全球泥炭地正在干涸,每年可能释放8.6亿吨二氧化碳

a picture of a marsh hi-lighting the prevalence of peatlands across the world
Peatlands, cover just 3% of the Earth’s total land surface.Image: REUTERS/Vasily Fedosenko
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  • 泥炭地仅占地球陆地总面积的3%,却储存了全球土壤碳的三分之一以上。

  • 如果泥炭地干涸,到2100年前后,每年可能额外向大气释放8.6亿吨二氧化碳。

  • 为避免这种情况发生,泥炭地需要得到修复。

  • 两位研究科学家解释了具体方法。

泥炭地包括沼泽、泥沼、湿地和沼泽林等,仅占3%的地球陆地总面积,却储存了全球土壤碳的三分之一以上。这一储碳量超过了所有其他植被储存的碳总量,包括全球的森林。

但全球泥炭地正面临缺水问题,其可能释放的温室气体数量将严重削弱我们应对气候变化的努力。

具体而言,我们的新研究发表于《自然气候变化》期刊,研究发现,泥炭地干涸可能到2100年前后,每年额外向大气释放8.6亿吨二氧化碳。从更直观的角度看,澳大利亚在2019年的排放量为5.39亿吨。

为避免这种情况发生,我们亟需保护并恢复泥炭地中湿润、积水的健康状态。这些“缺水”的泥炭地需要水。

泥炭地如同天然档案库

泥炭地遍布全球:包括北极苔原、沿海沼泽、热带沼泽森林、山地湿地,以及亚南极岛屿上的覆盖型沼泽。

泥炭地的特征是土壤长期积水,并充满分解极其缓慢的植物材料(即“泥炭”),这些材料历经数万年积累而成,并因低氧环境得以保存。这些部分分解的植物残体以有机碳的形式锁存于土壤之中。

泥炭地可以起到天然档案库的作用,使科学家和考古学家得以重建过去的气候、植被,甚至人类的生活。据估计,英国约有2.05万处考古遗址被保存在泥炭层之下或之中。

作为独特的栖息地,泥炭地是许多本土及濒危动植物的家园,其中一些物种在其他地方并不存在,例如秘鲁的白腹鹪鹩(Cinclodes palliatus)以及澳大利亚的巨型蜻蜓(Petalura gigantea),后者是世界上体型最大的蜻蜓。泥炭地还可以作为鸟类及其他动物的迁徙通道,并具有净化水质、调节洪水、截留沉积物等功能。

然而,在过去几十年间,人类为各种用途不断排干全球泥炭地的水分,包括种植树木和农作物、采挖泥炭用于燃烧取暖,以及其他土地开发活动。

例如,部分泥炭地依赖地下水,如大沼泽地的部分区域。大沼泽地是美国最大的淡水沼泽。为满足饮用水或灌溉需求而过度抽取地下水,切断了泥炭地的水源。

加之全球变暖导致区域气候趋于干燥,我们的泥炭地正在全球范围内干涸。

泥炭地干涸会带来什么后果?

当泥炭未被水覆盖时,可能会暴露于足量的氧气之中,从而促进其中的好氧微生物活动。氧气使微生物迅速繁殖,以富含碳的物质为食,并将二氧化碳释放到大气中。

部分泥炭地也是甲烷的天然来源。甲烷是一种强效温室气体,其增温潜势最高可达二氧化碳的100倍。

然而,甲烷的生成条件实际上与二氧化碳相反。甲烷更多在水分饱和的条件下释放,而二氧化碳排放则主要发生在非饱和条件下。

这意味着,如果我们的泥炭地变得更加干燥,二氧化碳排放量将会增加,而甲烷排放量则会减少。

那么,这对我们的气候究竟会产生怎样的净影响?

我们是一支国际科研团队的成员,团队成员来自澳大利亚、法国、德国、荷兰、瑞士、美国和中国。我们共同收集并分析了一个大型数据集,该数据集来自在全球130处泥炭地开展的精心设计并受控的实验。

在这些实验中,我们在不同的气候、土壤和环境条件下减少供水,并借助机器学习算法,厘清了温室气体的不同响应机制。

我们的研究结果令人震惊。在我们研究的泥炭地中,我们发现减少供水会大幅加剧泥炭以二氧化碳形式的流失,而甲烷排放仅有轻微减少。

二氧化碳与甲烷的净效应将使我们的气候变暖。这将严重阻碍全球将气温升幅控制在1.5℃以内的努力。

这表明,如果未来不实施恢复这些生态系统的可持续发展措施,泥炭地干涸每年到2100年将相当于向大气额外排放8.6亿吨二氧化碳。该预测基于“高排放情景”,即假设全球温室气体排放不再进一步削减。

保护我们的泥炭地

现在阻止这一情况发生为时未晚。事实上,许多国家已经开始实施泥炭地恢复项目。

例如,印度尼西亚中加里曼丹泥炭地项目旨在通过多种方式恢复这些生态系统,例如修建排水渠的拦水坝、以本土树种进行植被恢复,同时改善当地社会经济条件,并推广更可持续的农业技术。

同样,Life Peat Restore项目旨在在五年内,将波兰、德国和波罗的海国家的5,300公顷泥炭地恢复为其作为碳汇的自然功能。

但保护泥炭地是一个全球性议题。要切实保护我们的泥炭地和气候,我们必须紧急且高效地共同努力。

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