滨海湿地的固碳能力有多强？全球统计、估计和预测| |NSR
滨海湿地“蓝碳”生态系统单位面积的固碳能力远远超过陆地和海洋。在《国家科学评论》 (NSR)最近发表的一项工作中，研究人员首次利用世界上613个采样点的数据，系统地估算了世界沿海湿地的碳埋存率，分析了影响碳埋存率的因素，并对未来80年沿海湿地的碳埋存进行了模拟和预测。
滨海湿地与“蓝碳”
滨海湿地是重要的滨海生态系统。与陆地生态系统相比，滨海湿地具有更强的固碳能力，能够更高效地从大气中吸收CO2气体并稳定储存。与陆地森林生态系统相比，滨海湿地单位面积的碳埋藏率比前者高几十到几千倍。
这有几个原因：第一，在沿海湿地，植物凋落物会被海水潮汐淹没，所以这些植物的有机物分解速度非常慢；其次，海平面持续上升，导致沿海湿地沉积物不断增加。越来越多的沉积物被埋在更深的土层中，可以在100年到10000年的尺度上处于稳定状态，不会释放回大气；而且海水中含有大量的硫酸根离子，可以有效抑制湿地中甲烷等含碳气体的排放。
典型滨海湿地蓝碳生态系统碳循环示意图(唐建武等，2018，中国科学：地球科学)
通常，科学家把陆地植被中固定的碳称为“绿色碳”，把沿海湿地、海藻床等生态系统中固定的碳称为“蓝色碳”。鉴于滨海湿地强大的固碳能力，从长远来看，蓝碳系统将是减少CO2净排放和解决气候变化问题的有效途径之一。然而，我们对滨海湿地这一蓝色碳生态系统的碳储量、碳速率和碳机制还不够了解。
全球数据分析：滨海湿地固碳能力有多强？受哪些因素影响？
为了弥补这一不足，中国科学院华南植物园梁潇热带海岸生态系统研究站研究员王法明与澳大利亚南十字星大学的Sanders教授进行了合作。他还与华东师范大学崇明生态研究所唐建武院长、李秀珍教授、华南植物园李志安研究员、复旦大学袁家灿研究员、武汉植物园刘文治研究员、瑞典哥德堡大学Santos教授、英国林肯大学Schuerch教授、美国罗格斯大学Kopp、美国威廉玛丽学院Kirwan教授、国内外科学家， 如美国加州大学的朱凯教授，利用沿海湿地的碳沉积数据和沿海湿地的全球分布数据，系统地估算了当前全球范围内沿海湿地的固碳能力。
基于564个全球采样点的公布数据和49个新测得的非洲和南美洲滨海湿地的碳积累速率，研究者构建了包含613个滨海湿地采样点的数据库，提取了这些采样点的环境因子，如温度、降水、海拔、海平面上升速率、悬浮物浓度、潮差、高低水位、台风影响因子、植被类型等。用于数据分析。
世界沿海湿地土壤碳累积速率及数据样本分布图
结果表明，全球范围内盐沼湿地和红树林系统的平均碳积累速率分别为164g/m2/年和194g/m2/年，前者小于后者，纬度梯度变化显著(见上)。
利用空间外推技术，研究人员估计了全球滨海湿地的总碳埋藏速率：54 Tg C/yr.该数据显示，沿海湿地仅通过垂直土壤碳积累就能抵消人类活动0.5-1%的碳排放。而且由于滨海湿地面积小，单位面积的碳积累速率比陆地生态系统高15倍，比海洋生态系统高50倍，说明滨海湿地的固碳能力和潜力远高于其他生态系统。
进一步，通过因子分析，研究人员找出了影响滨海湿地碳积累速率的主要因素：盐沼湿地的碳埋藏速率主要受温度和海平面上升速率的影响，而红树林则主要受温度和降水的影响。
预测未来：滨海湿地的气候价值
在上述估算和分析的基础上，研究人员结合人类干扰影响下的滨海湿地面积模型(Schurech等人，2018，Nature)，利用CMIP5的33个气候模型和海平面上升速率模型，建立了固碳率与气候环境因子的经验模型，推导出了未来80年(2020 -2100年)不同气候变化情景下滨海湿地的蓝碳函数。
在不同的气候变化预测模型(RCP45和RCP85)下，在人口密度阈值为5人/km2的情况下，全球滨海湿地碳埋深率的变化趋势。
结果表明，无论什么样的气候变化情景和人类干扰模式，滨海湿地的全球碳埋速率都会稳步增加(如上图所示)，说明了滨海湿地对气候变化的负反馈效应，即随着降水量、温度和相对湿度的增加，滨海湿地的碳埋速率也会增加。这意味着在全球变暖的背景下，沿海蓝碳生态系统将在应对气候变化中发挥重要作用。
本研究首次在全球范围内对滨海湿地的固碳率(碳通量)进行了系统的估算和预测，其结果对指导全球滨海湿地和其他蓝碳生态系统的管理和恢复，以及实现《巴黎协定》规定的减排和增汇目标具有重要的指导意义。