探究排水造林对泥炭沼泽湿地碳循环的影响

孙林影

摘 要：出于恢复被破坏湿地，降低温室气体排放的考虑，本文将着重分析排水造林给泥炭沼泽湿地土壤CO2、CH4及有机碳储量的影响规律，明确排水造林对泥炭沼泽湿地碳循环的影响情况，为后续的研究工作奠定基础。

关键词：排水造林；泥炭沼泽湿地；碳循环

中图分类号：X131.3 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170632183

随着工业化进程的推进，人类的活动已经使全球温室气体浓度有了很大程度的增加。有必要对排水造林给泥炭沼泽湿地CO2、CH4及有机碳储量带来的影响进行深入的分析与研究，为恢复破坏后的湿地，加强湿地管理奠定基础。

1 排水造林对泥炭沼泽湿地碳循环的影响

1.1 排水造林对泥炭沼泽湿地土壤CO2排放的影响规律

回顾全球变暖的历程可以发现，1970—2004年，CO2的排放量增加约为80%，产生的主要原因是化石燃料的频繁使用，其中也包括土壤利用变化所产生的显著但却较小的贡献。说明加强对泥炭沼泽湿地的研究，对预测碳排放量有很大作用。

排水造林是改变泥炭沼泽湿地的一种措施。那么，这种措施的实施是否与泥炭沼泽湿地土壤CO2的排放有关呢。通过查阅的相关资料，确定排水造林会导致泥炭沼泽湿地土壤水位下降，增加有氧层，必然会使CO2的排放通量增加。具体来说，排水造林的过程，必然会改变土壤的温度，致使经过排水造林处理的泥炭沼泽湿地土壤CO2排放量大于自然湿地；排水造林的过程中，因林木栽种，是必然对泥炭沼泽湿地土壤进行排水处理，如此将会影响排水立地地表的CO2排放量，使之大于非排水立地地表的CO2排放量。利用净初级生产力模拟，确定所有排水样地是温室气体的排放源，加之相关研究表明CO2排放时间的变化与地下水位、空气温度有密切的关系，这充分说明了排水造林会加剧泥炭沼泽湿地土壤CO2的排放。因植被对温室气体的影响是比较复杂的，且具有较高的不确定性，因此以上研究之中不涉及植被一类。

1.2 排水造林对泥炭沼泽湿地CH4排放的影响规律

天然湿地是大气CH4的最大来源，每年向大气大约排放110Tg的CH4，占全球排放总量的20%左右，而且CH4单个分子的全球变暖潜力在经过20a和100a时间跨度，将是CO2单个分子WGP的56倍和21倍。由此可以确定，湿地所排放的CH4也将是提高温室气体的重要因素之一。

排水造林的实施，将会大大改变泥炭沼泽湿地，使之变为可耕种的农田、森林或泥炭开采地等，如此势必会破坏湿地，相应的CH4的排放也将会受到影响。经过相关调查研究表明，当地排水造林对CH4排放规律影响是苔草沼泽、灌丛沼泽、10a生落叶松人工生长季、20a生落叶松人工生长季中CH4排放总量分别为（6.66±8.31）g/（m2· a）、（0.32±0.31）g/（m2· a）、（0.13±0.50）g/（m2· a）和（-0.11±0.20）g/（m2· a）。这充分说明了造林排放的过程中，沼泽水位降低和维管植物减少对CH4排放量的影响较大，即降低CH4排放总量或者出现CH4吸收汇现象。

1.3 排水造林对泥炭沼泽湿地土壤有机碳密度的影响规律

查阅相关资料，确定一些学者认为泥炭地排水，将会降低泥炭地泥潭层，而土壤碳密度将会增加，相应的有机碳储量业也会增加，但却不能直接证实泥炭地排水是土壤作为大气碳排放源這一点。基于此理论，对泥炭沼泽湿地上进行排水造林作进一步的分析，确定经过长时间的排水，尤其是60a后土壤中碳储量将增加，这是因为泥炭层受氧化分解的作用，直到泥炭的物理结构发了变化，加之植物具有净初级生产力，尤其是乔木，如此将会输入新碳，使土壤碳储量增多，并且处于平衡状态。

我国在排水造林对泥炭沼泽湿地土壤有机碳密度影响的研究中，则认为排水造林的实施，将会使土壤碳储量降低。2011年康文星等人基于对洞庭湖湿地杨树造林的调查研究中确定在1999—2007年这8a内土壤碳储量降低12.7%。2009年王丽丽等人在三江平原湿地排水种植杨树的研究中也证明了这点。说明了排水造林对土壤有机碳储量的影响还存在一定的矛盾，而矛盾的根源来自于不同植被种植对碳储量的影响是不一样的。

2 研究展望

采取排水造林措施来对湿地进行改造，意在提高林业生产力，但也给温室气体带来了一定的影响，也就是说，排水造林将会给泥炭沼泽湿地土壤CO2、CH4的排放量带来一定影响，即CO2的排放量的增加；CH4排放量的降低，对泥炭地土壤有机碳储量的影响存在争议。基于此，在未来进一步治理温室气体排放的过程中，应当进步一分析排水造林给泥炭沼泽湿地土壤CO2、CH4及有机碳储量带来的影响，降低大气温室气体的排放通量。

3 结束语

排水造林对泥炭沼泽湿地碳循环有一定的影响，可以降低有机碳储量，使温室气体增多。为了尽可能避免此种情况发生，应进一步研究如何科学地恢复排水造林泥炭沼泽湿地的结构、功能并减缓排水造林泥炭地大气温室气体的排放通量。

参考文献

[1]孟祥久，周文昌，卢海，等.排水造林对泥炭沼泽湿地碳循环的影响[J].吉林林业科技，2014（2）：15-18.