研究了300多年,我们打算给它改姓C

作者: 陈槐、刘欣蔚

来源: 科学大院

发布日期: 2023-03-17 07:00:37

本文讨论了泥炭地的研究历史及其在全球气候系统中的重要性,提出了一个新的概念——碳湿地 (C-wetland),以强调保护土壤有机碳的重要性,并呼吁国际社会在全球碳中和背景下优先重视保护全球湿地的土壤碳库。

古往今来,有不少地方通过改名成功实践“一个好名字能够让你的朋友更好地记住你”的真理。改名为“香格里拉”的中甸,改名为“张家界”的大庸,都实现了“逆天改命”,名声大振。大院向来秉持“有什么好事我们都要跟着”的重要理念,这次,我们想在充分论证的基础上,给研究了300多年的泥炭地改个好名字,为生态保护做一点微小的工作。

泥炭,别称泥煤或者草炭,是由不同分解程度的松软有机体堆积物,包括有机残体(主要为植物残体)、腐殖质和矿物质三部分组成。在一定的水热条件下,一些湿地区域由于淹水环境或者温度较低,使得植物残体的堆积量大于分解量,不断积累泥炭。在连续堆积后,发育成为一类非常特殊的湿地生态系统——泥炭地生态系统。在中国,泥炭地主要集中分布在东北地区和青藏高原区域的一些湿地保护区及国家公园。

全新世(开始于12000~10000年前持续至今)以来,泥炭地一直扮演着大气碳汇的角色,在地球气候系统的形成及维持中发挥了举足轻重的作用。

联合国环境规划署 (United Nations Environment Programme,UNEP) 2022年发布的全球泥炭地评估报告显示,全球泥炭地生态系统面积可达488万公顷,仅占陆地面积3.8%,总的土壤碳储量却可达到600 Pg (1Pg=10^15g),为陆地生态系统的三分之一。

要想保护好泥炭地,做好研究是必由之路。

有关泥炭地的研究大致可分成包括自然资源导向、地学导向以及生态学导向在内的三个不同阶段。18世纪中叶以前,以自然资源导向为主。泥炭土壤高有机质含量的特性很早就引起了人们的关注,古罗马和中国的古籍均有将泥炭作为燃料资源的记载。16世纪,泥炭开采在荷兰已极为盛行;到17世纪, 泥炭排水系统也日趋完善;到18世纪中叶时,西欧和俄国的泥炭沼泽排水与开垦也日益盛行。

因此,泥炭地早期的研究源于人类对泥炭的利用和泥炭地的开发,即将泥炭地和泥炭作为一种自然资源来研究。

生态保护迫在眉睫。

生物多样性与生态系统服务政府间科学政策平台 (the intergovernmental science-policy platform on biodiversity and ecosystem services, IPBES) 于2018年发布的《全球土地退化现状与恢复评估》报告显示, 相比其他生态系统, 湿地退化尤为严重,过去300年来全球有87%的湿地损失, 自1900年以来全球有54%的湿地损失。

其中,大量的泥炭地由于资源开采的需求被破坏,挖沟、排水、种植等人为工程甚至令许多泥炭地退化,受干扰的泥炭地至少需要十年才会逐渐恢复自然水平的碳平衡。

研究角度的转变,需要一个好名字。但这存在一个问题:很多在定义上不被划分为泥炭地的湿地,它们的碳汇功能会不会因此被忽视呢?据前所述,泥炭地本身就是一个地学和自然资源学的概念, 是从泥炭资源禀赋出发和界定的,这就意味着对泥炭地的定义一般需要考虑两个指标:最低有机质含量和最小泥炭厚度。由于每个国家和地区的资源需求及泥炭分布存在不同,这两个指标在不同国家和地区差异极大。

基于上面探讨的这些问题,我们以基于碳属性的“有机土壤物质”(organic soil material) 这一概念取代了“泥炭” (peat) 这一资源属性的概念,构建了“碳湿地”这一新框架,强调保护土壤有机碳而不是消耗土壤有机质。一方面,有机土壤物质被定义为土壤有机碳大于12%的土壤 (按土壤干重计算),这是因为最近的全球泥炭地评估报告也部分采用了这一标准。

另一方面,从保护有机土壤物质的角度来看,定义碳湿地也不应考虑积累厚度。基于上述理由,我们创造性地提出了一个“碳湿地 (C-wetland)”的概念,即指土壤有机碳不低于12%的湿地生态系统。

我们提出“碳湿地”这一新概念并计算其分布,不仅强调富碳湿地作为长期碳汇的功能及其在减缓气候变化中的重要作用,更希望藉由这一概念的提出,呼吁国际社会在全球碳中和背景下,优先重视保护全球湿地的土壤碳库。

碳湿地这一新概念是一个新的开始,要获得学术界的广泛认同还有很长的路要走。后续,我们将围绕碳湿地这一新领域开展一系列的研究,以期形成广受学术界和国际社会认同的湿地研究新范式,为全球碳中和目标的实现提供更为有效的“湿地”自然解决方案。

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