湿地“蓝碳”生态系统碳中和能力是“绿碳”的10倍

2021-04-17 09:48 绿创碳和
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湿地是全球**的碳库之一,可以将空气中的CO2固定和封存。全球湿地面积仅占陆地面积的4%~6%,但它的碳储量占陆地生物碳素的35%,超过农业、森林生态系统碳储量之和,具有很强的固碳能力,固碳潜力较其他类型的生态系统最高。


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“绿碳”与“蓝碳”


通常,科学家们将陆地植被中固定的碳称为“绿碳”,将滨海湿地、海藻床等生态系统中固存的碳称为“蓝碳”。鉴于滨海湿地强大的固碳能力,长期来看,蓝碳系统将是减少CO2气体净排放量,解决气候变化问题的有效途径之一。


滨海湿地中的植被能够通过光合能力将大气中的二氧化碳(CO2)吸收,转化为碳水化合物,以满足植物生长的需要。在植物凋亡后,生物体中部分碳被微生物分解,而绝大部分难以分解的碳以木质素、纤维素等形式封存在湿地土壤中。同时,滨海湿地自身周期性淹水条件使得土壤长期处在厌氧条件,进一步抑制了碳的分解。有研究发现,以红树林、盐沼以及海草床为代表的蓝碳生态系统吸收的碳能够达到以森林为代表的传统“ 绿碳”的10倍或更多。


我国海岸线绵长,滨海湿地总面积约6万km2,占我国湿地总面积的15.4%。涉及沿海的11个省(区、市)。以杭州湾为界,以北由环渤海滨海和江苏滨海湿地组成,以南主要有杭州湾、泉州湾、珠江口河口湾和北部湾湿地等。我国滨海湿地类型可分为浅海水域、滩涂、滨海沼泽、河口水域、河口三角洲以及人工湿地(养殖池塘、盐田、水库)。滨海湿地水陆交界的自然环境为碳储存提供了良好的条件,植物固碳能力比较高。滨海湿地上的植物固定的碳部分储存在土壤中,称为土壤的碳汇。土壤是滨海湿地**的碳库。


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我国湿地固碳研究


我国对滨海湿地植被的固碳能力研究较多,涉及温带到热带地区,跨度较大。


辽河三角洲湿地植物主要是芦苇,稻田,碱蓬滩涂,固碳能力平均值为1.77kg/m2/yr,固碳能力比较高,是黄河三角洲滨海湿地植被平均固碳能力的5倍,甚至与同等条件下的温带落叶阔叶林的固碳能力相当)。


长江口崇明东滩的主要植物是海三棱藨草和芦苇。两种植物固碳能力之和为1.47~3.52kg/m2/yr,是全国陆地植被平均固碳能力的3~7.18倍,是全球植被平均固碳能力的3.59~8.59倍。研究了崇明东滩植被群落的演替和碳储固碳的变化,结果表明植被由海三棱藨草群落向芦苇群落演替的过程中,固碳能力增强了。同时提出非生物组分对植被固碳有影响。还分析了海三棱藨草碳储量、固碳能力、固碳潜力,其固碳潜力是很大的。


黄河三角洲滨海湿地植被平均固碳能力为0.35kg/m2/yr,土壤有机碳含量为0.75~8.35g/kg。天然的湿生湿地植被固碳能力高于全国陆地植被平均固碳能力,但是盐生湿地和水生湿地植被由于干旱和土壤盐渍化,植物固碳能力低于全国陆地植被平均固碳能力,总体上固碳能力不强。


天津滨海湿地土壤属于盐碱地,有机质容易降解,植物覆盖度低,土壤碳储量不高,天津滨海湿地土壤平均有机碳密度与全国平均有机碳密度(9.6kg/m2)相比小近1.5~4倍。土壤储碳量由大到小的顺序为林地、草地、滩涂、浅水域、裸土)。


杭州湾是南北滨海湿地的分界,杭州湾南岸主要是淤涨型滩涂,含盐量较高。植物主要种类有芦苇、互花米草和海三棱藨草。杭州湾土壤有机碳平均含量为6.45±1.70g/kg,低于天津滨海湿地土壤有机碳含量,固碳能力较弱,这可能与围垦造地有较大关系。


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湿地生态系统面临的威胁


水是人类赖以生存的基础和经济发展的保障,水也是湿地系统赖以健康生存的基本。长年人为活动导致整个海河流域水环境的恶化,上游修水库、超采地下水或不合理使用水资源,工业及生活废水大量排放等加剧了海河流域的水资源短缺和水质污染,也成为湿地生态环境恶化甚至消失的主要原因。人类活动对海河流域水环境和湿地的资源过量使用,导致生态环境破坏问题,最根本原因在于人口持续增长和相应的土地需求增长。随着人口增长,逐步扩大对水土资源的开发,于是人类活动越发影响自然环境恶化。


水环境受到破坏不仅影响到人居环境安全,也造成自然湿地数量减少,湿地受到严重污染而生态质量下降,湿地生态系统服务功能因此衰退。严重的水污染成为经济社会可持续发展的重要制约因素,对生态环境造成了很大的破坏和持久的影响。再加上气候变化对海河流域水资源的改变,水环境格局的安全和湿地保护更面临考验。


若湿地受到破坏,其固碳能力就会降低,则会渐渐转变为碳源,对气候变化的负面影响则随之增加。若湿地受到系统性的保护,其固碳能力则会提高,稳定的成为碳汇,起到减少温室气体排放的功用,有助于应对气候变化。由此,湿地系统的保护极为重要。湿地生态系统服务功能的下降最直接的影响就是对亟待整治的水环境失去其服务功能,也丧失服务于人居环境的综合功能。


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如何保护湿地


生态环境对滨海湿地生物有很大影响,反之,生物也会影响生态环境。不同种类的生物对环境的适应性不同,选择能适应当地环境的植物进行栽培种植可以提高存活率。同时,人类活动是破坏滨海环境的主要因素,保护滨海生态环境,可以有效降低植物死亡率,尤其是旅游区这些敏感地区。修复滨海湿地成为了不可避免的话题,涌出了多种修复技术方法。


为了提高生物对生态资源的利用,采用乔木、灌木和草本植物混交群落的高效固碳种植方法。另外,固定面积土地的植物不是越多越好,植物数量太大,会造成营养供应不足,空间和阳光的竞争激烈等问题。所以,要合理选择生物物种,科学结合生物种植。植被密度要合理,太稀疏固碳率不高,太密不通透,放出的CO2多于固定的CO2,起到反效果。研究表明木麻黄-厚荚相思混交林的土壤层含碳率和碳贮量大于10年生木麻黄纯林的,可见混交林有利于碳的积累和保存。


微生物修复技术是利用微生物对特定污染物的分解作用净化滨海湿地。目前,利用微生物分解石油烃类和重金属等技术比较成熟。植物修复主要是利用种类植物对元素的吸收特性,针对区域污染状况,选择对污染物吸收强的植物进行栽培,以改善当地的生态环境。


提升滨海湿地固碳能力改善土壤环境是很重要的措施。目前有人尝试在土壤中加入土壤改良剂来改良土壤性质,提高土壤营养含量,提高土壤固碳能力。尤其是生物改良剂是研究热点。生物改良剂是在土壤中加入菌类、蚯蚓等生物来改善土壤的物理性质和化学性质。


提高植物存活率和固碳效率跟种植技术和管理技术密不可分,滨海湿地生态环境特殊,地质稀软,潮汐冲刷,给种植和管理人员带来不便,需要专业技术进行种植和管理。研究发现不同刈割期和还田处理对土壤碳排放有很大影响。



滨海湿地土壤即是碳库,在受到干扰时还会成为碳源,湿地储存着大量的碳,如果作为碳源释放危害很大,所以,提高滨海湿地的固碳能力,要保护湿地不被破坏,防止湿地变为碳源。滨海湿地的破坏主要是围垦造地、生活污水、工业废水排放、养殖业等带来的,围垦造地是彻底的,不能逆转的,并会进一步破坏周边环境。政府要加大立法,加强政策法规的实施,相关部门要严格遵守法律,并加强宣传作用,增强人们保护湿地的意识。


将湿地系统分区由山地到滨海依次划分为:山地湿地水源保护区、山麓丘陵湿地保育管制区、平原湿地易涝管制区、湿地廊道控制区以及湖泊控制区,特别需要注意保护重要湿地。在整体海河流域湿地系统分区框架下,保护、恢复和创造湿地,形成多层次的湿地系统整体布局。同时,结合南水北调工程输水的适当时机和可能存在的弃水建立系统性的湿地补水机制,有计划地恢复湿地生态系统。使其在发挥改善区域生态环境和恢复地下水位等作用的同时,更好地发挥湿地的固碳和碳汇功能,为切实减少温室气体作出贡献。



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