濕地系統(tǒng)的生態(tài)作用與全球變暖的關(guān)系研究

劉立剛

（西南林業(yè)大學(xué)，云南 昆明650224）

1 引言

2011年11月28日至12月9日，聯(lián)合國(guó)氣候大會(huì)在南非德班召開，會(huì)議的最終目的仍聚焦在溫室氣體的減排問(wèn)題上。《京都議定書》第二承諾期的存續(xù)問(wèn)題，是大會(huì)期待解決的首個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為，大氣中二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）等溫室氣體積累會(huì)加強(qiáng)溫室效應(yīng)而使地球表面溫度逐年上升，引起全球氣候變化。而這些氣體排放增加的主要原因是人類燃燒富含碳的石化燃料，如煤炭、石油和天然氣等。濕地生態(tài)系統(tǒng)作為世界上最具生產(chǎn)力的生態(tài)系統(tǒng)之一，是溫室氣體的重要來(lái)源。

（1）濕地生態(tài)系統(tǒng)是CO2的“源”與“匯”。全球濕地面積約為5.7億hm2，占地球陸地面積的6%。其中，泥炭濕地面積約占濕地總面積的50%。而泥炭濕地容納的碳是熱帶雨林碳貯量的3.0～3.5倍。因而濕地是一個(gè)重要的碳庫(kù)，對(duì)全球碳循環(huán)和抑制以及減緩地球變暖的速度具有重要作用。據(jù)估計(jì)，儲(chǔ)藏在不同類型濕地內(nèi)的碳約占地球陸地碳總量的15%［1］。據(jù)研究，僅占地球陸地面積6%的濕地，卻擁有陸地生物圈碳素的35%（約770億t），超過(guò)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)（150億t）、溫帶森林（159億t）和熱帶雨林（428億t）。因此，濕地具有強(qiáng)大的固碳能力，在全球碳循環(huán)中發(fā)揮著重要作用，形成了一個(gè)巨大的碳匯，對(duì)調(diào)節(jié)大氣中二氧化碳濃度具有重要作用。

（2）濕地生態(tài)系統(tǒng)是甲烷（CH4）的重要“源”。甲烷產(chǎn)生于厭氧微生物活動(dòng)。在厭氧條件下，甲烷菌分解土壤中的有機(jī)質(zhì)，產(chǎn)生甲烷；在好氣土壤或土層中，甲烷又被氧化菌所氧化。由于甲烷是在厭氧條件下產(chǎn)生的，所以產(chǎn)生甲烷的土壤環(huán)境主要是各種類型的沼澤、較淺的水體及水稻田。據(jù)估計(jì)全球濕地每年約釋放150Tg（1Tg＝1 000 000t）甲烷，約占每年大氣總甲烷來(lái)源的25%。王明星等人估計(jì)［2］，1988年我國(guó)稻田 CH4排放量約（17±2）×1012g，約占全國(guó)CH4總排放量（35±10）×1012g的一半。各種天然濕地的排放量約為212×1012g，約占總排放量的6%左右。

2 濕地系統(tǒng)的影響因素

2.1 對(duì)濕地面積和分布的影響

氣候變化會(huì)造成全球濕地面積及其時(shí)空分布的變化。Brock和 Vierssen［3］，曾經(jīng)研究歐州南部半干旱地區(qū)，水生植物為主的濕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候變化的響應(yīng)，結(jié)果表明：氣溫升高3～4℃，適應(yīng)于水生植物生長(zhǎng)的濕地面積在5年之內(nèi)將減少70%～80%，這說(shuō)明干旱半干旱地區(qū)的濕地對(duì)全球變暖是極為敏感的。我國(guó)張翼［4］等曾研究氣候變化對(duì)東北地區(qū)植被分布的可能影響，在6種氣候情景下（降水增加／減少10%，溫度增高1℃、2℃和3℃），東北地區(qū)草本沼澤的面積都在減少。Scott等人［5］收集的資料顯示，中國(guó)71%的濕地都已經(jīng)受到人類活動(dòng)的威脅，39%的濕地將受到日益嚴(yán)重的威脅。水污染也是人類活動(dòng)對(duì)濕地影響的一個(gè)重要方面，快速的工業(yè)發(fā)展意味著污染的不斷加劇，對(duì)濕地質(zhì)量的威脅也就越來(lái)越大［6］。

2.2 對(duì)濕地水文形勢(shì)的影響

全球氣候變化使得降水、氣溫、云量等氣候參數(shù)發(fā)生明顯變化，而且會(huì)對(duì)全球水文循環(huán)過(guò)程和區(qū)域水文情勢(shì)產(chǎn)生深刻的影響。根據(jù)20世紀(jì)90年代期間國(guó)內(nèi)外的研究表明［7～9］，區(qū)域水資源狀況與降雨、氣溫等之間是一種非線性的關(guān)系，也就是說(shuō)相對(duì)較小的降雨和氣溫變化將導(dǎo)致水資源狀況的較大變化。施雅風(fēng)等人的研究表明［10］，自20世紀(jì)50年代以來(lái)，我國(guó)西北地區(qū)的內(nèi)陸湖絕大部分均向萎縮的方向發(fā)展，有的甚至干涸。許多研究［11］都表明，水文參數(shù)是控制濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)鍵因子，因此濕地水文情勢(shì)的變化必然會(huì)影響到濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的時(shí)空格局。

2.3 對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響

濕地生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性較為豐富，為多種無(wú)脊椎動(dòng)物，冷血和熱血的脊椎動(dòng)物提供了棲息和繁衍的場(chǎng)所。其基本功能之一就是為動(dòng)物提供終年的居住環(huán)境，也是一些候鳥越冬的重要生境（取決于濕地的地理位置）。在一些濕地，氣候變化引起的生物群落的變化，有可能導(dǎo)致一些種群的變化（有的種群可能會(huì)逐漸消失，有的則會(huì)產(chǎn)生新的變種），例如，在塞舌爾，小面積濕地的喪失，有可能造成當(dāng)?shù)嘏佬蓄惡托⌒网B類的滅絕。

2.4 對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體的影響

氣候變化對(duì)濕地水文情勢(shì)的影響亦會(huì)明顯影響到濕地CH4排放的數(shù)量及歷時(shí)，如果濕地變干，則CH4的排放量會(huì)有所減少。自然濕地甲烷釋放量變化取決于它們對(duì)全球氣候變化的響應(yīng)，溫度升高可以增強(qiáng)甲烷細(xì)菌的活動(dòng)強(qiáng)度，從而增加甲烷釋放量，但它同時(shí)會(huì)降低土壤含水量和地下水位，導(dǎo)致甲烷釋放量下降。據(jù)估計(jì)，北半球高緯度地區(qū)濕地的地下水位隨溫度升高而下降，甲烷釋放量降低，甚至一些濕地變干，轉(zhuǎn)為消耗大氣中的甲烷。

3 保護(hù)濕地發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的對(duì)策與建議

隨著人口的增長(zhǎng)和技術(shù)的進(jìn)步，濕地生態(tài)系統(tǒng)成為人類活動(dòng)破壞最嚴(yán)重的生態(tài)系統(tǒng)之一，而農(nóng)業(yè)排水和開墾是濕地喪失的主要原因。濕地是地球上重要的碳儲(chǔ)存庫(kù)，其儲(chǔ)碳量占地球陸地碳總量的15%。土地利用的變化改變了濕地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的模式，大量溫室氣體被排放，對(duì)全球變化產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。濕地的保護(hù)、恢復(fù)與重建能促進(jìn)碳積累和減少溫室氣體排放。

（1）合理保護(hù)濕地。特別是泥炭地是減緩氣候變化成效最高的方式之一。濕地是重要的“儲(chǔ)碳庫(kù)”和“吸碳器”，是氣候變化的“緩沖器”。特別是泥炭地在有效緩解溫室效應(yīng)、應(yīng)對(duì)氣候變化方面發(fā)揮著不可替代的功能。在我國(guó)，僅若爾蓋濕地儲(chǔ)存的泥炭就高達(dá)19億t，平均每公頃碳儲(chǔ)量約4 130t，破壞1hm2這樣的濕地，增加的二氧化碳排放最高可達(dá)約1.5萬(wàn)t。

（2）高度重視森林固碳的重大作用。據(jù)國(guó)際能源署的資料表明，2002年中國(guó)CO2排放量占全球總量的13%，是世界上CO2排放量第2大國(guó)，占世界排放總量比重還在不斷上升。短時(shí)間內(nèi)，中國(guó)不是發(fā)達(dá)國(guó)家，仍是世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，只是工業(yè)化的后來(lái)者的現(xiàn)狀不能改變，工業(yè)減排仍將持續(xù)面臨較高難度的情況下，只能充分發(fā)揮我國(guó)生物固碳潛力。我國(guó)森林面積1.73億hm2，中幼林面積占67.85%，正處在旺盛生長(zhǎng)期，具有較強(qiáng)的碳吸收能力和發(fā)展?jié)摿ΑＭㄟ^(guò)造林、森林經(jīng)營(yíng)及保護(hù)、濕地保護(hù)及荒漠化防治等工程，可以充分挖掘林業(yè)減排增匯潛力。因此，應(yīng)高度重視林業(yè)在內(nèi)的生物固碳措施放在我國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變暖對(duì)策中極其重要的位置。

（3）加強(qiáng)濕地恢復(fù)與管理，可以增加濕地的貯碳量。我國(guó)首次進(jìn)行的全國(guó)性濕地調(diào)查結(jié)果顯示，全國(guó)現(xiàn)有濕地3 848.55萬(wàn)hm2（不包括水稻田濕地），目前全國(guó)僅有近40%的自然濕地納入保護(hù)區(qū)。若按濕地保護(hù)規(guī)劃，實(shí)行“退耕還湖”等措施，恢復(fù)被開墾的0.1億hm2濕地面積30%計(jì)算，約可增加固定28.16億t CO2，按持續(xù)100年計(jì)算，年均增長(zhǎng)固碳能力可達(dá)0.28億t CO2。

（4）替代不可再生的原材料，可以大量減排。通過(guò)使用可再生的林木產(chǎn)品，替代化石能源密集型的鋼材、水泥和塑料等原材料，減少CO2排放。

（5）大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，倡導(dǎo)低碳生活。要減少溫室氣體特別是CO2的排放，就要求我國(guó)在經(jīng)濟(jì)體制改革中，本著“生態(tài)優(yōu)先”的原則，調(diào)整和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，憑借技術(shù)進(jìn)步和開發(fā)應(yīng)用新能源等努力，大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，在不降低生活水平的前提下，倡導(dǎo)健康、環(huán)保的低碳生活，減少“高碳”式的排放和污染。在外部壓力的作用下可以促進(jìn)中國(guó)轉(zhuǎn)變能源增長(zhǎng)和消費(fèi)模式，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。

（6）加強(qiáng)國(guó)際合作。全球氣溫變暖是人類的共同挑戰(zhàn)，需要進(jìn)行全球治理。在經(jīng)濟(jì)全球化的今天，應(yīng)對(duì)全球性的發(fā)展問(wèn)題，僅靠一個(gè)國(guó)家的努力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還要通過(guò)廣泛的國(guó)際合作，來(lái)共同解決世界性難題，這包括了政治協(xié)商、科學(xué)研究合作、技術(shù)合作、市場(chǎng)合作、人力資源開發(fā)合作等。同時(shí)，可以借鑒一些先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和做法，如在發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)而在發(fā)展中國(guó)家逐步建立“碳排放稅”是另一個(gè)有效的辦法，根據(jù)生產(chǎn)者和消費(fèi)者排出的碳含量征收費(fèi)用或稅收，專門用于全球性科學(xué)研究、信息收集和發(fā)布、人才培養(yǎng)、潔凈技術(shù)研發(fā)、植樹造林等。

［1］呂憲國(guó)，何 巖，楊 青.濕地碳循環(huán)及其在全球變化中的意義，中國(guó)濕地研究［M］.長(zhǎng)春：吉林科學(xué)技術(shù)出版社，1995.

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