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泥炭地:地球的“固碳海绵”

2020-12-21 14:29:56    来源: 中国自然资源报    作者:贺鹏 聂洪峰 郭兆成 肖春蕾

泥炭地,即土壤剖面发育有泥炭层的沼泽,地表土壤经常过湿或有薄层积水,其上生长大量沼泽植物,其下则有泥炭形成和积累。

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四川若尔盖高原泥炭地

泥炭地的形成需要适宜的水热条件和漫长的时间

泥炭地的形成发育需要一定的环境条件。只有在一定水分和热量的配合下,在长期稳定的地质地貌、土壤表层积水或者过湿的环境中,沼泽植物残体的堆积量大于其分解量的厌氧环境中,泥炭地才能得以良好发育,形成由有机残体、腐殖质和矿物质3部分组成的具有不同分解程度、性质稳定的松软成层有机体堆积物。

泥炭地的起源通常可分为两大类:一类是由湖盆、湖岸、河床等水域转化形成;另一类是由草甸、森林、永冻土区及潮间地带等陆域演化而来。不同条件下泥炭地形成的困难程度、方式及过程都有所不同。总体来说,陆域泥炭地的发育较水域更为广泛,其面积一般也较大,特别是在气候温和湿润地区更容易形成泥炭地。

典型的泥炭地就像浸透了水的深棕色“海绵”,它的形成不单要有适宜的水热条件,更需要漫长的时间。通常,泥炭地的堆积速率每年不足1毫米,要形成具一定规模的泥炭地需要历经数千万年之久,然而要排干泥炭地却只需十几天的时间。泥炭地一旦被排干,其破坏将是不可逆的。

泥炭地在北半球分布广泛而南半球较贫乏

就全球范围而言,泥炭地的分布主要取决于气候,因此,全球泥炭地的分布具有典型的地带性分异规律。对一个区域来说,由于海陆位置、地质、地貌与水文等各因素影响,泥炭地的分布特征更多表现为区域性或垂直性差异。

除南极洲外,泥炭地在世界各地均有分布,其中约80%位于高纬度地区,主要分布于俄罗斯、芬兰、加拿大、中国、美国和瑞典等国家。总体而言,泥炭地在北半球分布广泛、类型复杂,在南半球则较贫乏。究其原因是北半球陆地面积大,特别是中、高纬度地区陆域面积广泛,且这一地区属冷湿和温湿气候带,利于泥炭地发育。

我国的泥炭地则在东北兴安岭、长白山山地、三江平原、若尔盖高原、云贵高原等地分布较为集中。

泥炭地是单位面积碳累积速度最快、碳堆积量最大和碳密度最高的生态系统

泥炭地具有土壤松软有弹性、有机质及腐殖酸含量高、植物纤维含量丰富、通气透水性好、持水能力强等特征,在自然生态平衡中具有调节区域局部气候和河川径流、涵养水源、补给地下水、净化环境、防止土壤侵蚀等多种功效,同时还具备“碳汇”的重要功能。泥炭地是目前所有生态系统中单位面积碳累积速度最快、碳堆积量最大和碳密度最高的生态系统。

在自然状况下,大气中的二氧化碳通过植物光合作用形成有机碳储存于植物体内,植物地上部分和根系死亡后在沼泽地中形成有机质沉积物,有机质的分解由于氧气不足和pH值变低而变缓或终止,因此碳被“锁”在泥炭地中。据统计,全球泥炭地总面积为398.5万平方千米,仅占陆域面积的2.66%,但泥炭土壤的有机碳含量极其丰富,占到全球陆地有机碳储量的10%~35%,其单位面积碳储量达到了森林的3倍。由此可见,泥炭地在应对全球气候变化过程中具有不可忽视的作用。

全球泥炭地正面临着来自泥炭开采和占用等人类活动的巨大威胁

当受到如排水、土壤侵蚀、干旱等环境影响,暴露在大气中的泥炭地由于氧化作用,内部固存的碳会变为二氧化碳重新被释放,变成温室气体的排放源。更直观地说,破坏一处面积仅为0.0071平方千米的泥炭地,约等于驱车环绕地球3周尾气排放的二氧化碳量。

近年来,全球泥炭地正面临着来自泥炭开采和占用等人类活动的巨大威胁,其中农业排水和开垦是导致泥炭地大面积减少、由“碳汇”转为“碳源”的主要原因。在过去200年内,全球泥炭地的碳储量已减少了约41亿吨,其中60%是人为开发导致的。目前,全球泥炭地每年由于排水疏干引起二氧化碳排放已达20亿吨,占全球因人为活动而产生二氧化碳排放总量的6%。据估算,若泥炭地中储存的碳全部被释放到大气中,将导致全球平均气温升高0.8~2.5摄氏度。

保护泥炭地对于减缓全球气候变化的作用已得到国际社会的广泛认同。我国始终把应对气候变化、开展泥炭地保护管理视作自身可持续发展的内在要求和构建人类命运共同体的责任担当,近年来已有多个省(区、市)发布了《湿地保护管理办法》《泥炭资源保护管理办法》等。

为进一步查清我国泥炭地碳库现状,我国从2014年起对泥炭沼泽分布面积较大的内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、四川、贵州、云南、西藏、甘肃、青海和新疆等11个省(区)分年度开展泥炭沼泽碳库调查,以实现对全国泥炭地进行全面、客观地分析评价,并提供对泥炭地的保护、管理和合理利用的决策依据。

(作者单位:中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心)

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