湖北省湿地碳汇潜力及其碳增汇措施初探
文章根据已有研究文献,初步估算了湖北省湿地碳汇潜力,为湖北省林业碳汇发展提供重要决策支撑。结果表明:湖北省湿地碳汇能力达171.12×104~281.34×104 t C/a,转化为二氧化碳(CO2)吸收量达627.45×104 ~ 1 031.58×104 t CO2/a,可中和2015年度湖北省化石能源燃烧CO2排放量3.64×108 t的1.7%~ 2.8%,表明湖北湿地具有重要的碳汇潜力。
中国在第七十五届联合国大会宣布中国CO2排放力争于2030 年前达到峰值,努力争取2060年实现碳中和(简称“双碳”目标)。“双碳”目标国家战略已成为中国未来重要的长期目标,主要通过“减排、保碳、增汇和封存”4个技术途径实现,其中巩固和提升生态系统碳汇增量是实现“双碳”目标的重要途径之一。
由于不同气候条件和不同湿地类型的水文条件、植物净初级生产力、地形地貌等差异较大,湿地碳累积速率和碳排放过程有较大差异,通常滨海湿地碳汇潜力最大,其次为湖泊湿地、河流湿地,最小为沼泽湿地。
周文昌等(2012)研究报道东北天然森林沼泽湿地多数是大气碳汇[5~68 g C/(m2·a)],毛赤杨沼泽湿地属于碳源[65 gC/(m2·a)]。
段晓男等(2006)研究中国各种沼泽湿地的碳汇功能,认为中国沼泽湿地总的固碳能力每年大约为0.05×108tC;
中国湿地具有重要的碳库和碳汇潜力,加强湿地碳库潜力和碳汇潜力评价对于推进“双碳”目标具有重要作用。
一、湖北省湿地资源概况
根据全国第二次湿地资源调查成果显示(2009—2013年),湖北省现有湿地145.02万hm2,占湖北省国土面积的7.8%,位居中部第1位,其中自然湿地76.42×104hm2(含河流湿地45.04×104hm2、湖泊湿地27.69×104hm2、沼泽湿地3.69×104hm2),人工湿地68.08×104hm2。
二、湖北省湿地碳汇潜力评估
2013 年湖北省湿地(145.02×104hm2)碳汇能力大约是281.34×104tC/a,折合CO2吸收量达1031.58×104t CO2/a。如果以全球湿地碳汇平均值[118gC/(m2·a)]为依据,湖北省2013年湿地碳汇能力大约是171.12×104tC/a,折合CO2吸收量达627.45×104t CO2/a。
三、湖北省不同湿地类型碳汇评估
将植被净初级生产力作为湿地生态系统年净固碳量(土壤碳排放忽略不计),2013年湖北省湖泊和河流湿地(27.69×104hm2和45.04×104hm2)碳汇功能达80.00×104 t C/a,折合CO2吸收量达296.37×104t CO2/a。
沼泽湿地(3.69×104hm2)碳汇功能为32.47×104 tC/a,折合CO2吸收量达120.29×104 t CO2/a。
人工湿地(68.08×104hm2)浮游植物净初级生产力为61.39×104tC/a,折合CO2吸收量达225.11×104t CO2/a。
基于湿地类型的碳汇功能评估,2013年湖北省湿地碳汇为173.86×104tC/a,折合CO2吸收量达641.77×104t CO2/a,这个估算值与采用全球湿地平均碳汇估算的湖北省湿地碳汇相当。
四、湖北省湿地碳减排和碳增汇措施
(1)保护现有湖北湿地类型的碳汇量
全球湿地是大气CH4的重要排放源,全球自然湿地每年CH4排放总量占全球CH4总排放量的20%~30%湿地贮存了巨大的土壤碳,尤其是泥炭沼泽湿地,土壤封存的有机碳储量大约是全球陆地生态系统碳储量的30%,大气碳库的60%。
因此保护现有湖北湿地面积,防止湿地丧失或退化,有助于减少土壤碳排放,稳定土壤碳库,维持土壤最大碳汇量,进而实现减排。
(2)湿地修复有利于促进湿地碳增汇
加强退化湿地修复,堵塞排水沟渠,控制沼泽湿地向林地和农业用地转化,扭转碳排放降低趋势,将碳封存于土壤中,减缓碳排放,从而实现碳中和途径。
鄂西北亚高山泥炭沼泽(咸丰二仙岩、宣恩七姊妹山)和神农架大九湖泥炭沼泽,因上个世纪80年代的土地利用(垦殖、排水),导致大量泥炭沼泽排水疏干,转化为耕地,种植高山蔬菜,引起湿地退化,加强该区域的泥炭沼泽湿地修复,降低碳排放,有助于促进湿地碳增汇。
(3)高污染水体增加湿地碳排放
修复湖泊湿地,降低湖泊富营养化程度,是降低湿地温室气体碳排放的重要途径。
对湖北五大湖泊实施退垸(田、渔)还湖累计236.90 km2,目前已完成90%以上。
大面积的退垸还湖,通过修复湿地生态系统,降低氮磷污染物直排入水域生态系统,降低湖泊水域生态系统富营养化,实现碳减排,增加湖泊湿地碳汇功能。
(4)优化湿地植物群落组成
滨岸带湿地优势植物芦苇湿地尽管是大气CH4的重要排放源,但芦苇的强光合作用仍对CO2具有重要吸收汇,导致生态系统是碳净吸收汇。
至2018年,湖北省芦苇湿地面积的减少,显著降低了湿地碳汇功能。研究发现植物多样性的提高,降低了凋落物碳氮比(c/n),可能间接地促进了森林土壤有机碳累积,增加森林生态系统碳汇功能。
(5)氮添加促进湿地碳汇功能
在模拟氮沉降中,氮添加促进了沼泽湿地土壤碳排放(包振宗, 2018; 张荣涛, 2020),可能降低湿地碳汇功能。
有研究表明,氮沉降增加了中国河口湿地、高山沼泽湿地土壤碳排放,由于增加了湿地植物光合固碳能力,总体表现为土壤碳汇。
为提高和维持湖北省湿地碳汇潜力,可采用以下对策:保护现有湿地面积,固持现有碳汇;修复退化湿地,增加湿地碳汇潜力;降低污染物排入淡水湿地生态系统,减少碳排放;优化湿地植被群落组成,增加碳汇潜力;适宜增加农田生态系统氮肥量,增加碳汇能力。
来源:湿地科学与管理