邢 瑋 于才芷 魏裕宇 逄顏冰 葛之葳,3* 薛建輝,4

（1 南京林業(yè)大學(xué)生物與環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京 210037；2 江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院，江蘇 南京 211153；3 南京林業(yè)大學(xué)碳中和研究中心，江蘇 南京 210037；4 江蘇省中科院植物研究所，江蘇 南京 210014；5 江蘇鹽城濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站，江蘇 鹽城 224000）

濕地是位于水體與陸地生態(tài)系統(tǒng)之間的過(guò)渡帶，濕地類型豐富，廣泛分布于不同海拔和氣候區(qū)（莊惠鈞等, 2020）。濕地面積占全球陸地面積的5%～8%,其土壤碳儲(chǔ)量占全球陸地土壤碳儲(chǔ)量的20%～30%。濕地不僅是生物圈中重要的碳匯，也是重要的CH4排放源，約占全球CH4總排放的20%～30%（楊元合等, 2022），濕地生態(tài)系統(tǒng)在全球陸地碳循環(huán)中起著舉足輕重的作用。此外，濕地生態(tài)系統(tǒng)碳匯過(guò)程較易受到氣候、土地利用形式等影響，濕地碳循環(huán)過(guò)程十分脆弱。濕地的碳匯功能主要是通過(guò)濕地土壤沉積物和植物對(duì)碳的捕獲及封存而實(shí)現(xiàn)，濕地植物通過(guò)光合作用吸收大氣中的Co2形成植物碳庫(kù)。同時(shí)，植物在生長(zhǎng)過(guò)程中也通過(guò)呼吸作用釋放植物殘?bào)w和土壤中的碳，也可以通過(guò)微生物的呼吸作用以Co2和甲烷的形式釋放進(jìn)入大氣。

蘇州地處長(zhǎng)江三角洲地區(qū)，境內(nèi)河湖密布，是中國(guó)典型的水網(wǎng)地區(qū),孕育了豐富多樣的濕地類型（史琦潔等, 2020）。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)碳匯大多從自然科學(xué)的視角出發(fā)，研究多聚焦于森林生態(tài)系統(tǒng)的碳密度及碳匯研究（許煉烽等,2013）、海洋生態(tài)系統(tǒng)固碳能力估算（石洪華等,2014）、土壤有機(jī)碳密度特征及固碳速率研究（董林林等, 2014），以及碳儲(chǔ)量的穩(wěn)定性與陸地碳匯碳源之爭(zhēng)。目前對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力的研究較少，且濕地碳匯計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。因此，構(gòu)建碳匯計(jì)量的方法學(xué)原則和科學(xué)思路尤為重要，蘇州濕地碳匯的年際變化規(guī)律對(duì)地區(qū)濕地碳匯能力的提升具有較大作用。

1 蘇州濕地資源概況

蘇州地處地勢(shì)平坦的太湖平原，濱江臨湖，境內(nèi)河網(wǎng)密布，湖泊眾多。地理位置119°55′—121°20′E，北30°47′—32°02′N，位于北亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，溫暖潮濕，氣候多雨，季風(fēng)特點(diǎn)明顯，四季清明，孕育的濕地資源類型豐富多樣，涵蓋湖泊濕地、河流濕地、沼澤濕地、人工濕地等濕地類型。目前全市濕地面積49.2 萬(wàn)hm2，占全市國(guó)土面積的57.8%。近年來(lái)，蘇州保護(hù)能力不斷提升，全市新增受保護(hù)濕地面積1.33 萬(wàn)hm2，自然濕地保護(hù)率、濕地保護(hù)率分別提升至70.4%、55.4%，均躍居全省第一（謝玉潔, 2014）。蘇州濕地在調(diào)節(jié)區(qū)域氣候和碳匯功能具有較好的碳儲(chǔ)量穩(wěn)定性（李威等,2022）。

2 濕地碳匯計(jì)量方法學(xué)

濕地碳匯計(jì)量是保護(hù)濕地資源和增匯技術(shù)實(shí)現(xiàn)的前提條件,其重要性和緊迫性已逐步被科學(xué)家所認(rèn)識(shí)。目前我國(guó)濕地有機(jī)碳庫(kù)計(jì)量技術(shù)尚不完善，基于蘇州濕地碳匯的重要性與濕地碳匯過(guò)程的復(fù)雜性，正確引導(dǎo)濕地科學(xué)管理，首先須選擇適宜的碳匯核算標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量濕地碳匯，探索濕地碳儲(chǔ)量與碳匯穩(wěn)定性的平衡。

2.1 國(guó)內(nèi)外濕地碳匯核算標(biāo)準(zhǔn)及其適用范圍

現(xiàn)總結(jié)了國(guó)內(nèi)外一些濕地碳匯核算標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布部門及其適用范圍，不同的碳匯核算標(biāo)準(zhǔn)適用的地區(qū)與生態(tài)系統(tǒng)類型各不相同（表1）。

表1 國(guó)際濕地碳匯核算標(biāo)準(zhǔn)Table 1 International wetland carbon sink accounting standard

我國(guó)濕地碳匯核算標(biāo)準(zhǔn)主要有：海洋碳匯核算方法 (HY/T 0349-2022)（中華人民共和國(guó)自然資源部, 2021）；紅樹林濕地生態(tài)系統(tǒng)固碳能力評(píng)估技術(shù)規(guī)程（DB45/T 1230-2015）（廣西壯族自治區(qū)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局, 2015）；濕地碳匯方法學(xué)（大自然保護(hù)協(xié)會(huì)TNC, 2018）；濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)固碳量評(píng)估技術(shù)規(guī)程（廣東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局, 2021）；紅樹造林碳匯計(jì)量與監(jiān)測(cè)方法學(xué)（廣州碳排放權(quán)交易中心, 2022）。

2.2 濕地碳匯核算標(biāo)準(zhǔn)分類

根據(jù)碳匯核算標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍，將濕地碳匯核算標(biāo)準(zhǔn)分為以下3 大類：

1）適用于紅樹林以及其他更多林業(yè)方法的碳匯核算標(biāo)準(zhǔn)。《紅樹林碳匯計(jì)量方法》《紅樹造林碳匯計(jì)量與監(jiān)測(cè)方法學(xué)》《紅樹林濕地生態(tài)系統(tǒng)固碳能力評(píng)估技術(shù)規(guī)程》《海岸帶藍(lán)碳：紅樹林、鹽沼和海草床碳儲(chǔ)量與釋放因子評(píng)估方法》。

2）兼顧濕地與林業(yè)的碳匯核算標(biāo)準(zhǔn)?！睹芪魑鞅热侵尥嘶侵逎竦鼗謴?fù)》《加州三角洲和沿海濕地的恢復(fù)》。

3）僅適用于濕地的碳匯核算標(biāo)準(zhǔn)。《在濕地上開(kāi)展的小規(guī)模造林和再造林項(xiàng)目》《濕地碳匯方法學(xué)》《濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)固碳量評(píng)估技術(shù)規(guī)程》。

濕地核算碳匯標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)家基礎(chǔ)性制度的技術(shù)支撐，是以技術(shù)、科學(xué)和經(jīng)驗(yàn)的綜合成果為基礎(chǔ)形成的，可為碳匯統(tǒng)計(jì)過(guò)程提供規(guī)則和指南。不同的濕地碳匯計(jì)量方法學(xué)有不同的優(yōu)點(diǎn)，例如《海洋碳匯核算方法》是為了海洋碳匯系統(tǒng)分類和技術(shù)優(yōu)化組合，主要解決了海洋碳匯定義和量化這兩個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題。依據(jù)蘇州濕地資源的類型特點(diǎn)，本文采用《在濕地上開(kāi)展的小規(guī)模造林和再造林項(xiàng)目》碳匯核算標(biāo)準(zhǔn)和《灘涂濕地和海草修復(fù)方學(xué)》標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量蘇州濕地碳匯。

3 蘇州濕地碳匯動(dòng)態(tài)評(píng)估

3.1 蘇州濕地碳匯計(jì)量方法選擇原則分析

1）蘇州濕地碳匯過(guò)程容易受到人為活動(dòng)的影響，具有特殊的濕地土壤特征、水文特征以及氣候作用過(guò)程，形成了具有區(qū)域特色的濕地生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境要素。每一種因素的改變,都或多或少地影響濕地生態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)，當(dāng)水文受到自然或人為干擾時(shí),濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性會(huì)受到一定程度的破壞,影響生物群落的結(jié)構(gòu)，因此，不能盲目強(qiáng)調(diào)人工促進(jìn)碳匯。

2）濕地的保護(hù)意識(shí)漸漸增強(qiáng)，但經(jīng)濟(jì)發(fā)展與濕地保護(hù)之間存在一定的矛盾，如何取得兩者之間的平衡，提高人們保護(hù)生態(tài)與環(huán)境的主動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)自然生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，是我們需要努力的目標(biāo)。濕地治理應(yīng)結(jié)合碳匯計(jì)量方法得出的數(shù)據(jù)，制定合理的規(guī)劃政策，實(shí)現(xiàn)濕地保護(hù)與合理利用的有機(jī)統(tǒng)一。蘇州濕地的總體規(guī)劃還是以保護(hù)濕地生態(tài)系統(tǒng)為主,與濕地觀光、體驗(yàn)游覽、娛樂(lè)度假等休閑方式相結(jié)合，最終形成類型豐富的大型多元綜合旅游景區(qū)。不僅充分利用濕地資源創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)價(jià)值，更為自然濕地文化的傳播與保護(hù)起到促進(jìn)作用。

3）不同碳匯計(jì)量方法學(xué)數(shù)據(jù)獲取的難易程度與成本各不相同，在蘇州濕地碳匯動(dòng)態(tài)評(píng)估過(guò)程中，需依托蘇州濕地類型特點(diǎn)，根據(jù)成本最低的濕地保護(hù)面積來(lái)計(jì)算碳匯。

3.2 蘇州市濕地植被特征

植被是陸地表面生態(tài)系統(tǒng)重要的組成部分，是聯(lián)結(jié)大氣圈、生物圈、水圈和巖石圈的橋梁，其變化具有空間上的復(fù)雜性與時(shí)間上的多樣性。歸一化植被指數(shù)(NDVI)與植被葉綠素、植被覆蓋率和葉面積指數(shù)等緊密相關(guān)，故NDVI 常用于植被覆蓋變化等研究（徐勇等, 2022）。蘇州市太湖流域地形以平原為主，丘陵和山地為輔，地勢(shì)中間低兩邊高(王丹, 2010)。從北向南丘陵山地現(xiàn)存的自然植被組成類型漸趨復(fù)雜，常綠樹種逐漸增多。北部山區(qū)丘陵氣候?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū),生長(zhǎng)北亞熱帶性植被，應(yīng)該采取《灘涂濕地和海草修復(fù)方學(xué)》與《在濕地上開(kāi)展的小規(guī)模造林和再造林項(xiàng)目》這兩種計(jì)量方式比較合適。我們統(tǒng)計(jì)了2010—2020 年蘇州太湖濕地生態(tài)系統(tǒng)植被NDVI 值，從2010 年開(kāi)始，蘇州太湖濕地植被NDVI 值總體呈上升趨勢(shì)；并在2019 年NDVI 值達(dá)到了70%，說(shuō)明隨著年份增加，蘇州濕地植被覆蓋效果增強(qiáng)（Wu et al., 2023）。

3.3 蘇州市自然濕地保護(hù)率

自然濕地保護(hù)率是指受保護(hù)的自然濕地面積占自然濕地總面積的百分比，該指標(biāo)有利于綜合反映濕地保護(hù)狀況，增強(qiáng)濕地生態(tài)功能。根據(jù)蘇州濕地年鑒數(shù)據(jù)，得到了2010—2020 年蘇州市自然濕地保護(hù)率的歷年變化。從2010 年開(kāi)始，蘇州市自然濕地保護(hù)率逐漸增加，特別是2013—2014 年自然濕地保護(hù)率變化幅度最大，增加11.9%；2014 年以后，自然濕地保護(hù)率基本平穩(wěn)，維持在50%～60%左右。

3.4 植被覆蓋率與濕地保護(hù)率相關(guān)性分析

以濕地自然保護(hù)率為橫坐標(biāo)，濕地植被覆蓋率為縱坐標(biāo)，做出濕地植被覆蓋率與濕地保護(hù)率相關(guān)性分析圖（圖1）。從圖1 可看出：隨著蘇州市自然濕地保護(hù)率的增加，濕地植被覆蓋率呈增加趨勢(shì)（圖1），說(shuō)明蘇州市濕地面積以及保護(hù)率都在逐年上升，近10 年蘇州市濕地修復(fù)工程與保護(hù)力度在逐年加大，這對(duì)于蘇州市濕地生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能必然起到正向的促進(jìn)作用。

圖1 自然保護(hù)率與濕地植被覆蓋率相關(guān)圖Fig.1 Correlation between nature conservation rate and wetland vegetation cover

3.5 濕地生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量

由于鄱陽(yáng)湖與蘇州太湖均為淡水湖，兩地氣候相似，且湖泊面積與最大深度十分接近，以鄱陽(yáng)湖近10 年來(lái)的濕地生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量作為蘇州近10 年來(lái)的碳匯單位面積增量的參照。綜合分析了鄱陽(yáng)湖2010 年、2015 年和2020 年碳儲(chǔ)量與濕地面積變化情況（衛(wèi)澤柱等, 2023），計(jì)算得出相關(guān)蘇州太湖類似淡水湖泊濕地單位面積（hm2）的平均碳儲(chǔ)量。單位面積的平均碳儲(chǔ)量計(jì)算公式如下：

式中：M 為濕地生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量（t），S 為濕地面積（hm2）。計(jì)算可得濕地單位面積（hm2）的平均碳儲(chǔ)量為69.96 t。

3.6 蘇州濕地碳匯動(dòng)態(tài)評(píng)估

濕地碳匯過(guò)程的復(fù)雜性較高，碳匯能力是其高生產(chǎn)力與較高的碳累積及較低的碳排放過(guò)程所決定，但這些過(guò)程可能受到植被組成、濕地類型和水文特征等因素的影響。濕地作為一個(gè)水陸相互作用形成的獨(dú)特生態(tài)系統(tǒng)，具有季節(jié)性或常年積水、生長(zhǎng)或棲息喜濕動(dòng)植物和土壤發(fā)育潛育化3 個(gè)基本特征。其中，影響濕地碳匯過(guò)程復(fù)雜性的因素主要有以下3個(gè)方面：1）化學(xué)因素。優(yōu)勢(shì)——沉積過(guò)程顯著，加上厭氧限制，碳封存效果明顯；劣勢(shì)——敏感性高，蘇州地區(qū)濕地干擾頻繁，干擾后容易加速釋放甲烷和氧化亞氮，不科學(xué)的管理和開(kāi)發(fā)會(huì)對(duì)碳中和目標(biāo)產(chǎn)生負(fù)面影響。2）生物因素。蘇州濕地富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程帶來(lái)的藍(lán)藻爆發(fā)，也具有碳匯效益，但不能作為增匯手段，需要合理的濕地管理；通過(guò)環(huán)湖防護(hù)林帶的碳匯效益來(lái)增加整體碳周轉(zhuǎn)時(shí)間。3）氣候因素。蘇州屬亞熱帶季風(fēng)氣候，季風(fēng)的盛行導(dǎo)致風(fēng)浪不斷侵蝕與沖刷蘇州湖泊的湖岸，加上湖岸地表上的基層巖石較少，限制了湖崖的發(fā)育。久而久之，湖岸侵蝕導(dǎo)致湖岸漸漸坍塌，湖盆的形狀逐步擴(kuò)大，進(jìn)一步導(dǎo)致了湖岸形態(tài)的多邊形形態(tài)，從而影響濕地碳匯過(guò)程。

蘇州統(tǒng)計(jì)局公布的年鑒數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可知2010—2020 年蘇州市濕地面積的變化。利用上文已知濕地單位面積的碳儲(chǔ)量為69.96 t/hm2，可得到蘇州濕地碳儲(chǔ)量隨時(shí)間變化圖（圖2）。從圖2 可知：蘇州市濕地碳儲(chǔ)量逐年增加，碳匯潛力巨大。以圖2 第一個(gè)點(diǎn)（蘇州2010 年濕地碳儲(chǔ)量）190.01 萬(wàn)t 為基準(zhǔn)，計(jì)算每年的碳儲(chǔ)量與基準(zhǔn)的差，得到蘇州濕地2010—2020 年的碳增量。

圖2 蘇州濕地碳儲(chǔ)量隨時(shí)間變化圖Fig. 2 Carbon storage in Suzhou wetland over time

從2010 年開(kāi)始，蘇州濕地碳增量均為正值且逐年增加（圖3）。按照《低碳發(fā)展藍(lán)皮書：中國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)報(bào)告》正式發(fā)布報(bào)告顯示，截至2022 年底，全國(guó)碳交易市場(chǎng)碳排放配額累計(jì)成交量約2 ～3 億t，累計(jì)成交額約104 億元；由此可得平均碳匯價(jià)值為47.27 元／t。以此計(jì)算可得2011—2020 年蘇州濕地碳匯效益，蘇州濕地碳匯隨時(shí)間逐漸增大，表明在優(yōu)越的自然優(yōu)勢(shì)與合理的濕地管理政策下，蘇州市濕地碳匯效益累年顯著增加，2020年碳匯已達(dá)63 434.76 萬(wàn)元，說(shuō)明蘇州市濕地碳匯治理效果顯著（表2）。

圖3 蘇州濕地碳增量隨時(shí)間變化趨勢(shì)Fig. 3 Carbon increment trend of Suzhou wetland over time

表2 蘇州濕地歷年碳匯效益Table 2 Carbon sink benefits of Suzhou wetland over the years

4 小結(jié)

作為中國(guó)典型的水網(wǎng)地區(qū),蘇州孕育了豐富多樣的濕地類型，合理的生態(tài)保護(hù)政策可有效保障濕地的固碳能力，蘇州實(shí)施了有效的濕地生態(tài)保護(hù)政策，提升了濕地自然保護(hù)率，具有較好的碳儲(chǔ)量穩(wěn)定性 ；濕地碳匯效益增加，濕地碳匯治理效果顯著，在全國(guó)范圍內(nèi)有很好的示范作用。濕地碳匯可緩解全球氣候變暖，也可維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。選擇合適的碳匯計(jì)量方法對(duì)蘇州市濕地碳匯進(jìn)行估算，發(fā)現(xiàn)蘇州市碳匯潛力巨大。蘇州市可保持自然優(yōu)勢(shì)，把握碳匯機(jī)會(huì)，建議進(jìn)一步細(xì)化碳庫(kù)的計(jì)量，構(gòu)建區(qū)域協(xié)同發(fā)展綜合區(qū)，開(kāi)展生態(tài)碳匯產(chǎn)品價(jià)值轉(zhuǎn)化工作。