水庫(kù)：碳源，還是碳匯？

彭向訓(xùn)

夕陽(yáng)下的三峽水庫(kù) 攝影/劉華

低碳關(guān)注

近一百多年來全球氣候正在變暖的事實(shí)，已經(jīng)得到許多人的確認(rèn)。

至于全球氣候變暖的原因，科學(xué)界并沒有取得完全一致的看法。一些質(zhì)疑的聲音，也不時(shí)從科學(xué)界內(nèi)部傳出。不過，相關(guān)領(lǐng)域的許多科學(xué)家都逐漸支持以下觀點(diǎn)：人類活動(dòng)引起的二氧化碳、甲烷、氧化亞氮等溫室氣體從工業(yè)革命時(shí)期以來的大量排放，是導(dǎo)致全球氣候變暖的重要原因。這個(gè)觀點(diǎn)也已經(jīng)在國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)——政府間氣候?qū)ｉT委員會(huì)（IPCC）的有關(guān)文件中得到認(rèn)可。IPCC的評(píng)估報(bào)告認(rèn)為，上個(gè)世紀(jì)中期至今所觀測(cè)到的大部分溫度上升，有超過90%的可能是與人類活動(dòng)產(chǎn)生的溫室氣體排放有關(guān)。

正是有IPCC等權(quán)威機(jī)構(gòu)觀點(diǎn)的支持，為減緩逐步明顯的全球氣候變暖趨勢(shì)，國(guó)際社會(huì)正在達(dá)成共識(shí)，需要盡可能削減溫室氣體排放。這也促進(jìn)了人們研究各種人類活動(dòng)對(duì)碳排放強(qiáng)度的影響，期望采取某種有效針對(duì)措施，以降低碳排放，并最后達(dá)到零排放。各國(guó)政要多次舉行會(huì)議，提出減排目標(biāo)，商討國(guó)際分工與合作，以應(yīng)對(duì)全球變暖。正是在這樣一個(gè)大背景下，關(guān)注低碳話題成為當(dāng)前的時(shí)尚，已經(jīng)滲透到我們的政治、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)生活中。

既然低碳關(guān)注成為時(shí)尚，那科學(xué)工作者也不免會(huì)在這類時(shí)尚問題的研究上緊跟。

爭(zhēng)論泛起：水庫(kù)，是碳源，還是碳匯？

雖然許多研究成果已經(jīng)指出，人類在近200年來對(duì)化石能源的大量使用，是人類排放溫室氣體的主要來源，但這并不能阻止一些科學(xué)家對(duì)其他人類活動(dòng)是否顯著地增加了碳排放進(jìn)行深入的研究。在這類研究中，有一位科學(xué)家的新穎觀點(diǎn)，讓人們將碳排放問題的關(guān)注興奮點(diǎn)轉(zhuǎn)向了水庫(kù)。

這位科學(xué)家就是Fearnside。

Fearnside在前人工作的基礎(chǔ)上，認(rèn)真地研究了巴西圖庫(kù)魯伊水庫(kù)溫室氣體排放，發(fā)表了相關(guān)論文，對(duì)該水庫(kù)可能的排放水平從理論上進(jìn)行了較為全面的分析和估算。

在Fearnside的研究中，他說，水庫(kù)造成的陸地淹沒，使得淹沒區(qū)的植被腐化分解。在淹沒水面以上部分，植物有氧分解成溫室氣體——二氧化碳排放進(jìn)大氣。那些淹沒在水面以下部分的植物，因?yàn)榻咏鼌捬醐h(huán)境，被分解成二氧化碳和甲烷，通過水庫(kù)表面的氣泡和氣體擴(kuò)散進(jìn)入大氣中。另外，發(fā)電的水庫(kù)，水流通過渦輪機(jī)時(shí)，或者水流通過泄洪通道時(shí)，因?yàn)樗鳒囟取簭?qiáng)等的改變，而釋放大量的甲烷氣體。其中，甲烷的溫室氣體效應(yīng)大大超過二氧化碳。這樣累計(jì)下來，發(fā)電水庫(kù)的甲烷和二氧化碳釋放量約為同量級(jí)化石燃料電廠的好幾倍。

根據(jù)他的論文，人們很可能會(huì)得到以下結(jié)論：雖然水電經(jīng)常被標(biāo)榜為綠色能源，但實(shí)際上，發(fā)電的水庫(kù)是比火電站更嚴(yán)重的溫室氣體排放源。

當(dāng)輿論已經(jīng)普遍認(rèn)為化石燃料電廠是全球重要的溫室氣體排放源時(shí)，F(xiàn)earnside的研究竟然說發(fā)電水庫(kù)是更嚴(yán)重的排放源。不難理解，其說法的觀念沖擊性是巨大的。

據(jù)此，一些人，特別是反壩人士從這里得到重要的理論支持，他們說:水庫(kù)，作為重要的碳排放源，對(duì)于全球氣候變暖，更是難辭其咎。

有開拓者，就有追隨者。在Fearnside研究的啟發(fā)下，有學(xué)者也對(duì)其他一些水庫(kù)的碳排放進(jìn)行了探索。特別是對(duì)于全球最大的水利工程三峽水庫(kù)的溫室氣體排放，有人做了認(rèn)真的研究。某些研究者得出結(jié)論：三峽水庫(kù)的沼澤地甲烷排放通量很高，竟然超過了Fearnside所觀察的巴西熱帶水庫(kù)。這個(gè)觀點(diǎn)提出后，所產(chǎn)生的新聞效果是很大的。普通的人們很可能因此得出推論，三峽工程將成為很大的溫室氣體排放源。

對(duì)此，有人士辯護(hù)說，這個(gè)推論根本沒考慮到我國(guó)大型水庫(kù)建設(shè)的實(shí)際。在我國(guó)，大型水庫(kù)蓄水前，都有嚴(yán)格的清庫(kù)要求，植物以及土壤中的有機(jī)碳含量都不會(huì)很高，不會(huì)造成持久的溫室氣體大量排放。更有一些水電建設(shè)支持者，在仔細(xì)分析了Fearnside等研究者的一貫言行后，說：Fearnside等人歷來就反對(duì)在河流上建設(shè)水電工程，因此，這些反壩運(yùn)動(dòng)者專門喜歡收集不利于水電工程形象的特例，而故意忽視或者回避可以證明水電是更清潔能源的事實(shí)。水電建設(shè)支持者堅(jiān)持認(rèn)為，以這些明顯有情緒偏向的人的結(jié)論作為依據(jù)，就認(rèn)定水庫(kù)是重要的溫室氣體排放源，其論證是不可被采信的。

在反對(duì)Fearnside結(jié)論的文章里，對(duì)水庫(kù)選樣的代表性，有人辯解道，F(xiàn)earnside所研究的水庫(kù)，正處在熱帶地區(qū)，以如此特殊區(qū)域的寬淺水庫(kù)的觀察數(shù)據(jù)來論證水庫(kù)是排放溫室氣體的元兇之一，證據(jù)毫不充分，結(jié)論不具備普遍性。雖然水庫(kù)確實(shí)也是碳源，但地球上大多數(shù)水庫(kù)的排放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有如此巨大。也有人強(qiáng)調(diào)說，水庫(kù)將陸地表面的有機(jī)物沉積到庫(kù)底，遲滯了有機(jī)物分解成溫室氣體的過程，更有可能將部分碳長(zhǎng)期隔絕在水庫(kù)里，從這個(gè)意義上說，水庫(kù)不僅僅是碳源，更應(yīng)該看做是碳匯。

水庫(kù)到底是碳源還是碳匯，爭(zhēng)論泛起。

碳源還是碳匯，該如何分析？

按照一般意義，碳源，是向空氣中釋放二氧化碳等溫室氣體的場(chǎng)所，而碳匯，則是指從空氣中吸收二氧化碳等溫室氣體。

如果按照這個(gè)表面上的定義，大多數(shù)水庫(kù)是溫室氣體排放源，應(yīng)該是毋庸置疑的。因?yàn)樵谠S多水庫(kù)，都可以被觀測(cè)到庫(kù)區(qū)內(nèi)有溫室氣體排放。

不過，如果我們按照這個(gè)定義來確認(rèn)碳源與碳匯，對(duì)于溫室氣體減排有實(shí)際的指導(dǎo)意義嗎？

碳在自然界，是循環(huán)的。大氣中的二氧化碳，在光合作用下，被植物吸收，然后在生物的呼吸作用下，有一部分返回大氣。另外一部分作為生物體物質(zhì)存儲(chǔ)起來。從某一局部看，某類生物基本不吸收二氧化碳，只排放二氧化碳，比如動(dòng)物，以此觀之，動(dòng)物應(yīng)該是溫室氣體重要排放源。但我們得出這個(gè)結(jié)論，對(duì)溫室氣體減排是否有重大的指導(dǎo)意義呢？

意義應(yīng)該是不大的。為什么？

很簡(jiǎn)單。生命體有生有死，除非短時(shí)期內(nèi)，地球上有大量生命體消亡，或者有更廣泛的生命體繁盛，生物的呼吸作用，并不可能在短時(shí)間內(nèi)顯著改變溫室氣體在大氣中的濃度，這種生態(tài)系統(tǒng)碳物質(zhì)循環(huán)所帶來的大氣碳含量波動(dòng)，在短時(shí)期內(nèi)是微乎其微的。就是說，作為重要碳排放源的動(dòng)物界，是自然碳循環(huán)的一部分。在可見的時(shí)段內(nèi)，并不能從總體上增加大氣中溫室氣體的凈含量。

那么，水庫(kù)，是否會(huì)顯著增加大氣中溫室氣體的凈含量呢？

答案不是很明晰。不過，很有可能是否定性的。

我們知道，水庫(kù)排放溫室氣體物質(zhì)的來源，有以下幾種：建庫(kù)前就在庫(kù)區(qū)的，建庫(kù)后新生成的，以及來自于水庫(kù)所匯集流域內(nèi)的。

對(duì)于建庫(kù)前就在庫(kù)區(qū)的溫室氣體排放源，建庫(kù)后，如果依然在排放，我們就不能將這個(gè)排放量記錄在水庫(kù)對(duì)溫室氣體排放的凈貢獻(xiàn)中。如果建庫(kù)使該排放源不存在了，那水庫(kù)的凈排放貢獻(xiàn)也要扣除該排放源在建庫(kù)前的排放量。在Fearnside的研究中，圖庫(kù)魯伊水電站蓄水前在自然環(huán)境下的溫室氣體排放本底值，并沒有測(cè)量。論證該水庫(kù)的溫室氣體排放凈貢獻(xiàn)，必須要將這個(gè)值減去后，才是科學(xué)的。

如果流域內(nèi)的溫室氣體排放源，因?yàn)樗鞯膮R集作用，而沉積在水庫(kù)庫(kù)區(qū)，使得溫室氣體在庫(kù)區(qū)集中排放，我們更難將這一部分的排放量歸為是水庫(kù)的凈排放。對(duì)于全球溫室氣體排放來說，這僅僅是轉(zhuǎn)移了排放地而已。

對(duì)于建庫(kù)后新生成的排放源，我們也要辯證分析。水庫(kù)蓄水后，庫(kù)區(qū)濕地面積有可能增大。濕地雖然會(huì)排放大量的甲烷等溫室氣體，但水庫(kù)建成后，會(huì)降低下游被洪水淹沒而成為濕地的幾率，有可能使下游排放溫室氣體的數(shù)量減少。同時(shí)，因?yàn)樗畮?kù)的建設(shè)，使得大量排放源被深水區(qū)域覆蓋，這又會(huì)大大降低甲烷等氣體的排放，使得水庫(kù)具備了碳匯的功能。這樣，對(duì)水庫(kù)建設(shè)而增加的整個(gè)流域的凈排放量估算，其工作變得十分困難。

雖然也有人說，水庫(kù)大壩的建設(shè)，使得河流碳向海洋沉積的通路受阻，讓很大部分碳無法永久地沉積在海洋中。但是，有研究針鋒相對(duì)地指出，即使河流不受大壩阻滯，河流中的大部分碳也并不會(huì)沉積到海洋，而是在河水流動(dòng)過程中，排向大氣，或者沉積在河灘。

照以上的分析思路，水庫(kù)的碳匯碳源作用，似乎只是將自然界本來就有的生物圈碳元素循環(huán)添加了一個(gè)環(huán)節(jié)，整個(gè)循環(huán)周期以及總體上參與循環(huán)的碳量并沒有因此顯著改變。在碳循環(huán)過程中，水庫(kù)既可能是碳源，也可能是碳匯。

額爾古納濕地被稱為“亞洲第一濕地”攝影/于華

澎溪河自然保護(hù)區(qū) 攝影/任紅

關(guān)注重點(diǎn)：碳循環(huán)周期改變

即使水庫(kù)是顯著的碳排放源，但水庫(kù)與火電廠等以化石燃料為能源的溫室氣體排放源也有明顯的不同。化石燃料是在地質(zhì)作用下，經(jīng)過幾億年而累積下來的碳匯。近代以來，對(duì)地質(zhì)時(shí)間尺度生成的化石燃料的大量消耗，使得大氣中溫室氣體在短時(shí)間尺度上（以生命個(gè)體的生存時(shí)間為單位）的循環(huán)平衡被迅速打破，大氣中的溫室氣體含量迅速增加。這種平衡的破壞，與生物圈碳循環(huán)平衡的修復(fù)不同，自然界在短時(shí)期內(nèi)無法自我修復(fù)。這才是全球?qū)厥覛怏w排放擔(dān)憂的根本所在。

因此，爭(zhēng)論水庫(kù)是否是碳源，不是不可以，而是很有可能干擾人們的視線，將減排的注意力引向一個(gè)不太恰當(dāng)?shù)姆较颉３乾F(xiàn)在有確鑿的證據(jù)證明，原本屬于長(zhǎng)周期循環(huán)過程中的、正附存在大氣圈之外的碳元素，比如百年、萬(wàn)年以上循環(huán)周期的碳元素，因?yàn)樗畮?kù)的建設(shè)，而突然集中排放進(jìn)入大氣圈。或者，有證據(jù)表明，原本處在短周期循環(huán)中的碳元素，因?yàn)樗畮?kù)的建設(shè)，而進(jìn)入了長(zhǎng)周期的碳循環(huán)過程中，使之在百年以至萬(wàn)年內(nèi)被保存在大氣圈之外。不然，我們很難說，水庫(kù)是一個(gè)在減排關(guān)注意義上的重要碳源或者碳匯。

從碳循環(huán)周期的改變上論證，或者從不同排放源的溫室氣體效應(yīng)比較上來討論溫室氣體減排，這樣的爭(zhēng)論，能夠比較好地引導(dǎo)我們發(fā)現(xiàn)更好的減排策略。關(guān)于水庫(kù)是否是碳源的爭(zhēng)論，亦應(yīng)以此識(shí)之。