全球变化对泥炭地的影响

2011年秋季学期）全球变化对泥炭地的影响PeatlandResponsetoGlobalChange)湿地科学年级 专业 姓名 学号 全球变化对泥炭地的影响（PeatlandResponsetoGlobalChange）与其他任何一种陆地生态系统相比，泥炭地储存着更多的碳元素。虽然它只覆盖了全球陆地面积的3%，但是泥炭地储存的碳的量相当于空气中二氧化碳的中碳含量的一半。在渍水条件下的土地会慢慢腐烂分解，缓慢流动的地下水流使得一部分腐烂的有机物质可以在泥炭地里沉淀积累。但是经过同样过程的厌氧物质的分解使得碳沉积的同时产生了强烈的温室气体甲烷。经过几世纪的跨度，泥炭地对环球辐射平衡发挥了净冷却效果，因为大气中流动的长期存在着的二氧化碳最终超过了短暂存在泥炭地释放的甲烷。然而如果泥炭地开始大规模的减少，这些被储存的碳元素就会被释放出来，减少抑或彻底颠倒它们的净冷却效果。在接下来的几个世纪，泥炭地的碳平衡会怎样变化呢？当今对泥炭地最直接的威胁是来自人类的破坏：农业种植或者排水系统（比如说水稻，棕榈树油或者树林）和采矿业（比如园林艺术和燃料）。然而还有着虽然不那么明显，但确实存在着潜在的破坏，会对环境产生长足的影响的因素，比如全球变暖。大多数泥炭地都位于北半球的副极地地区，那里的气候比全球的任何其他地方变暖速度更快。泥炭地同样还被许多其他未来的环境因素影响着，比如说降水量和降水频率、大气沉积的活性氮和硫、大气中cq2的含量、极端天气、火等等等。这些因素通过很复杂的方式相互影响，相互作用，使得泥炭地预防净冷却的效果不至于轻易的被单独的冲击破坏。来自不同地区的调查研究越来越趋向于把泥炭地看做是复杂的系统，大家在这一概念上成聚合的趋势：泥炭地具有一定的自动调节功能，能够应对频繁的内部发育改变和外在力量的快速改变的能力以及一定的重组能力。为人所熟知的是，泥炭地的表面可以上升或者下降，在对降雨或者不严重的干旱做出反应时会极具戏剧化的随着明显的变化，当然同时又能持续的保持着与地面适度的水平关系。这种泥炭地呼吸和藓的海绵式吸水阻挡空气的自然性有密切联系。最近的研究显示，泥炭地的碳平衡可以按一定顺序的有弹力的恢复一些小扰动，甚至是比较严重的搅动。比如说，碳泥核或者一片泥炭区域地潜水位的下降会导致土地产生吸作用，使碳含量损失。但是碳的流失会降低泥炭地表面，使其高于潜水面，从而有效的使系统回到其最开始的状态。相反，当遭遇绵长的洪水时，不断上升的地下水会刺激藓类和其他植被的生长，从而引起了碳的累计。实际上正是这些

植被提高了泥煤的表面同时也降低了当地地下水位。因而，一个环境的改变也许导致了碳含量的累积或者流失，但是环境扰乱能同时引起一种使其恢复到最初状态的能力，这种能力便会缓和环境所带来的冲击。受到更加强烈和更加持久的环境变化的影响，泥炭地可能从一种状态完全的演化为另外一种状态（如图所示，根据它的形状不同而定）。一个对于瑞典沼泽地核心的分析显示出一系列三个不同的泥炭藓组合的演替方式，它们依次逐渐湿润的环境状况，正对应了它们在过去5000年里逐渐增多的降水。泥炭地的转变是突然发生（几年到几十年）并且伴随着碳含量累积的显著增加。在转变之间，碳累积率会慢慢降低，部分是因为增长的泥碳藓提升了泥炭相对于地下水的水平高度。然而，在过去的1000多年中，碳累积率却急剧下降。由于气候足够湿润得可以形成微观的洪水，创造了一个脊—谷的，容积大大减少的泥炭地，使得泥炭地固碳能力大大降低。泥炭地和在永久冻土层底下的副极地苔原对全球变暖的反应也随着复杂的生存适应系统的变化而变化。通过对覆盖了加拿大副极地地区150年的泥炭核的分析研究显示，由于在不连续的多年冻土覆盖下的泥炭上升并消融，引起了浅水层附近的地表的崩塌。这种崩塌诱发了植物的从因干燥寒冷气候的物种特征到潮湿的海藓物种特征的转换并伴随着碳沉积和甲烷排放均增加碳积累和甲烷排放的速度都逐渐随着生态系统发展成一个大陆沼泽而下降。由此，研究者得出了一个结论，那些沼泽会有针对性的排放出低水平甲烷量的同时不断的固碳.以此作者推断在加拿大西部永冻土向草地转变并最终成为沼泽的长期过程中将存在一个气候变冷的效应。然而温暖干燥及地表却没有崩塌会导致持续的碳流失，就像在最初几年一个关于阿拉斯加北极苔原带土地长期研究的报告显示的那样。总之，碳的累积或损失取决于在生态系统中过渡期是朝向或背离着符合碳富集的最佳条件，同时水文条件应对气候变化的反应也起着决定性的作用。长期的地球环境改变 尤其是气候变暖，洪水以及氮沉积量的升高 最终可能促使了一些正在形成的泥炭地区（或是具备有泥炭地形成条件的地区）转变成新的生态系统，例如草原、灌丛带。在过渡期中，通过维管束植物生长而增加的生物量会补充一部分因土壤氧化而损失的碳。然而即使一些纯净的碳累积量恢复了，这种积累是短暂的：泥炭地的核心质量最好的以及缓慢转移和贮存了数百上千年的碳已流失了。就泥炭地作为一个复杂的适应性系统而言，其特征为一个准稳态的平衡态——在一定程度的干扰改变下具有弹性但是在高强度的干涉下就会转化为一个新的状态，这为了解和模拟它们对于全球环境变化的的反馈提供了一个有意义的参照标准。另外，如果忽略泥炭地固有的强烈内在反馈，就可能会导致在评估它们对全球环境变化方面的反应时，会很大程度变得的过高或者过低。未来环境中泥炭地将经历的内部的回馈和环境的变