The Innovation | “碳湿地”：富碳湿地土壤碳保护新范式

导

读

湿地，尤其是泥炭地，由于积累大量的有机碳，其减缓气候变化的生态功能受到学术界和大众的广泛关注。然而，由于资源导向的界定标准，“泥炭地”不是估算和保护富碳湿地土壤碳库较好的概念体系。为了凸显对湿地土壤碳库的保护，我们提出了一个新研究范式“C-wetland” (碳湿地)，以便从土壤碳库保护的角度对富碳湿地进行系统厘定和界定。

图1 图文摘要

“泥炭地 (Peatland)”：一个偏“功用”的概念

“泥炭 (Peat)”是未完全分解或已分解的有机残体 (主要是植物残体)长期积累形成的物质，而“泥炭地 (Peatland)” 则是指积累大量泥炭的湿地生态系统。泥炭地是一个从泥炭资源禀赋出发和界定的属于地学和自然资源学的概念，一般需要考虑两个指标：土壤有机质含量和泥炭层厚度。不同国家对这两个指标存在不同的最低标准，广泛认同的泥炭地土壤有机质含量应大于30%且泥炭层厚度大于30 cm。与以资源导向的泥炭地定义标准不同，湿地定义标准旨在保护其生态系统服务，一般包含三个要素：永久或周期性饱和的潮湿生境、水成土以及湿生植物。从保护的角度来看，未退化泥炭地以及部分退化泥炭地都属于湿地生态系统，不应以有机质含量和泥炭层厚度这样的资源属性来界定。

富碳湿地：至关重要的土壤碳库

由于湿地长期处于淹水状态，土壤有机碳分解有限，因此无论是否存在泥炭积累，湿地都是重要的碳汇。其中，泥炭地的面积虽然仅占全球陆地面积的3%-4%，却储存了超过30%的土壤碳。由于各国对泥炭地的定义标准不同，全球泥炭地分布、面积以及土壤碳库大小仍然存在较大争议。许多存在泥炭沉积或有机碳含量丰富的湿地本该作为重要的碳库和碳汇，但由于其有机质含量相对较低或泥炭层厚度相对较浅，并未引起重视，保护程度也不够。在全球碳中和战略背景下，迫切需要为所有富含有机碳的湿地 (包括退化泥炭地、部分退化泥炭地和非泥炭地的富碳湿地) 建立一个新的研究范式来引起学术界的重新审视。

“碳湿地”：富碳湿地新的研究范式

本文以基于碳属性的“有机土壤物质”(“organic soil material”) 这一概念取代了“泥炭”(“peat”) 这一资源属性的概念，构建了“碳湿地”这一新框架，强调保护土壤有机碳而不是消耗土壤有机质 (图1A)。有机土壤物质被定义为土壤有机碳不低于12%的土壤 (按土壤干重计算)，最近发布的全球泥炭地评估报告也部分采用了这一标准。另一方面，从保护有机土壤物质的角度来看，定义碳湿地不应考虑泥炭积累厚度。基于上述理由，我们创造性地提出了一个“碳湿地 (C-wetland)”的概念，指土壤有机碳不低于12%的湿地生态系统。我们认为“碳湿地”概念框架不仅可以相对准确地估算其分布和碳储量，而且能更好地引导国际社会对全球富碳湿地的重视和保护。

初步估算“碳湿地”的全球分布

基于全球土壤有机碳数据库 (FAO) 和湿地分布数据库 (GLWD-3)，我们初步构建了未退化碳湿地的全球分布图 (图1B)。全球碳湿地约为570-739万平方公里，占世界湿地面积的70%以上 (不包括内陆水域)。如果考虑到退化碳湿地，分布面积会更大。碳湿地如此巨大的分布面积进一步凸显了湿地作为碳汇和碳库的重要性，印证了保护土壤碳库应成为湿地保护的重要优先选项之一。我们提出“碳湿地”这一新概念并计算其全球分布，不仅强调富碳湿地作为长期碳汇的功能及其在减缓气候变化中的重要作用，而且呼吁国际社会在全球碳中和背景下，优先重视保护全球湿地的土壤碳库。

总结与展望

“碳湿地” 这一概念的提出，旨在呼吁学术界和国际社会加强对湿地土壤碳库的研究和保护。“碳湿地”是新生事物，也是新的开始，要获得学术界的广泛认同还有很长的路要走，我们后续将围绕这一新领域开展一系列相关研究，最终形成广受学术界和国际社会认同的湿地研究新范式，为全球碳中和目标的实现提供更为有效的“湿地”自然解决方案。

责任编辑

相雷雷    中国科学院南京土壤研究所

任文杰    中国科学院南京土壤研究所

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原文链接：https://www.cell.com/the-innovation/fulltext/S2666-6758(23)00031-0

本文内容来自Cell Press合作期刊The Innovation第四卷第二期以Commentary发表的“'C-wetland': A new paradigm to enhance conservation of carbon-rich wetlands” (投稿: 2023-01-01；接收: 2023-02-16；在线刊出: 2023-02-20)。

DOI: https://doi.org/10.1016/j.xinn.2023.100403

引用格式：Chen H., Yu Z., Wu N., et al. (2023). “C-wetland”: A new paradigm to enhance conservation of carbon-rich wetlands. The Innovation. 4(2),100403.

作者简介

陈 槐，中国科学院成都生物研究所研究员。长期致力于生态环境保护与恢复研究，在全球变化、泥炭地生态系统碳循环等方面有着较强的经验积累，聚焦于土壤碳库演变机制及其对全球变化的响应，在泥炭地碳循环过程及全球变化响应机制方面取得了系列原创成果和理论创新，丰富了泥炭地土壤碳库可持续管理理论，为评估泥炭地土壤碳库变化及其环境效应、实现国家碳中和战略提供了科学依据和自然解决方案。近年来，在Nature Reviews Earth & Environment、Global Change Biology、Communications Earth & Environment等期刊发表论文100余篇；研究成果先后收录于联合国政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 报告、联合国粮农组织 (FAO) 调查报告以及全球甲烷收支评估报告。2020年，获亚太经合组织“创新、研究与教育科学奖”。兼任国际湖沼学会林德曼奖委员会 (2011-2014)、中国地理学会湖泊与湿地委员会 (2016-)、中国生态学会湿地生态专业委员会 (2018-)、Asiaflux学术指导委员会 (2020-) 等委员，中国湿地保护协会高原湿地专业委员会副主任委员 (2019-)，四川省植物学会副理事长 (2020-)。  

Web: http://sourcedb.cib.cas.cn/zw/rck/201412/t20141210_4272552.html

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