跳过主要内容

为什么拯救泥炭地有助于稳定气候

泥炭地开销拍摄

秋天,加拿大北部麦肯齐山谷的泥炭地。

Ed Struzik

本文最初发表于耶鲁Environment360.]

可怕的蛀虫是一种黄褐色的蛾子,翼展1.5英寸。鳞翅目学是研究蛾类和蝴蝶的学科,在色彩斑斓的鳞翅目学世界里,它并不特别华丽,但却极其罕见。几十年来,昆虫学家一直认为这种蛾子生活在曼尼托巴南部和大湖地区的沙丘和橡树大草原上。没有人真正知道。直到2005年,只有来自北美四个广泛分布地区的6个标本被发现。许多人怀疑这种蛾子是否还存在,直到2009年在密歇根州北部边远地区的泥炭地沼泽中发现了一只蛾子。

对昆虫学家凯尔·约翰逊来说,这是一个改变游戏规则的时刻。他的随和的追求p . aweme切换到一个紧张的话题。他和他的同事们没有把注意力集中在上密歇根和威斯康辛州的沙丘上,而是穿上橡胶靴、防蚊外套和防虫帽,开始穿过几十个泥炭地沼泽,从密歇根上半岛到萨斯喀彻温省东部,行程近1000英里。约翰逊和他的同事总共花了123个晚上在诱饵站捕捉飞蛾,并捕捉自由飞翔的成虫。在八年的搜寻中p . aweme,他们在发现名单上增加了59个Aweme蛀虫的新标本。约翰逊很高兴,但并不惊讶,因为泥炭沼泽中经常隐藏着许多稀有物种。

“泥炭地是被高度低估的生态系统,”约翰逊告诉我,当时我和他一起在加拿大西部的沼泽寻找相同的飞蛾和其他稀有物种。“和其他学科的许多科学家一样,昆虫学家没有想到去别处寻找,因为他们中的很多人不相信飞蛾、蝴蝶以及许多鸟类和动物可以是泥炭地专家。”

一平方米的加拿大泥炭地所含的碳是一平方米的亚马逊雨林的5倍。

泥炭是经过几十年、几百年甚至几千年在缺氧、浸水的环境中形成的部分分解的植物物质。沼泽和沼泽仅占世界景观的3%(以及在较小程度上积聚泥炭的沼泽和沼泽)遍布全球:在夏威夷的阿拉卡伊沼泽,那里培育着世界上一些最稀有的植物;在落基山脉,海拔1万英尺的泥炭地是冰河时期植物的家园;在哈德逊湾低地和西伯利亚,这是世界上最大的两个碳库;在刚果中部,2017年发现了5.5万平方英里的泥炭地。

尽管它们的足迹很小,但它们在气候调节、水过滤、洪水和野火缓解方面发挥的作用,以及作为许多新发现和极度濒危物种的避难所,是一个超大规模的,这引发了一系列因素导致的持续退化的严重问题。其中包括气候变化、野火、道路、能源项目(如阿尔伯塔油砂)、为作物和花园收割泥炭,以及在一些国家继续燃烧泥炭作为燃料和电力的泥炭开采。

研究表明,这种开发已经排干、破坏或退化了世界上19.3万平方英里的泥炭地,这一面积略大于加利福尼亚州。尽管如此,世界上的大片泥炭地仍然完好无损,成功的修复工作正在顺利进行。

一千多年来,人类一直在抽干泥炭地,清理泥炭地用于农业生产,并燃烧泥炭作为燃料。认为这些湿地是疾病来源的看法加剧了退化,这种退化至今仍在印度尼西亚等地继续,在那里,农业综合企业一直在排水和焚烧大片泥炭地,以种植油棕榈。

沼泽后,火

2011年8月,维吉尼亚州大阴沉沼泽国家野生动物保护区发生野火。

格雷格·桑德斯/美国鱼类和野生动物管理局

长期研究泥炭地生态系统的南伊利诺伊大学(Southern Illinois University)植物生物学家戴尔·维特(Dale Vitt)说:“人们谈论了很多通过植树来减少排放的问题,但很少有人谈论泥炭地,因为他们不敢相信这么小的东西竟然如此重要。”“关于它们还有很多东西需要了解,但可能没有足够的时间去弄清楚,因为随着气候变暖,它们变得越来越干,我们正在以多么快的速度摧毁或退化它们。”

泥炭地调节气候的能力是无与伦比的。加拿大北部哈德逊湾低地的一平方米泥炭地,世界上第二大泥炭地,约占碳的五倍亚马逊地区一平方米的热带雨林随着越来越多的泥炭地消失,储存在泥炭地中的大量碳被释放出来。2020年,西伯利亚泥炭地大火的排放量创下纪录2.44亿吨的二氧化碳。

科学家们越来越担心,随着气温上升和干旱加剧,泥炭地可能会以更快的速度干涸,并受到更多野火的影响,使更多的泥炭地从碳汇变成碳源。兰迪·科尔卡是美国林业局的土壤科学家,他和他在明尼苏达州马塞尔实验森林的同事们在10个实验室内进行实验,旨在模拟不同气候变化情景下泥炭地生态系统的变化。它们的范围从没有变化到实际大气温度上升4度。

像芬兰这样传统上以燃烧泥炭取暖的国家正面临着限制这种做法的压力。

在短短三年的时间里,我们追踪了植物生长、水和泥炭水平、微生物活动、细根发育和其他控制碳进出封闭沼泽的因素的变化,科尔卡和他的同事们发现,变暖的沼泽地块正在迅速地从碳蓄积体向碳排放体转变。即使是那些稍微变暖的地方,碳的流失速度也比历史速度快5到20倍。

麦克马斯特大学生态水文学家迈克·沃丁顿说,由于泥炭地是潮湿的生态系统,它们“是消防员最好的朋友”,特别是在野火变得越来越常见的时候。这一点在他和博士后学生索菲·威尔金森(Sophie Wilkinson)对2016年阿尔伯塔油砂地区马河火灾的尸检中得到了强调。大火蔓延的速度之快让灭火人员一开始感到吃惊,因为这片地区通常都是潮湿的沼泽和沼泽。但是一些泥炭湿地在一项种植树木的实验中被抽干了,厚厚的泥炭苔藓主导的泥炭层——其水分含量可占自身重量的16%到25%——已经退化和干涸。随着气候变暖,该地区进一步干涸,干旱的易燃黑云杉取而代之。

沃丁顿说,如果沼泽没有退化得如此严重,火灾可能会减缓足够长的时间,以便消防员更好地控制火势。

随着气候变化的加剧,那些传统上以燃烧泥炭取暖的国家面临着更大的压力,要求它们遏制这种做法。例如,芬兰有60家发电厂通过燃烧泥炭来提供能源5% - 7%这个国家的能源需求。去年,超过14万瑞典人和82000爱沙尼亚人依靠泥炭取暖。泥炭满足了爱尔兰6%的供暖需求,可能比俄罗斯偏远地区的需求还要多。

一些更富裕的泥炭燃烧国家,如爱尔兰和芬兰,正致力于减少对土地能源的依赖。但像布隆迪和卢旺达这样的贫穷国家正朝着相反的方向前进,因为没有经济诱因促使他们转向风能和太阳能。在卢旺达,超过一半的人口生活在贫困中,政府在2016年开设了第一家泥炭发电厂,并制定了长期计划,通过燃烧泥炭来发电20%国家的电力。全国18个最大的泥炭沼泽正以实现这一目标为目标。

美国农民和园丁广泛使用的园艺泥炭藓的开采是泥炭地退化的另一个重要原因。加拿大是世界上最大的园艺泥炭苔藓出口国,生产130万公吨每年。加拿大没有禁止使用这些泥炭的计划,而英国则誓言要在2024年之前禁止使用这些泥炭,以实现气候变化目标并恢复生物多样性。

泥炭地缓解洪水的能力在2013年得到了展示,当时加拿大落基山脉遭遇了一场暴雨和大雪,引发了一场史诗般的洪水。要不是beaver-managed席博德山卡纳纳斯基斯做出地区的沼泽和森林隔壁阻碍一些水,几个阿尔伯塔省卡尔加里城镇——包括——甚至比他们更大的冲击,主任John幽灵说全球水期货计划大学的萨斯喀彻温省。尽管如此,这仍然是加拿大历史上最严重的洪水,如果卡尔加里市没有为城市发展抽干大部分泥炭地,这场洪水本可以得到进一步缓解。

科学家们才刚刚开始发现这些潮湿的生态系统所扮演的新角色,比如为安大略省乔治亚湾的马萨索格响尾蛇提供绝缘的巢穴;为濒危的林地驯鹿提供食物和避难所;以及在北卡罗来纳州短吻鳄和波科辛湖国家野生动物保护区的泥炭地重新引入严重濒危物种的栖息地,如红狼和有冠啄木鸟。

科学家们继续在一些意想不到的地方发现高产的泥炭地,比如海拔极高的落基山脉。这种高海拔泥炭地只覆盖了怀俄明州比尔图斯山脉1%的地表和科罗拉多州圣胡安山脉1%的地表。但在每一种情况下,这些山地沼泽的独特性质在支持昆虫、植物和动物以及储存水和碳方面发挥了巨大的作用。怀俄明州的18块小泥炭地中有32种受到威胁的植物。其中四种——包括小圆叶兰花、熊果和低蓝莓柳树——在该州其他地方都找不到

大卫·库珀是科罗拉多州立大学湿地生态学家,他是山地沼泽研究的先驱。他的研究将他带到了落基山脉南部的高山,内华达山脉,喀斯喀特山脉,波兰和斯洛伐克的喀尔巴阡山脉bofedales他们用这个词来形容由地下水和冰川融水形成和维持的泥炭地。库珀和他的同事已经确认1738泥炭沼泽占地11000英亩,位于科罗拉多州的Uncompahgre和Gunnison国家森林,其中90%的海拔在9000到12000英尺之间。

发现继续。2018年,多伦多大学的生态学家帕特里克·马尔多万(Patrick Maldowan)发现了一种肉食性猪笼草少年吃火蜥蜴在安大略省阿尔冈昆省公园的泥炭地。

“我周游世界研究泥炭地,”阿尔伯塔大学地球化学家和土壤科学家威廉·肖提克说。“但还有很多东西需要学习。”

最近泥炭地的减少并不像海冰的减少或冰川的融化那样不可逆转。科学家估计,80%世界上400万平方公里的泥炭地大部分仍处于原始状态。许多退化的苔藓可以很容易地和经济地恢复,只要在引入供体种子、泥炭和其他苔藓后重新湿润它们。自2010年以来,俄罗斯一直在德国的帮助下这样做阻止野火失控的蔓延尤其是在西伯利亚。中国成功地做到了这一点在Zoigê高原,世界上面积最大的山地泥炭地。

美国鱼类和野生动物管理局正在重新湿润大沉闷沼泽(Great Dismal Swamp),这是乔治·华盛顿(George Washington)和其他人在当选总统前曾试图排水的一块位于弗吉尼亚州和北卡罗来纳州边境的广阔泥炭地。保护区里超过150英里的道路、运河和沟渠可以追溯到华盛顿时代。这些和其他干扰扰乱了水的自然流动,使泥炭干燥到雷暴一击就能把它照亮的程度。

美国鱼类和野生动物管理局的水文学家弗雷德·沃斯特说:“像这样的阴燃火灾燃烧得如此之深,有时需要一场热带风暴甚至飓风才能将其扑灭。”“重新湿润森林的努力是值得的,因为我们不仅减少了野火的数量和严重程度,还减轻了洪水,并将碳留在了地下。”

今年8月,加拿大北部的克里族印第安人穆什克乌克委员会(Mushkegowuk Council of Cree Indians)与加拿大公园管理局(Parks Canada)签署了一份谅解备忘录,同意在哈德逊和詹姆斯湾(James bay)沿岸划出34749平方英里的海域和海岸线。如果海洋保护区成立,它将成为北美第一个专门保护部分泥炭地的联邦保护区。

“泥炭地的自然形成需要很长时间,”维特说。“我们可以尝试恢复它们。但回来的往往不是原来的东西。我们在重新定居方面做得越来越好,但这是昂贵的,而且由于气候变化带来的干燥而变得复杂。最好的策略是保护我们所拥有的。”

关于这个主题的更多信息

作者详细介绍

Baidu