湿地生态系统固碳潜力研究进展

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1、段晓男等：湿地生态系统固碳潜力研究进展5湿地生态系统固碳潜力研究进展段晓男1，王效科1，尹弢2，陈琳3ë1.中国科学院生态环境研究中心系统生态国家重点实验室，北京100085；2.山东省医药工业研究所，济南250100；3.教育科学出版社，北京100101摘要：固碳是湿地生态系统一项重要的服务功能。文章通过对各种类型湿地的固碳量及其潜力进行分析，发现湿地的固碳潜力要高于其他类型的生态系统，维持和恢复湿地的固碳潜力对全球碳循环具有重要的意义。如果湿地遭到破坏或转为他用，其固碳能力就会随之下降，所以保护湿地是保证湿地固碳潜力优先考虑的管理措施。此外

2、通过对泥炭湿地、沿海湿地、森林湿地和人工湿地的恢复措施及效果的分析，发现恢复和创造湿地可以恢复并增强湿地生态系统的固碳潜力，但针对湿地碳库的固碳措施需要进一步的探索和实践。关键词：湿地生态系统；固碳潜力；保护湿地；恢复和创造湿地中图分类号：X14文献标识码：A文章编号：1672-2175（2006）05-1091-05段晓男等：湿地生态系统固碳潜力研究进展5随着大气CO2浓度的升高和全球变暖的加剧，温室气体的减排工作得到越来越多的关注，如何利用陆地生态系统进行固碳活动也成了全球所关心的话题。京都议定书把陆地生态系统固定温室气体的能力用于充抵减排

3、义务，但只是考虑了造林和再造林活体的生物量。实际上，其他类型生态系统的固碳能力也不容忽视，其中就包括湿地生态系统。全球所有湿地面积之和仅占地球陆地面积的4%~6%，但它却是全球最大的碳库，碳储量约为770×108t，占到陆地生物圈碳素的35%，超过农业生态系统（150×108t）、温带森林（159×108t）及热带雨林（428×108t）的碳储量之和，在全球碳循环中发挥着重要作用[1]。同时，湿地具有持续的固碳能力，很多湿地生态系统从上一次冰河消融开始就成为碳汇[2]。本文通过对湿地生态系统固碳潜力的分析，以及对湿地固碳技术和措施的讨论，为发挥

4、和提高我国湿地生态系统的固碳潜力提供科学依据。1湿地的固碳潜力湿地由于其自身的特点，在植物生长、促淤造陆等生态过程中积累了大量的无机碳和有机碳。加上湿地土壤水分过饱和状态，具有厌氧的生态特性，因此土壤微生物以嫌气菌类为主，活动相对较弱，湿地积累的碳每年大量堆积而得不到充分的分解，逐年累月形成了富含有机质的湿地土壤。因此许多类型的湿地都具有较高的固碳潜力。泥炭湿地分布广泛，主要分布在北纬45°~65°之间，占全球湿地面积的50％。由于泥炭湿地的厌氧条件，极大的限制了营养物质的转化和有机物质的分解，所以，尽管初级净生产量较低，但碳的储量仍不断增长。

5、此外，碳的固定受到泥炭湿地表层结构（植被状况、淹水泥炭层的厚度）和泥炭沉积速率的影响，所以不同泥炭湿地固碳速率存在着差异，碳的积累速率大约在C20~50g·m-2·a-1”之间[3]。在过去的6000a里泥炭湿地积累的碳大约是200~445Gt[4]，相当于将大气中的CO2浓度降低50×10-6g·m-3[5]。沿海湿地也具有很高的固碳能力。全球沿海湿地的分布面积大约为203×103km2，而沿海湿地的碳的积累速度为C(210±20)g·m-2·a-1，要远远高于泥炭湿地[6]。沿海湿地每年碳的固定量为C(42.6±4.0)Tg。并且沿海湿地大

6、量存在的SO42-粒子阻碍了甲烷的产生量，从而降低了甲烷的排放量[7]。高的碳积累速率和低的甲烷排放量，使沿海湿地对大气温室效应的抑制作用更加明显。全球分布的红树林湿地的面积为1.81×105km2[8]，也是全球CO2的重要吸收源之一。一方面，红树林湿地通常分布在沉积性的海岸线，沉积速率比较快，大约为C2.9~7.9kg·m-2·a-1[9]；另一方面，红树林湿地的植物力较生产力高，并且地下根系周转较为缓慢。所以，高的沉积速率和低的分解速率导致红树林湿地的固碳能力较高。大约60％输入湿地生态系统的碳都被固定下来，固碳速率介于C99.6~280

7、.8g·m-2·a-1之间[9-10]。红树林植物碳库为4.03PgC，其中的70％主要分布在纬度0°~10°的热带地区；其生产力为12.08Mg·hm-2·a-1段晓男等：湿地生态系统固碳潜力研究进展5，推导到全球尺度上为C0.16Pg·a-1，土壤碳库为C0.02Pg·a-1。所以，全球红树林湿地每年的固碳量为C0.18Pg·a-1[10]。此外，湖泊湿地的固碳速率为C5~72g·m-2a-1,全球每年的固碳量为C42Tg·a-1,水库生态系统的固碳速率为C400g·m-2·a-1,全球每年的固碳量为C160Tg·a-1[11]。旱地生态系

8、统（沙漠、温带森林、草原等）碳的积累速度在C0.2~12g·m-2·a-1[12]。可见湿地的固碳潜力是要高于其他类型的生态系统。因此采取必要的措施，