世界需要更多沼泽来应对气候变化

An elephant walks through a swamp in Amboseli National park, Kenya, August 8, 2015. Picture taken August 8, 2015. REUTERS/Goran Tomasevic
They are some of the most diverse and productive ecosystems on Earth.Image: REUTERS/Goran Tomasevic
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“排干沼泽”长期以来意指清除令人厌恶的事物。事实上,世界需要更多沼泽,以及泥炭沼泽、酸性泥炭沼泽、湿草甸和其他类型的湿地。

湿地是地球上生物多样性最丰富、生产力最高的生态系统之一。它们也是被低估却不可替代的工具,能够减缓气候变化步伐,保护社区免受风暴和洪水侵袭。

科学家普遍认为,湿地能极其有效地从大气中吸收二氧化碳,并将其转化为有生命的植物和富含碳的土壤。今年早些时候,我们与由九位湿地和气候科学家组成的跨学科团队共同发表了一篇论文,记录了各类湿地带来的多重气候效益,以及保护湿地的必要性。

Image: Ariana Sutton-Grier,CC BY-ND。

日渐消失的资源

几个世纪以来,人类社会一直把湿地视为荒地,认为可以将其“开垦”以作更有价值的用途。中国开始大规模改造河流和湿地,时间可追溯到公元前486年,当时中国开始修建大运河;它至今仍是世界上最长的运河。荷兰人排干湿地的大规模行动始于约1,000年前,但近来已修复了其中许多湿地。作为一名测量员和土地开发者,乔治·华盛顿曾主导尝试排干大阴暗沼泽,但未能成功。这片沼泽位于弗吉尼亚州与北卡罗来纳州交界处。

如今,世界各地许多现代城市都建在填平的湿地上。大规模排水仍在继续,尤其是在亚洲部分地区。根据现有数据,天然湿地累计总损失估计为54%至57%——这是对我们天然禀赋令人震惊的改变。

湿地积累了大量碳储量,有些碳已在其中存留数千年。这降低了大气中的二氧化碳和甲烷含量——这两种主要温室气体正在改变地球气候。如果生态系统,尤其是森林和湿地,没有从大气中移除碳,那么人类活动产生的二氧化碳浓度每年就会再增加28%。

Image: William Moomaw,塔夫茨大学,CC BY-ND

从碳汇到碳源

湿地持续从大气中移除并储存碳。植物从大气中吸收碳,将其转化为植物组织;植物死亡并分解后,碳最终进入土壤。与此同时,湿地土壤中的微生物在消耗有机物质时,会向大气中释放温室气体。

天然湿地通常吸收的碳多于释放的碳。但随着气候变暖、湿地土壤升温,微生物代谢活动增强,释放出更多温室气体。此外,排干或扰动湿地会使土壤碳迅速释放。

因此,保护天然且未受扰动的湿地至关重要。湿地土壤中的碳经过数千年积累,如今正以越来越快的速度释放到大气中;在未来几十年——应对气候变化的关键窗口期——这些碳无法重新积累。在某些类型的湿地中,形成有利于净碳积累的土壤条件需要数十年至数千年。另一些类型的湿地,例如新形成的咸水湿地,则可以迅速开始积碳。

北极永久冻土是连续两年保持冻结的湿地土壤,其储存的碳几乎是目前大气中碳总量的两倍。由于处于冻结状态,微生物无法分解其中的碳。但如今永久冻土正在迅速融化;直到40年前还从大气中移除大量碳的北极地区,现在却在释放大量温室气体。如果当前趋势持续,到2100年,融化的永久冻土释放的碳将与美国所有排放源(包括发电厂、工业和交通运输)释放的碳一样多。

Image: Nigel Roulet,麦吉尔大学,CC BY-ND

湿地提供的气候服务

湿地不仅能吸收温室气体,还能增强生态系统和人类社区应对气候变化的韧性。例如,它们可以储存因日益强烈的暴雨而形成的洪水。淡水湿地在干旱期间提供水源,并在气温升高时帮助周边地区降温。

盐沼和红树林能够保护海岸免受飓风和风暴侵袭。随着海平面上升,沿海湿地甚至可以增高,进一步保护内陆社区。

Image: Ariana Sutton-Grier,CC BY-ND

然而,气候科学家和政策制定者对湿地关注甚少。此外,湿地管理往往没有纳入气候因素。正如我们在一篇近期论文中与6位同事指出的那样,这是一个严重疏漏。该论文将湿地纳入《科学家第二次警告人类》的背景中。这份声明获得了前所未有的20,000名科学家联署支持。

保护湿地最重要的国际条约是《拉姆萨尔公约》,但该公约没有纳入将保护湿地作为气候变化应对策略的条款。一些国家和地方政府有效地保护了湿地,但很少有政府将此纳入应对气候变化的框架。

《巴黎气候协定》中专门为森林设立了一个章节(第5条),《巴黎气候协定》呼吁保护和恢复发展中国家的热带森林。联合国的一项进程名为“减少毁林和森林退化造成的排放”(REDD+),承诺为发展中国家提供资金,以保护现有森林、防止毁林并恢复退化森林。这项进程涵盖森林湿地和红树林,但直到2016年,联合国气候核算体系才引入一项自愿性条款,允许报告湿地排放;采用该条款的政府仍寥寥无几。

湿地保护的范例

尽管全球气候协议在保护湿地碳方面进展缓慢,但地方层面已经开始出现令人鼓舞的举措。

加拿大安大略省已通过立法,其对未开发土地的保护力度位居各国政府前列。该省最北部的一些泥炭地蕴藏矿产和潜在水力发电资源,地下有永久冻土,若受到扰动,可能会释放温室气体。《安大略远北法案》明确规定,北纬51度以北地区超过50%的土地须免于开发;其余土地只有在文化、生态(生物多样性和碳封存)及社会价值不受损害的情况下才能开发。

同样在加拿大,近期一项研究报告称,一个恢复潮汐淹水的项目大幅增加了碳储存。该项目位于新不伦瑞克省奥拉克附近、加拿大芬迪湾沿岸的一片盐沼。这片沼泽曾被堤坝排干,持续了300年,导致土壤和碳流失。但堤坝仅被打开六年后,修复后的沼泽中碳积累速率的平均值就超过了五倍于附近成熟沼泽的报告值。

Image: Gail Chmura,麦吉尔大学,CC BY-ND

我们认为,各级政府应立即采取行动,将保护和修复湿地作为应对气候变化的策略,而不是排干沼泽或削弱保护措施。保护气候,并避免风暴、洪水和干旱造成的气候相关损害,远比为了短期经济收益而改造湿地更能发挥湿地的价值。

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