华南植物园等在滨海湿地固碳功能研究中取得进展学术资讯

滨海湿地“蓝碳”生态系统单位面积的固碳能力超过陆地和海洋。在最近发表于《国家科学评论》（National Science Review）的一篇研究论文中，中国科学院华南植物园小良站科研人员利用全球613个样点的数据，首次系统估算了全球滨海湿地的碳埋藏速率，分析了影响固碳速率的因素，模拟预测了未来80年滨海湿地的固碳情况。

滨海湿地与“蓝碳”

滨海湿地是一类重要的海岸带生态系统。与陆地生态系统相比，滨海湿地拥有更强的固碳能力，可更高效地从大气中吸收CO2并将其稳定储存起来。与陆地森林生态系统相比，滨海湿地的单位面积碳埋藏速率是前者的几十到上千倍。这其中有以下原因：在滨海湿地中，植物的凋落物被海水潮汐淹没，因此，这些植物有机质的分解速度较慢；海平面持续上升，导致滨海湿地中沉积物不断增加，越来越多的沉积物被埋藏到更深的土层中，可在百年到上万年的尺度上处于稳定状态，不会被释放回大气中；海水中存在大量硫酸根离子，能够有效抑制湿地中甲烷等含碳气体的排放。

科学家通常将陆地植被中固定的碳称为“绿碳”，将滨海湿地、海藻床等生态系统中固存的碳称为“蓝碳”。鉴于滨海湿地强大的固碳能力，长期来看，蓝碳系统将是减少CO2气体净排放量、解决气候变化问题的有效途径之一。但学界对滨海湿地这一蓝碳生态系统的碳储量、速率和机制并不十分了解。

全球数据分析：滨海湿地固碳能力有多强？受哪些因素影响？

华南植物园生态中心小良站副站长、研究员王法明与澳大利亚南十字大学教授Sanders合作，联合华东师范大学崇明生态院院长唐剑武和教授李秀珍、华南植物园研究员李志安、复旦大学研究员袁嘉灿、中科院武汉植物园研究员刘文治、瑞典Gothenburg大学教授Santos、英国林肯大学教授Schuerch、美国罗格斯大学教授Kopp、美国威廉姆和玛丽学院教授Kirwan、美国加州大学教授Zhu Kai等，利用滨海湿地碳沉积数据和全球滨海湿地分布数据，系统估算了当前全球尺度上滨海湿地蓝碳的固碳能力。

研究人员利用已发表的564个全球样点数据以及49个新测定的非洲和南美洲滨海湿地的碳累积速率，构建了共包含613个滨海湿地样点的数据库，提取这些样点的环境因子（如温度、降水、海拔高度、海平面上升速率、悬浮物浓度、潮差、高低潮位、台风影响因子、植被类型等），并进行数据分析。结果显示，全球尺度上，盐沼湿地和红树林系统的平均碳累积速率分别为164 g/m2/yr和194 g/m2/yr，前者小于后者，且具有显著的纬度梯度变异。

利用空间外推技术，研究人员估算出全球滨海湿地的总碳埋藏速率为54 Tg C/yr。该数据显示，仅通过垂直方向的土壤碳累积，滨海湿地便可抵消人类活动碳排放的0.5-1%。由于滨海湿地面积小，其单位面积的碳累积速率是陆地生态系统的15倍和海洋生态系统的50倍，显示出远高于其他生态系统的固碳能力及潜力。更进一步，研究人员通过因子分析的手段，找出了影响滨海湿地碳累积速率的主要因子：盐沼湿地碳埋藏速率主要受温度和海平面上升速率影响，红树林则主要受温度和降水影响。

预测未来：滨海湿地的气候价值

在上述估算与分析的基础上，研究人员结合人类干扰影响下的滨海湿地面积模型（Schurech等，2018 Nature），利用CMIP5的33气候模型和海平面上升速率模型，建立了固碳速率与气候和环境因子的经验模型，并推演了在不同气候变化情境下，未来80年（2020年至2100年）的滨海湿地蓝碳功能。

结果显示，无论在何种气候变化情景和人类干扰模式下，全球的滨海湿地碳埋藏速率都将稳定增加，显示出滨海湿地对气候变化的负反馈效应，即随着降水、温度和相对湿度增加，滨海湿地的碳埋藏速率也将增加。这表明在全球变暖背景下，海岸带蓝碳生态系统将在应对气候变化中发挥重要作用。

该研究是首个有关全球尺度上滨海湿地蓝碳固碳速率（碳通量）的系统估算与预测，与王法明已发表的有关国家尺度上滨海湿地固碳能力的研究相互支持和印证（Wang et al. 2019, Nature Communications），其结果对指导全球和各国对滨海湿地等蓝碳生态系统的管理与恢复、履行《巴黎协定》规定的减排增汇目标具有意义。