塌陷區濕地：農業減排尋“碳”蹤

程國明

在山東濟寧的微山湖畔，距王樓煤礦不足5千米的地方，有一片塌陷區濕地。這里水光瀲（liàn）滟（yàn）、魚蝦嬉戲，一排排整齊的秧苗在輕風中搖曳……什么是塌陷區濕地？它是如何形成的？與其他濕地又有什么不同？

塌陷區變濕地

煤層一般賦存在地下幾百米至千米的深處。采煤機井下采煤后，其支架會前移，后方的巖層冒落。開采幾十米后，就會在支架后方形成較大采空區。在重力作用下，采空區上方各巖層會相繼發生離層、彎曲、裂縫擴展等現象，甚至斷裂后冒落到采空區。隨著開采范圍的不斷擴大，若不及時采取充填等措施，地面上就會形成塌陷，也稱采空塌陷。受此影響，塌陷坑周圍還會出現很多裂縫。

由于地表潛水位高，在塌陷坑中會形成積水。汛期雨量增加，積水坑就變成了人工湖。利用地形與氣候等特征，對塌陷區進行規劃，挖深墊淺，發展水產養殖、生態種植等產業，就形成了塌陷區濕地。在中國東部地區，例如山東濟寧，安徽淮南、淮北，江蘇徐州等地都有這樣的塌陷區濕地。

碳匯還是碳源？

王樓煤礦塌陷區濕地西北角的稻田，采用稻蝦共作模式（稻田內套養小龍蝦），可謂“稻在水中長，蝦在稻下游”。此法將水產養殖與農業種植巧妙結合，實現了“一水兩用、一田雙收”的愿望。

碳源與碳匯是兩個相對的概念。碳匯是指通過植樹造林等措施，吸收大氣中的二氧化碳，從而減少大氣中溫室氣體的濃度的過程、活動或機制；碳源則是指向大氣中釋放二氧化碳的過程、活動或機制。

在人工濕地中，二氧化碳和甲烷等溫室氣體產生于有機物的代謝與轉化。其中，二氧化碳是生源性的，即有機物的自然歸宿，不計入溫室氣體排放目錄。因此，甲烷等的排放量決定了人工濕地中溫室氣體的最終排放效應，即決定它是碳匯還是碳源。所以，控制有機物向甲烷等的轉化是實現溫室氣體減排的關鍵步驟。

甲烷和氧化亞氮是稻田排放的主要溫室氣體，二者的溫室效應遠高于二氧化碳。在百年的尺度下，單位質量甲烷和氧化亞氮的全球增溫潛勢分別是二氧化碳的25倍和298倍。

稻蝦共作模式最大限度減少了化肥和農藥的使用，是一種獨特的生態農業模式。初步研究表明，與水稻單作相比，稻蝦共作可降低甲烷排放12％～17％，土壤碳含量提高10％～14％。由此可見，稻蝦共作不僅是發展綠色農業的重要途徑，更為農業領域減排起到了很好的示范作用。

知識鏈接? 甲烷的“是是非非”

甲烷菌是最早的生命形式之一，早在35億年前就存在于地球上，也是甲烷的主要“制造者”。35億年，滄海桑田，甲烷菌卻依然保持著本性——厭氧。

天然濕地、塌陷區池塘、稻田等底部缺氧環境，為甲烷菌提供了豐盛的美食——雜草、樹枝、樹葉等。甲烷菌常躲在這里大快朵頤，并時不時呼出甲烷氣泡。可見，無論是天然還是人工濕地，因厭氧環境的存在，必然產生甲烷。

值得一提的是，如果大氣中沒有甲烷等溫室氣體，地球的平均氣溫應該維持在零下16攝氏度左右，所以地球上的生命離不開甲烷等溫室氣體。當然，也不能有太多甲烷——地球無論走向哪個極端，人類都會滅亡。

（責任編輯 / 陳琛? 美術編輯 / 周游）