吸碳的巨型“海綿”

?四川若爾蓋濕地國家級自然保護區，中國第一大高原沼澤濕地，也是世界上面積最大、保存最完好的高原泥炭沼澤

在我們的星球上，有這樣一類不容忽視的生態系統，它們就像海綿一樣，勤勤懇懇地幫我們“吸收”地球上多余的碳——它的名字就是泥炭地。現在就讓我們一起來了解一下它吧！

什么是泥炭地？

泥炭地是具有泥炭累積特性的一類獨特的濕地生態系統，通常形成于缺氧的積水環境中。根據國際上比較通用的定義標準，泥炭地中泥炭（干重，即去除自由水后的重量）的有機質含量需大于30%，且沉積厚度需達到30厘米。在寒冷的高緯度地區，泥炭地中的泥炭以泥炭蘚、莎（suō）草和低矮灌木殘體為主要組成部分；而在溫暖的中低緯度地區，木本和草本的殘體在泥炭組成成分中可能占據更大的比例。

根據水源補給方式的不同，泥炭地可以分為雨養泥炭地和礦養泥炭地。雨養泥炭地的水源主要是由降雨補給，礦養泥炭地則主要是由地表水和地下水補給。

這塊“海綿”是如何吸碳的？

泥炭地的吸碳功能，通常被科學家稱為“固碳”。固碳，也叫碳封存，是指利用合理的措施來增加大氣之外的碳庫碳含量，即捕獲多余的碳，將它們封存起來，不排放到大氣中。在所有生態系統中，泥炭地的固碳能力可以稱得上是數一數二的了。泥炭地究竟是如何固碳的呢？

濕地環境中含有充足的水分，這使得濕地植被生長茂盛。這些植物通過光合作用吸收大氣中的二氧化碳，并將其轉化為有機物。而這些有機物中的碳元素，又會經過植物體自身的呼吸作用，以及微生物的分解作用，以二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）等形式回到大氣中（具體的碳循環過程如上圖所示）。

?泥炭蘚，泥炭蘚科泥炭蘚屬植物的統稱，主要生長在水濕環境及沼澤地帶（供圖/韓國營）

?莎草，莎草科莎草屬多年生草本植物，喜潮濕土壤

?灌木，指沒有明顯的主干、矮小而叢生的木本植物

相較于其他生態系統，泥炭地的水分含量格外高，這些水分阻礙了空氣中的氧氣進入泥炭地的表層土壤，在這樣的缺氧環境下，微生物只能進行厭氧分解，分解速度十分緩慢。所以，在自然狀態下，泥炭地的光合作用產物大于呼吸分解釋放產物，這使得大量含碳有機物（主要為植物殘體）沉積下來，形成泥炭，從而發揮出固碳的功能。

“海綿”可以“吸水”?

“擠壓”也會“排水”

泥炭地就像地球上的一塊固碳“海綿”，近萬年來，全球泥炭地共累積了5000億～7000億噸碳，約占全球土壤碳庫總量的1/3，對全球氣候起到顯著的降溫作用，發揮著至關重要的生態功能。然而，當這塊“海綿”遭受無形的“擠壓”、面臨退化時，泥炭地就可能把儲存的碳釋放到大氣中，成為大氣的碳源。

?泥炭地系統的碳循環（制圖/周游）

干燥的氣候，以及人為排水、土地開發與改造等人類活動，都是引起泥炭地退化的主要因素。它們不僅會破壞泥炭地的環境，造成一系列危害，還會使泥炭中的有機物加速分解，釋放二氧化碳。除此之外，野外火災對泥炭地的影響則更加惡劣——每年全球因泥炭地火災釋放的溫室氣體總量，相當于人類活動排放的溫室氣體總量的15%。

泥炭地里的歷史氣候信息

泥炭地不僅能夠固定大量的碳、減緩全球變暖的速度，還提供了許多重要的生態服務：泥炭地是各種生物的家園，為眾多植物、鳥類、昆蟲和其他野生動物提供了棲息地和食物源；泥炭地還具有保水能力，可以在雨季存水、蓄水，降低洪災風險，并提供穩定的水源供應。

?泥炭地退化的危害（制圖/周游）

此外，泥炭地中的泥炭是良好的信息載體，它所儲存的植物孢粉（孢子和花粉）種類相對豐富、完整，可以提供過去上萬年的氣候環境變化信息，使泥炭地成為一本本無字的地球歷史書。這是如何做到的呢？

事實上，每種植物都有適宜其生長的環境與氣候條件，某地的氣候如果發生變化，就很可能會引起該地的植物群落發生更替。而在地球漫長的歷史中，氣候的變化并不罕見，不同時期的氣候也不盡相同。因此，地層對應的時期不同，植物群的孢粉也就有所不同。反過來說，通過對某地地層之中孢粉種類變化的觀測，就可以得知那些古老時代發生的氣候變化。由于泥炭地的特性，科學家便可以通過它獲取非常有用的地質與古氣候信息。可以說，泥炭地是滄海桑田的記錄者。

泥炭地是地球上的吸碳“海綿”，具有卓越的固碳能力和重要的生態功能。我們應該關注泥炭地的價值，并積極參與保護行動。讓我們共同努力，保護這片獨特的濕地生態系統，為地球的可持續發展貢獻一份力量！

?圖為筆者曾去過的瓦爾德莫斯大濕地公園，位于丹麥日德蘭半島的西北部，曾經是歐洲最大的泥炭地之一。但是自20世紀20年代以來，該泥炭地的北部和西部區域的大部分泥炭或被挖掘利用或被開墾為農業種植地。目前只剩下60平方千米，是丹麥最主要的天鵝與短喙鵝的聚集區之一（供圖/朱堃）