劉寧

沼澤是在多水條件下形成的特殊生態(tài)系統(tǒng)。泥炭則是沼澤特有的有機(jī)產(chǎn)物。儲(chǔ)存著大量的碳元素。是碳循環(huán)的重要參與者。

有明顯的潛育層

我們生活的地球有諸多形態(tài)各異的自然景觀，沼澤就是其中之一。如今學(xué)者們對(duì)于沼澤的定義還有一些分歧，一般狹義上的沼澤僅指泥炭沼澤，而廣義上的沼澤還包含無(wú)泥炭沼澤。中國(guó)學(xué)者根據(jù)中國(guó)所有類型沼澤的特征，認(rèn)為沼澤是一種特殊的自然綜合體，具有3個(gè)基本特征：（1）受淡水或咸水影響，地表經(jīng)常過(guò)濕或有薄層積水。（2）生長(zhǎng)沼生和部分濕生、水生或鹽生植物。（3）有泥炭層積累或無(wú)泥炭積累而僅有草根層和腐殖質(zhì)層，但土壤剖面中均有明顯的潛育層。

中國(guó)是世界上沼澤最豐富的國(guó)家之一，有沼澤約2173.29萬(wàn)公頃，全國(guó)各地均有分布。東北的興安嶺、長(zhǎng)白山和三江平原有大量集中的沼澤，素有“北大荒”“棒打狍子瓢舀魚”等說(shuō)法。位于青藏高原東北部的若爾蓋沼澤更是大名鼎鼎，當(dāng)年中國(guó)工農(nóng)紅軍長(zhǎng)征在這里“過(guò)草地”時(shí)留下了許多膾炙人口的事跡。北疆山地中也有如博斯騰湖區(qū)這樣面積較大的沼澤。但除了這些沼澤集中分布區(qū)域外，中國(guó)其他地區(qū)的沼澤大多面積較小且分布零散。

沼澤的形成是多方面因素共同作用的結(jié)果，有地質(zhì)地貌、氣候、水文、植被和土壤這些自然因素，也有人為因素。人類采伐森林形成的采伐跡地沼澤化，修建水庫(kù)和水利沒施導(dǎo)致的沼澤化，都是較為常見的沼澤化過(guò)程。由人類活動(dòng)造成的沼澤特點(diǎn)是分布較廣但面積小、數(shù)量少。

由于沼澤形成原因復(fù)雜，類型較多，日前國(guó)際上還沒有統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)者們從各自的專業(yè)角度出發(fā)，建立了不同的分類體系。目前國(guó)內(nèi)外沼澤分類大致有單要素分類、應(yīng)用分類和綜合分類3種。單要素分類可以按照水源補(bǔ)給分為大氣降水沼澤和潛水沼澤，按照有無(wú)泥炭積累分為泥炭沼澤和潛育沼澤，按照植被特征劃分成多個(gè)植被沼澤組等。應(yīng)用分類是根據(jù)某種應(yīng)用方面的需求來(lái)對(duì)沼澤進(jìn)行分類，以便開發(fā)利用和保護(hù)。綜合分類是根據(jù)沼澤成因、發(fā)育過(guò)程、理化件質(zhì)、植被類型等綜合指標(biāo)擬定的分類系統(tǒng)，是多級(jí)分類。

是資源也是景觀

沼澤是自然資源的寶庫(kù)，其中蘊(yùn)含的水土資源、生物資源和泥炭資源都是非常珍貴的，同時(shí)沼澤獨(dú)有的自然景觀也是相當(dāng)優(yōu)質(zhì)的旅游資源。

沼澤是在多水的條件下形成的，沼澤中的泥炭層也有很強(qiáng)的持水能力，使沼澤具有豐沛的水資源。沼澤水富含腐殖質(zhì)和有機(jī)酸等有機(jī)物，一般偏酸性，雖然不適合飲用，但是可以作為農(nóng)業(yè)供水的水源。此外，沼澤由于持水能力強(qiáng)，具有蓄水、調(diào)節(jié)氣候和河川徑流的功能。

四川省阿壩縣的曼扎塘濕地位于阿壩縣東北部，是黃河水系源頭涵養(yǎng)區(qū)高原濕地，也是中國(guó)最大的高原濕地——若爾蓋草原濕地的主要組成部分。河水在濕地中緩緩流向遠(yuǎn)處地平線，勾勒出草原濕地的壯闊美景。

沼澤是一種特殊的生態(tài)系統(tǒng)，為許多特有動(dòng)植物創(chuàng)造了有利的生長(zhǎng)條件。中國(guó)有約1600余種沼澤植物，包含蘆葦?shù)壤w維植物，香蒲、泥炭蘚等藥用植物和越橘、杜香等食用或香料植物等幾個(gè)具有較高價(jià)值的植物類型。沼澤還是魚類和各種水鳥的柄息地，中國(guó)的沼澤有鶴、鸛、鷺、雁等水鳥約15科160余種。沼澤中還有麝鼠這種能出產(chǎn)珍貴毛皮和香料的高價(jià)值獸類。沼澤生物既有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，也有作為物種基因庫(kù)的科研價(jià)值。

泥炭是沼澤特有的有機(jī)產(chǎn)物，是沼澤環(huán)境中植物殘?bào)w在復(fù)雜條件下形成的，能作為肥料，也能提取出多種藥用物質(zhì)，還能作為廉價(jià)的吸附材料用以凈化水體。但泥炭也是沼澤能儲(chǔ)存大量碳元素的關(guān)鍵所在，因此在開發(fā)時(shí)需注意造成的生態(tài)影響，以免沼澤碳匯功能退化。

多數(shù)天然沼澤是碳的凈匯

沼澤，特別是北半球的泥炭沼澤，是全球碳循環(huán)的重要參與者。沼澤是二氧化碳匯，沼澤植物通過(guò)光合作用將大氣中的碳儲(chǔ)存在體內(nèi)后，在沼澤的特殊環(huán)境下泥炭化，將大氣中的碳以泥炭這種較為穩(wěn)定的形式儲(chǔ)存下來(lái)。但沼澤又是甲烷源，各類產(chǎn)甲烷菌會(huì)分解富含有機(jī)質(zhì)的沼澤土，并向大氣中釋放甲烷。甲烷是一種很強(qiáng)的溫室氣體，造成的溫室效應(yīng)是二氧化碳的21倍。因此沼澤究竟是碳源還是碳匯，對(duì)溫室效應(yīng)究竟是正面還是負(fù)面影響，取決于其二氧化碳凈匯和甲烷釋放之間的動(dòng)態(tài)平衡，這個(gè)平衡受沼澤植被、水義條件等影響。

沼澤中的碳元素主要儲(chǔ)存在泥炭和植物中，泥炭中儲(chǔ)存的碳約占98.5%，而植物中儲(chǔ)存的碳僅占1.5%。泥炭層達(dá)到一定厚度的沼澤就可稱為泥炭地，全球范圍內(nèi)多數(shù)沼澤都是泥炭地（但中國(guó)情況特殊，有大量沼澤處于較低緯度上，是無(wú)泥炭積累的潛育沼澤）?，F(xiàn)有統(tǒng)計(jì)表明泥炭地大約覆蓋了5%的陸地面積，占全球濕地面積的50%-70%，因此對(duì)沼澤碳匯的研究大多集中在泥炭地。泥炭地的碳匯可由其泥炭積累速率反映，但是泥炭地碳累積是一個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程，無(wú)法直接測(cè)量出距今千年、萬(wàn)年前的碳吸收與釋放，只能通過(guò)問接手段估算泥炭地在歷史時(shí)期的碳積累?？茖W(xué)家通過(guò)計(jì)算不同深度泥炭層的年齡來(lái)估算泥炭積累速率，首先將各個(gè)國(guó)家和地區(qū)的泥炭地分布信息匯總成泥炭地分布圖，在確定了泥炭分布后，采用碳14測(cè)年法測(cè)定泥炭的年齡，并以此推算泥炭的積累速率。推算出的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)頻率直方圖等方法進(jìn)一步校準(zhǔn)，并與同一地區(qū)的泥炭地做橫向?qū)Ρ?，得出區(qū)域均值，以此分析泥炭的積累速率、泥炭地面積的擴(kuò)張情況等。除此之外，測(cè)定泥炭地植物的光合、呼吸作用來(lái)計(jì)算凈初級(jí)生產(chǎn)力，再計(jì)算泥炭地的分解作用，通過(guò)這些數(shù)據(jù)反映的泥炭地二氧化碳通量及甲烷通量，也可以估算泥炭地的碳通量，進(jìn)而估算泥炭地的碳累積速率。

有許多學(xué)者都對(duì)泥炭地的碳儲(chǔ)量進(jìn)行過(guò)估算，得出一個(gè)較權(quán)威的結(jié)果：當(dāng)今北方泥炭地碳儲(chǔ)量約547吉噸，熱帶泥炭地碳儲(chǔ)量約50吉噸（1吉噸=10噸9平方），全球泥炭地的碳儲(chǔ)量約為陸地碳庫(kù)的1/3。對(duì)于泥炭地碳儲(chǔ)量的估計(jì)值在不同文獻(xiàn)中有一定差異，但總體而言是相似的。雖然泥炭地的碳匯強(qiáng)度隨著時(shí)間推移會(huì)有很大的變化，但是現(xiàn)有的研究仍然表明，整個(gè)全新世期間泥炭地積累的碳超過(guò)600吉噸，以百年為單位的長(zhǎng)期持續(xù)碳匯也超過(guò)5吉噸。盡管沼澤有釋放甲烷的情況，但多數(shù)沼澤的二氧化碳同定都遠(yuǎn)大于甲烷釋放，碳作為有機(jī)質(zhì)大量?jī)?chǔ)存在沼澤的土壤中。在這種情況下，多數(shù)天然沼澤都是碳的凈匯，對(duì)減少大氣中溫室氣體有正面的貢獻(xiàn)。

氣候變化是否影響沼澤碳匯

全球氣候變化是一個(gè)當(dāng)前的熱門問題，在北半球表現(xiàn)為普遍的變暖現(xiàn)象，高緯度地區(qū)溫度增幅尤其明顯。而在全球變化中溫度顯著升高的北方地區(qū)恰好是泥炭地分布最密集的地區(qū)，泥炭地碳匯受氣候變化影響是相當(dāng)大的。

能影響沼澤碳匯的氣候變化主要體現(xiàn)在氣溫升高和大氣二氧化碳濃度提高上，這些因素對(duì)沼澤碳匯的影響是多方面的：影響植物的光合作用與呼吸作用，影響植物與大氣問的碳循環(huán)，甲烷菌、放線菌等微生物活動(dòng)變化，沼澤甲烷釋放隨著溫度升高而增加，永久凍土層發(fā)生變化，土壤的氧化與還原受到影響，氣溫、降水等改變影響地表徑流，進(jìn)而影響水義環(huán)境。這些因素都會(huì)改變沼澤與大氣之間碳循環(huán)的動(dòng)態(tài)平衡，沼澤有可能同定更多的碳，碳匯作用增強(qiáng)，也可能釋放更多的碳，從碳匯轉(zhuǎn)為碳源。

氣候變化對(duì)沼澤碳匯的影響會(huì)因地區(qū)的其他環(huán)境因素而變化，如芬蘭就在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在大氣二氧化碳濃度升高的情況下，濕潤(rùn)年份的碳累積會(huì)增加并補(bǔ)償因甲烷排放增加帶來(lái)的溫室效應(yīng)，而干旱年份則會(huì)出現(xiàn)碳累積減少、甲烷排放增加的情況。該實(shí)驗(yàn)反映碳匯處于二氧化碳濃度與水文條件的共同影響下，兩者需要綜合考慮。

正因?yàn)闅夂蜃兓瘜?duì)沼澤碳匯的影響十分復(fù)雜，目前學(xué)者們對(duì)于未來(lái)氣候變化對(duì)沼澤碳匯的影響持不同的意見。有學(xué)者認(rèn)為溫度升高對(duì)泥炭地碳儲(chǔ)量的影響很小，也有學(xué)者認(rèn)為未來(lái)氣溫升高會(huì)導(dǎo)致北方泥炭地退化，沿海泥炭地被上升的海平面淹沒，最終使泥炭地排放的溫室氣體增加，轉(zhuǎn)化為碳源。還有學(xué)者指出氣候變化會(huì)導(dǎo)致自然火災(zāi)發(fā)生的頻率增大，火災(zāi)會(huì)使原本儲(chǔ)存在沼澤中的碳燃燒成為二氧化碳，從而導(dǎo)致溫室氣體釋放增多?？傊瑲夂蜃兓瘜?duì)沼澤碳匯的影響與機(jī)制仍未完全探明，在將來(lái)的許多年里都會(huì)是一個(gè)熱門的科學(xué)問題。

沼澤是在多水的條件下形成的。沼澤中的泥炭層也有很強(qiáng)的持水能力。使沼澤具有豐沛的水資源。具有蓄水、調(diào)節(jié)氣候和河川徑流的功能。沼澤水富含腐殖質(zhì)和有機(jī)酸等有機(jī)物。司作為農(nóng)業(yè)供水的水源。