泥炭地的碳盈余

楊盼盼

泥炭地生態系統中，植物生產量超過植物被微生物分解的量便會出現碳盈余，形成泥炭。

泥炭中沉寂百年的植物種子和孢子仍可萌芽生長

泥炭義稱草炭或泥煤，是在高濕厭氧環境下由死亡后尚術完仝分解的植物殘體和腐殖質組成的非均質混合物，是泥炭地特有的閂然產物。通常泥炭的有機質含量在30%以上，主要由同相的干物質（有機質和礦物質）、液相的水分以及氣體（甲烷等）組成。礦物質主要米源于原生成炭植物體小身以及水、風及其他動力因素攜帶而米的礦物雜質。有機質主要米閂動植物殘體及其分解物質，比如蛋白質、果膠、纖維素、半纖維素、脂肪、樹脂、木質素、角質和木栓質等。實際上，新鮮泥炭中會存在沒有分解掉的植物的根、莖、葉、果實等，神奇的是某些植物的種子和孢子，例如蓮的種子、泥炭鮮孢子，可以在泥炭中沉寂百年，仍然保留萌發活力，若遇到適宜的環境，可以像新鮮種子和孢子一般迅速生長。

植物生產量超過分解量就出現碳盈余

泥炭一般形成于第四紀，并且現代仍可由自然界得到緩慢補充。地球上泥炭大多以每年約1毫米的速度緩慢積累，進而形成現代泥炭地規模。泥炭地生態系統最為顯著的特點是其在一段時間內存在相對緩慢的正碳循環，即碳積累過程。這種不平衡的碳循環得益于生態系統中植物生產量超過了植物被微生物分解的量，從而出現碳盈余，形成了泥炭。

在泥炭積累的過程中，圍繞其周同的水由于熱容量大，溫度較低，再加上氣體在水中的擴散速率有限，氧氣稀薄，可利用性低，抑制了微生物活動，導致死亡的有機物質的分解率降低，成為限制植物殘體分解也就是促進泥炭積累最重要的外部因素。除了水之外，植物殘體分解的能力因物種（蘆葦和香蒲）、植物部位（如根莖和花）和物質（如蠟和糖）而有所差異。這就意味著一些植物物種、器官和物質比其他植物更傾向于積累泥炭，就物種而言，如莎草、泥炭蘚和其他苔鮮以及木本植物的大量出現促進了泥炭的積累和形成。

由于泥炭形成的環境不同，植物殘體分解速度和難易程度也有所不同，類型也有較大差異，按照組成泥炭的植物類型可以將其分為草本泥炭、木本泥炭和蘚類泥炭。這些不同植物形成的泥炭，其顏色有較大差異。通常草本泥炭多數呈棕包、棕褐色、褐包，木本泥炭以暗褐和暗紅色為主，以泥炭蘚為主的泥炭則會呈較淺的顏色，多呈淺黃或黃色，甚至有時會出現白色。除了按照植物組成進行分類外，泥炭根據分解度可分為弱分解泥炭、中分解泥炭和強分解泥炭，根據營養狀況分為貧營養泥炭、中營養泥炭、富營養泥炭。

中國的泥炭主要在青藏云貴

泥炭遍布各大洲，從熱帶到北極地區，從海平面到高山地區均有分布。但由于世界自然條件復雜性，泥炭的分布具有不平衡性和不均一性。據估計，目前地球上有400萬平方公里（約占陸地面積的3%）的地區被泥炭覆蓋。世界范圍內除南極洲外，其他各大洲皆有泥炭分布，但主要集中分布于橫貫北半球大陸的溫帶森林地帶，如北美洲的加拿大和阿拉斯加、歐洲北部和亞洲的西西伯利亞，該帶泥炭沼澤分布廣泛、類型多樣，泥炭地面積占本帶總面積的8%，是世界泥炭資源最為集中、豐富的區域。此外在非洲大陸的剛果盆地、亞洲東南亞地區的印度尼西亞、馬來群島等地也存在著大量堆積的不連續泥炭層。

同世界泥炭分布大體一致，我國泥炭資源較為豐富，廣泛分布于全國各地，但其空間分布甚不均衡，在分散中具有相對的集中，整體呈西多東少、北多南少的特點。據估計中國泥炭資源儲量為46億余噸，其中西部青藏高原和云貴高原就占資源總量的72%。此外，長江中下游平原約占資源總量的10%，東北興安嶺、長白山山地、二三江平原和內蒙高原東部共約占資源總量的8.5%，天山山地和東南丘陵約占資源總量的4%，柴達木盆地及華北的內蒙古高原西部至今均未發現有泥炭礦產蘊藏。

泥炭保存歷史上植被和氣候的記錄

泥炭是通過泥炭化過程形成和積累在泥炭地中的天然生成物，屬于典型的自然資源，有多種利用途徑。隨著社會進步和科技發展，人類對泥炭資源的認識和開發利用的范同、規模、種類和數量都在不斷擴大和增多。泥炭在農業、工業、能源、化工、醫藥衛生、科學研究等方面有廣泛的利用前景，具有一定經濟效益和社會效益。

泥炭地中儲存著大量的有機碳。碳儲量遠遠超過其他陸地生態系統。對于減緩全球變暖、維持碳平衡具有十分重要的作用。此外泥炭地由于獨特的物理化學性質，具有均化洪水、降解污染、調節局地氣候、控制侵蝕等多種環境功能。

泥炭通常是其他化石燃料（如煤，尤其是褐煤等低品位煤）地質形成的第一步，因而早期傳統的泥炭利用方式主要是作為一種能源礦產，用作煤或木材的替代燃料，是世界上某些地區的重要燃料來源。在農業方面，由于其富含有機質以及植物生長所需要的營養元素，可直接作肥料以及作為腐殖酸類肥料、混合肥、營養土和營養缽等的原料，用于農業和園藝生產。泥炭腐殖酸及其鹽類不僅在農業上，而且在工業中也有廣泛應用，可以作為建筑材料、化工原料等。此外，泥炭的原生沉積過程經歷了數千年，保存了過去的動植物殘體，如有殼變形蟲、花粉、硅藻，記錄著古環境信息。根據存儲在泥炭地中的某些動植物殘體的特征，推測過去的植被和氣候，為人類重建過去的環境、研究人類土地利用的變化和預測未來氣候提供依據和可能，從而為應對全球氣候變化提出合理建議。

泥炭地河道彎曲，水草叢生，濕地景觀優美

作為泥炭載體的泥炭地同樣是自然環境的組成要素，它是含有泥炭層（土壤）的濕地，本質特征是有一定厚度的泥炭積累，一般情況下泥炭層的深度（不包括植物層的厚度）在排水時必須至少是20厘米，在不排水時泥炭層深度至少為30厘米，性質復雜，所以泥炭地同樣具有多種功能和利用途徑。泥炭地中儲存著大量的有機碳，其碳儲量遠遠超過其他陸地生態系統，甚至連北美西部擁有世界上最高樹木的巨型針葉林，其每公頃土地的泥炭量也只有泥炭地的一半。泥炭地占地球總陸地碳儲量的25%，是世界森林生物量中碳儲量的兩倍，對于減緩全球變暖，維持碳平衡具有十分重要的作用。此外，泥炭地由于其獨特的物理化學性質，具有均化洪水、降解污染、調節局地氣候、控制侵蝕等多種環境功能。對介于水體與陸地之問的過渡客體，半水半陸的獨特生態系統一一泥炭地系統而言，其植物群落、動物群落和微生物類群具有明顯的水陸相兼性和過渡性，生物多樣性豐富，是某些特定種類植物的家園，包括泥炭蘚、杜鵑花灌木和莎草，具有維持全球生物多樣性的功能。目前，泥炭地開發主要集中在農業、林業以及旅游業等。工業革命后，人口迅速增加，對耕地需求增大，大量泥炭地被開發為耕地，增加了耕地面積，一定程度上緩解了人地矛盾。到20世紀中葉，因各國對木材需求量激增，為提高木材供給量，許多國家開始對泥炭地進行排水造林，據調查全球泥炭地排水造林面積約為15萬平方公里。在旅游業開發方面，由于泥炭地動物種類豐富、植被類型多樣而富有靈性，泥炭地景觀別具一格，河道彎曲，水草叢生，空氣清新，發展旅游業正成為泥炭地開發的新方向。

珍惜寶貴的泥炭地

隨著近年來人類活動對泥炭地破壞的加劇以及全球變暖的影響，全球各個泥炭地的面積正在不斷銳減，泥炭地資源受到嚴重破壞，喪失了應有的基本特性和功能效益。據估計全球未受干擾的原生泥炭地為3000-4500萬公頃，僅占全球泥炭地資源的10%-12%。全球環境中心的研究結果顯示，印度尼西亞的泥炭地有2100萬公頃，其中已有900萬公頃被排干，積累的泥炭正在分解或者已被燃燒殆盡，以用于農業和林業開發。芬蘭則把大面積的泥炭地改造為耕地、林地和牧場，據調查全芬蘭有20%的耕地是由其開墾而來。由于人類對泥炭地這一自然柄息地的負面影響的增加，一方面造成泥炭地面積大幅度縮減，促進泥炭的分解，加速了二氧化碳的釋放。據估計如果全球泥炭地儲存的碳全部釋放到大氣中，則全球平均氣溫升高0.8°C-2.5°C。另一方面，導致泥炭地中的生物多樣性降低，尤其是典型的濕地生物物種的減少，再加上全球變暖使泥炭蘚減少，從而使得它對微生物群落的監管作用下降，導致微生物食物鏈的縮短，并使食物鏈成分發生改變，進而影響生物群落結構，破壞了泥炭地生態系統平衡。因此在全球變暖的背景下，泥炭資源的合理開發和保護對于經濟和環境的可持續發展顯得尤為重要。

針對泥炭資源的新用法及新興產業的興起，要重新制定泥炭資源的評價體系，進行新的泥炭資源地質調查和綜合評價工作，以期達到泥炭資源的最大利用率。另外，政府可加強對泥炭資源開發的科學投人、保護和管理，允許當地人參與對泥炭進行科學開發和規劃，針對商業開采價值大的泥炭地，提倡用科學的方法進行開發。結合生態學原理，對開發后的廢棄泥炭地進行及時恢復，保護泥炭地植被，修復受損泥炭地系統，重建泥炭地的碳循環過程，以求經濟、環境效益的雙贏。

責任編輯/楊晶