濱海濕地“藍碳”生態(tài)系統(tǒng)單位面積的固碳能力遠超陸地和海洋。在最近發(fā)表于《國家科學評論》（National Science Review, NSR）的一項工作中，研究者利用全球613個樣點的數(shù)據(jù)，首次系統(tǒng)估算了全球濱海濕地的碳埋藏速率、分析了影響固碳速率的因素，并對未來80年中濱海濕地的固碳情況進行了模擬預測。

濱海濕地與“藍碳”

濱海濕地是一類重要的海岸帶生態(tài)系統(tǒng)。與陸地生態(tài)系統(tǒng)相比，濱海濕地擁有更強的固碳能力，可以更高效地從大氣中吸收CO2氣體并將其穩(wěn)定儲存起來。與陸地森林生態(tài)系統(tǒng)相比，濱海濕地的單位面積碳埋藏速率是前者的幾十到上千倍。

這其中有幾點原因：首先，在濱海濕地中，植物的凋落物會被海水潮汐淹沒，因此這些植物有機質的分解速度很慢；其次，海平面持續(xù)上升，導致濱海濕地中沉積物不斷增加，越來越多的沉積物被埋藏到更深的土層中，可以在百年到上萬年的尺度上處于穩(wěn)定狀態(tài)，不會被釋放回大氣中；而且，海水中存在大量硫酸根離子，能夠有效抑制濕地中甲烷等含碳氣體的排放。

典型濱海濕地藍碳生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖（唐劍武等，2018，中國科學：地球科學）

通常，科學家們將陸地植被中固定的碳稱為“綠碳”，將濱海濕地、海藻床等生態(tài)系統(tǒng)中固存的碳稱為“藍碳”。鑒于濱海濕地強大的固碳能力，長期來看，藍碳系統(tǒng)將是減少CO2氣體凈排放量，解決氣候變化問題的有效途徑之一。但是，我們對濱海濕地這一藍碳生態(tài)系統(tǒng)的碳儲量、速率和機制尚缺乏足夠的了解。

全球數(shù)據(jù)分析：濱海濕地固碳能力有多強？受哪些因素影響？

為了彌補這一缺失，中科院華南植物園小良熱帶海岸帶生態(tài)系統(tǒng)研究站王法明研究員與澳大利亞南十字大學Sanders 教授合作，并聯(lián)合了華東師大崇明生態(tài)院唐劍武院長和李秀珍教授、華南植物園李志安研究員、復旦大學袁嘉燦研究員、武漢植物園劉文治研究員、瑞典Gothenburg大學Santos教授、英國林肯大學Schuerch教授、美國羅格斯大學Kopp教授、美國威廉姆和瑪麗學院Kirwan教授、美國加州大學Zhu Kai教授等國內外科學家，利用濱海濕地碳沉積數(shù)據(jù)和全球濱海濕地分布數(shù)據(jù)，系統(tǒng)估算了當前全球尺度上的濱海濕地藍碳固碳能力。

研究人員利用已發(fā)表的564個全球樣點數(shù)據(jù)，以及49個新測定的非洲和南美洲濱海濕地的碳累積速率，構建了共包含613個濱海濕地樣點的數(shù)據(jù)庫，并提取這些樣點的環(huán)境因子，如溫度、降水、海拔高度、海平面上升速率、懸浮物濃度、潮差、高低潮位、臺風影響因子、植被類型等，進行數(shù)據(jù)分析。

全球濱海濕地土壤碳累積速率（CAR）及數(shù)據(jù)樣點分布圖

結果顯示，全球尺度上，鹽沼濕地和紅樹林系統(tǒng)的平均碳累積速率分別為164 g/m2/yr和194 g/m2/yr，前者小于后者，且具有顯著的緯度梯度變異（見上圖）。

利用空間外推技術，研究人員估算出了全球濱海濕地的總碳埋藏速率：54 Tg C/yr。這一數(shù)據(jù)顯示，僅僅通過垂直方向的土壤碳累積，濱海濕地就可以抵消人類活動碳排放的0.5-1%。而且，由于濱海濕地面積小，其單位面積的碳累積速率是陸地生態(tài)系統(tǒng)的15倍和海洋生態(tài)系統(tǒng)的50倍，顯示出遠高于其他生態(tài)系統(tǒng)的固碳能力和潛力。

更進一步，研究人員通過因子分析的手段，找出了影響濱海濕地碳累積速率的主要因子：鹽沼濕地碳埋藏速率主要受溫度和海平面上升速率的影響，而紅樹林則主要受到溫度和降水的影響。

預測未來：濱海濕地的氣候價值

在上述估算與分析的基礎上，科研人員結合人類干擾影響下的濱海濕地面積模型（Schurech等，2018，Nature），利用CMIP5的33氣候模型和海平面上升速率模型，建立了固碳速率與氣候和環(huán)境因子的經(jīng)驗模型，并推演了在不同氣候變化情境下，未來80年（2020年-2100年）的濱海濕地藍碳功能。

不同氣候變化預測模式下（RCP45和RCP85），全球濱海濕地碳埋藏速率在人口密度閾值為5人/平方公里情境下的變化趨勢。

結果顯示，無論在何種氣候變化情景和人類干擾模式下，全球的濱海濕地碳埋藏速率都將穩(wěn)定增加（如上圖），顯示出濱海濕地對氣候變化的負反饋效應，即，隨著降水、溫度和相對濕度的增加，濱海濕地的碳埋藏速率也將增加。這意味著，在全球變暖的背景下，海岸帶藍碳生態(tài)系統(tǒng)將在應對氣候變化中發(fā)揮重要作用。

該項研究是首個有關全球尺度上濱海濕地藍碳固碳速率（碳通量）的系統(tǒng)估算與預測，其結果對于指導全球和各國對濱海濕地等藍碳生態(tài)系統(tǒng)的管理與恢復、履行《巴黎協(xié)定》所規(guī)定的減排增匯目標具有重要的指導意義。

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Global blue carbon accumulation in tidal wetlands increases with climate change.

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa296