湿地是重要的土地利用类型之一，具有显著的储碳、固碳功能。湿地碳汇与环境变化及人类管理方式密切相关，提升湿地碳汇功能是中国实现“双碳”目标的重要途径之一。本文聚焦于我国湿地生态系统碳汇功能提升的需求，梳理了政策和技术两方面的途径。在现有的湿地政策中，恢复退化的滨海红树林和盐沼、加强泥炭地保护、恢复和新增内陆沼泽湿地可有效提升湿地碳汇。潜在的碳增汇减/排技术包括植被修复与重建技术、水文调控技术、施加生物炭和土壤底质改良技术等。然而，目前的政策和技术通常是从湿地保护和恢复领域移植过来，缺乏定量增碳效应评估，仍需通过示范实践、加强监测评估使湿地碳汇功能提升技术更加成熟，政策目标更加明确。
湿地与森林、海洋并称全球3大生态系统，具有显著的储碳、固碳功能。全球湿地面积为1 210万km2，虽然仅占陆地表面积的8%，但储存了约20%~30%的陆地土壤碳。中国在第七十五届联合国大会上提出“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。碳达峰和碳中和目标（以下简称“双碳”目标）已成为中国重要的长期战略目标，主要通过“减排、保碳、增汇、封存”的4个技术途径来实现，其中巩固陆地生态系统的碳汇功能和提升生态系统碳汇增量是实现“双碳”目标的重要途径之一。湿地是位于陆地与水体生态系统之间的过渡带，据第三次全国国土调查结果显示，中国湿地面积为23.47万km2，约为林地、草地面积的十分之一。天然湿地由于其淹水和缺氧的环境致使植物凋落物分解速率较低，被光合作用固定的碳能够在湿地系统中长期保存。同时，湿地是CH4排放源，淡水湿地贡献了约35%~55%的全球CH4排放。然而，受气候变化和人类活动的双重影响，自1900年以来，全球失去了约54%~57%的湿地。在湿地转变为耕地、草地、农地、园地等用地时，其有机碳库在外部因素的强烈干扰下快速损失，湿地CO2汇减弱甚至转化为碳排放源，同时CH4排放减弱。因此，湿地的碳汇功能与环境变化和人类管理方式密切相关。
湿地类型多样，广泛分布于从赤道到极地、从沿海到高原的不同气候和海拔区域，包括红树林、盐沼、滩涂、沼泽、泥炭地等多种生态系统类型。2018年，《湿地公约》各缔约国同意采取措施保护、恢复和可持续管理泥炭地和滨海湿地生态系统，认可湿地在减缓和适应气候变化方面的重要作用。本文将重点围绕我国湿地生态系统碳汇功能提升的相关政策和技术展开讨论，旨在为国家实施湿地生态保护修复工程、区域碳汇技术应用等提供参考。
国际上普遍认为泥炭地和滨海湿地的保护恢复是提升湿地碳汇最具潜力的途径。湿地恢复与重建能够有效地遏制因湿地转化而引起的温室气体释放现象，因此，湿地碳汇功能提升是湿地恢复的重要效益之一。提升湿地碳汇主要有两条途径：一是通过有效管理减缓湿地退化，维持湿地的碳汇能力不被削减；二是通过湿地恢复工程，实现生态系统从低碳汇能力向高碳汇能力的转变。中国自1992年加入《湿地公约》后制定了一系列湿地保护政策与规划，例如，2002年启动了《全国湿地保护计划（2002—2030）》；2016年国务院办公厅印发《湿地保护修复制度方案》，全国各地制定了地方性湿地保护条例等。2021年年底颁布的《中华人民共和国湿地保护法》明确了保护对象为“具有显著生态功能的自然或者人工的、常年或者季节性积水地带、水域，包括低潮时水深不超过6 m的海域，但是水田以及用于养殖的人工的水域和滩涂除外”。其中，滨海湿地、内陆沼泽湿地及泥炭地具有较大的碳汇提升潜力，而江河、湖泊、水库等开阔水域一般被认为是CH4排放源，固碳能力较弱，碳汇功能提升潜力有限。
1.1 滨海湿地恢复
中国大陆岸线长约1.8万km，滨海湿地面积约1.53万km2，海岸带分布着红树林、盐沼、滩涂、海草床、珊瑚礁等多种生态系统类型。“蓝碳”是指沿海生态系统捕获的碳，红树林、盐沼、海草等具有较高的单位面积固碳能力，是蓝碳的主力军。据调查，中国的盐沼、红树林和海草床的碳埋藏速率中位数为154、124、43 gC/（m2·a）。然而，在资源过度开发利用、环境污染、全球气候变化等因素的影响下，我国海岸带区域出现了不同程度的退化和破坏，17%以上的岸段遭受侵蚀，全国人工岸线比例超过68.5%，沿海围海造地面积达到了1.2万km2。2020年6月，国家发展改革委、自然资源部联合印发的《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划（2021—2035年）》提出，到2025年修复退化岸线长度400 km，恢复滨海湿地200 km2，恢复海岸线防护林1 100 km2；到2035年，自然海岸线保有率不低于35%。2020年8月，自然资源部、国家林业和草原局正式印发了《红树林保护修复专项行动计划（2020—2025年）》，明确对浙江省、福建省、广东省、广西壮族自治区以及海南省的现有红树林实施全面保护，计划到2025年，营造和修复红树林面积188 km2。基于遥感解译分析，研究发现中国滨海湿地从1984—2011年下降了约50%，但从2013年后逐步回升，截至2018年约回升到1984年70%的水平，保护恢复政策的实施推动了滨海湿地面积增长。这些计划和已实施的沿海生态修复工程提出的初衷是为了恢复生物栖息地、防止外来种入侵以及提高风暴潮防御功能等，而恢复的盐沼、红树林等生态系统对沿海湿地的碳汇功能提升亦有巨大贡献。
1.2 恢复沼泽湿地
中国有内陆沼泽湿地（包括森林沼泽、灌丛沼泽、沼泽草地、沼泽地）16.04万km2、内陆滩涂湿地5.89万km2，这两部分约占中国湿地总面积约90%以上，具有巨大的增汇潜力。退耕还湿、退塘还湿是我国增加内陆沼泽湿地面积的重要举措。在现有湿地的基础上，将已转化为耕地和养殖塘的区域，通过生物、工程技术对退化或消失的湿地进行修复或重建，从而恢复为自然沼泽湿地。退耕还湿、退塘还湿能够促进土壤碳积累、减少甲烷等温室气体排放。例如，三江平原退耕还湿10年的芦苇湿地土壤碳含量比农田高约20%。宁夏自2002年以来实施的湿地恢复工程，平均土壤碳密度增加了708.49 g/m2，使其每年可新增碳汇1.37万tC，占湿地生态系统碳汇总量的50%。目前，中国的退耕还湿工作在三江平原、江汉平原、洞庭湖、鄱阳湖等区域逐步开展，并建立了相应的生态补偿机制，以解决项目实施过程中农户的生计问题。“十三五”期间，全国实施湿地保护与恢复项目53个；中央财政湿地补助83.7亿元，实施湿地生态效益补偿补助、退耕还湿、湿地保护与恢复补助项目2 000余个，新增湿地面积2 026 km2。“十四五”期间，我国将实施一批湿地保护修复国家重点工程项目，包括长江经济带、京津冀等国家重大战略的湿地保护修复工程。在实施湿地恢复的过程中，优先恢复沼泽湿地、适当控制开阔水域面积和水位，将有利于提升湿地碳汇功能。
1.3 泥炭地保护
泥炭地是沼泽湿地特有的自然产物，是由不同分解程度的松软有机质堆积物组成，其有机质含量占土壤干质量的30%以上。根据1988年国家地质矿产部《全国泥炭资源报告》统计显示，中国有泥炭地面积为1.04万km2，有机碳储量为46.8亿tC。根据泥炭地有机碳的蕴藏形式可分为埋藏和裸露泥炭地，其中裸露泥炭地的有机碳储量较大，约33.15亿tC。裸露泥炭地主要分布于东北、西北和青藏高原地区的沼泽地带，其有机质含量高，泥炭积累速率与生态系统的碳汇能力密切相关。埋藏泥炭地主要分布于云贵高原和长江中下游地区，有机碳深埋或浅埋于老底层或近代底层，基本不参与大气碳循环。由于泥炭地在遭到破坏后很难恢复，因此，应优先保护现有的泥炭沼泽免受干扰和破坏，避免上万年来固定的深层土壤碳被以温室气体的形式释放。中国对泥炭沼泽的开发和利用主要是挖沟排水使其水位下降，从而转化为林地、牧场或农田。《中华人民共和国湿地保护法》禁止在泥炭沼泽湿地开采泥炭或者擅自开采地下水；禁止将泥炭沼泽湿地蓄水向外排放，因防灾减灾需要的除外。这一条款将有利于维持现有泥炭地水位，防止水位下降和碳释放。同时，采取一定的措施使排水的泥炭地还湿和恢复植被，加强泥炭地水管理是减少泥炭地碳排放最基本、最有效的措施。
湿地碳汇提升技术是在恢复和新增湿地的过程中，采用有针对性的植物筛选与配置、水文调控、土壤底质改良等手段，使湿地固碳能力增强、碳排放减弱。基于已有的恢复和重建技术，科研人员已开始探索不同技术对碳汇功能提升的效果。然而，在国家的“双碳”目标下，这些技术的经济可行性、碳汇功能稳定性和可持续性以及在区域及全国范围的可推广性仍有待评估。
2.1 湿地植被修复与重建
植被修复不仅可以直接增加植物碳库，还可以通过光合作用产物通过根系向土壤输出、凋落物积累等过程间接增加土壤碳库，并促进土壤团聚体形成。在植被修复初期，一般植被的固碳效应比土壤的碳积累效应更显著，植被达到成熟状态后，土壤碳库对湿地固碳的贡献会逐渐增加。植被修复需根据环境条件、退化程度、人类利用方式等诸多因素制定不同的方案。在红树林修复中，水文条件、滩涂高程、底质条件、物种、种植密度和种苗来源等关系到修复后红树植物的生长、有机物的沉降、分解等过程，进而影响生态系统的固碳能力，因此，选择合适生境的修复地块、合适的物种及合理的种植措施是提升恢复效果和碳汇功能的关键。一般认为，种植红树林约20年可达到成熟林的状态，达到全球红树林植被碳储量的平均水平。芦苇是一种广布生长的大型水生植物，可适应于不同的水分和盐度环境，表现出极高的固碳能力，常被用于修复滨海和内陆沼泽湿地。2006—2011年在东北地区的退化芦苇沼泽地通过构建“苇—鱼—虾—蟹”复合生态结构，探索了沼泽湿地碳汇扩增和生态农业利用模式，试验地的年均碳汇达到176.42 kg C/hm2，比实验前提高了256.98%。青藏高原的高寒沼泽湿地约占全国沼泽总面积的46%，薹草、披碱草是优势植物。高寒沼泽地植被修复需结合围封、轮牧等措施消除退化因素，充分发挥原位种子库的作用，使其自然恢复；对于中度和重度退化的区域，可施以适当的补播技术。值得注意的是，在进行湿地恢复过程中，应慎重选择外来植物。例如，滨海盐沼中的互花米草虽具有较高的固碳能力，且在滩涂上更容易定植，加速沉积物碳累积；但互花米草与本土植物形成空间竞争，改变底栖动物和鸟类生境，其引起的生态效应影响了滨海湿地的健康。
2.2 湿地水文调控
湿地水文过程是维持湿地生态功能的关键要素，决定了湿地动植物区系和土壤生物地球化学循环特征。因此，湿地水文调控能够改变湿地水体对碳元素吸收与转化的能力，影响植物的光合固碳速率和土壤碳元素的含量，使生态系统碳汇功能增强。还湿是指在排干的区域通过工程手段抬高水位，进而使退化湿地恢复到水分饱和的状态。还湿可通过降低有机质分解速率减少CO2排放，但还湿所创造的厌氧环境将促进CH4排放，从而抵消了一部分CO2减排效应。青藏高原的若尔盖湿地还湿后，尽管CH4排放上升，但总体上使生态系统的CO2e排放总量降低了40%以上。自2000年以来，若尔盖湿地陆续实施了以填、堵排水沟壑为主要措施的修复工程，以抬升退化区水位。采取的技术主要是对部分沟壑进行完全填埋、通过在沟渠上构筑水坝等设施来拦蓄和调控水位，例如，日干乔沼泽平缓湿地区的梯形木板坝，红原泥炭开采区的混凝土坝，若尔盖阶地沼泽的砂石坝，玛曲、尕海的梯形泥炭坝。实施湿地水位抬升工程后的碳汇功能提升潜力需进一步监测与研究，调控合理的水位才能使湿地固碳发挥最大效应。
2.3 湿地底质改良
通过添加生物炭、菌剂等，能够活化退化湿地土壤中的微生物，有利于提高湿地的碳汇功能。生物炭是一种CO2负排放技术，具有较强的固碳能力以及多种环境效益。在全球范围内，施用生物炭可以减少3.4~6.3 Pg CO2e的排放。目前，生物炭在森林可持续管理和农田作物增产方面已经得到了较广泛的应用。在湿地生态系统中，添加生物炭可促进植物生长，减少无机营养流失，配合水位调节可有效降低温室气体CH4和N2O的排放。生物炭不仅可减缓土壤有机碳矿化，还可增加土壤中4%~6%新植物残体的保留量。使用生物炭在恢复湿地和人工湿地中对碳汇功能提升有巨大潜力，但湿地生物炭的长效增汇机制及推广潜力的相关研究亟待开展。丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhiza fungi，AMF）与维管植物共生，在协助植物生长的同时将光合产物转化为难降解的有机物，使土壤碳能够更好地封存。AMF被应用于生态修复中，其释放的球囊霉素可促使土壤团聚体形成。通常在湿地中存在大量的AMF孢子，但AMF是专性需氧真菌，在淹水环境中其生长和发育受到限制。湿地植物的通气组织可输送氧气至根部，正好满足AMF的需求，因此，AMF在通气组织发达的水生植物中侵染率较高。目前，已有盆栽实验表明，在芦苇、碱蓬根部接种AMF可促进不同盐度环境中植物吸收营养，显著提高植物生物量。因此，湿地植物接种AMF是促进植物生长、改善滨海盐碱地以及增加碳汇的潜在技术。湿地碳汇功能提升是基于保护和恢复湿地的措施来实现，具有多方面协同效益。例如，在青藏高原恢复沼泽地可提高生态系统的水源涵养力，在气候变化背景下增强青藏高原抵御极端干旱的能力；恢复的红树林和盐沼可增强沿海地区抵御风暴潮，缓解海水入侵；恢复河漫滩可增强河流调节洪水的能力，在极端降水时减弱和推迟洪峰；在城市和农村新建小微湿地，能调节区域气候、净化水质、创造优美景观等。然而，在现有的湿地规划和政策中，主要是以提高湿地面积和保护率为目标，而针对湿地质量的指标较少，也没有明确的湿地碳汇的指标。究其原因，可能是尽管科学家认为湿地具有重要的碳汇潜力，但目前关于湿地碳汇功能提升的途径并不明朗：一方面，大多数政策和技术是直接从湿地保护和恢复技术移植过来，对实际的增汇效应缺乏评估；另一方面，在新增和恢复湿地的过程中，有些提升碳汇功能的措施可能存在其他负面效应。例如，新增的湿地如果水域面积较大，那么可能反而增加了湿地的CH4排放；滨海的光滩是迁徙候鸟的重要停歇和栖息地，如果为了提升碳汇而栽种植物，那么就减少了鸟类的适宜生境。因此，在实施湿地碳汇提升的过程中，必需统筹考虑湿地的整体生态功能，使碳汇功能与其他湿地功能的协同效应实现最大化，减少可能带来的负面影响。综上所述，在为实现“双碳”目标的背景下，仍需通过不断示范实践、加强监测评估，使湿地碳汇功能技术更加成熟、相关政策途径更加明确。
来源：自然保护地NPA
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