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“青藏高原新旅程新发现”系列讲座(第七十八讲):人类活动对泥炭地温室气体平衡的影响

 

2026年1月4日,应兰州大学泛第三极环境中心邀请,兰州大学大气科学学院青年研究员马磊,进行了题为“人类活动对泥炭地温室气体平衡的影响”的专题讲座。讲座由刘勇勤教授主持,采用线下线上结合的方式进行。

泥炭地是全球重要的碳储库,以2.84%的陆地表面积储存着全球土壤中约30%的碳,是单位面积土壤有机碳储量最高的生态系统。然而,由于人类经济和社会发展,全球约12%的泥炭地遭到排水,转换为农业、林业和其他用途。在欧洲和东南亚,这一比例高达50%和94%。在中国青藏高原的若尔盖-甘南地区,46%的高寒泥炭地正遭受人类活动的显著影响,严重影响了其生态功能。

泥炭地复湿是指通过人工干预手段,恢复受损或枯竭泥炭地的自然水文条件,使其重新被水饱和的过程。这一过程被视为恢复泥炭水文与生态服务功能的关键措施,这在联合国“生态系统恢复十年”行动的背景下显得尤为重要。然而,目前有关排水和复湿对泥炭地温室气体收支影响的定量研究依然匮乏。因此提出以下科学问题:(1)排水如何影响全球泥炭地温室气体平衡?哪些过程主导?关键控制机制是什么?(2)排水引起的全球泥炭地混室气体净排放如何?对土地利用与土地覆被变化的贡献如何?

马磊老师首先介绍了水位下降对全球泥炭地温室气体收支及其构成路径的影响。自然泥炭地是大气CO2的汇和N2O的弱源,但是CH4的强源,导致其成为综合温室气休的排放源。水位下降显著促进泥炭地生态系统CO2和N2O排放,却降低CH4排放。这一过程受到土地利用、排水状况、气候及泥炭地营养条件的调控。

马磊老师接着介绍了评估高寒泥炭地“碳中和”效应的相关工作。通过收集数据分析,发现排水会显著削弱湿地的生态系统固碳能力,其中热带湿地的碳损失最为严重。尽管由排水引起的碳排放强度会随年限增加而逐渐下降,但这种排放效应至少会持续百年以上。其次,研究发现复湿能够有效逆转排水引起的碳损失。从时间尺度来看,复湿年限是驱动湿地碳平衡动态变化的核心因素之一。此外,研究进一步揭示了湿地净生态系统碳平衡(NECB)的空间驱动机制。在自然状态下,年平均气温(MAT)、年平均降水量(MAP)、地下水位高度(WTD)及叶面积指数(LAI)是决定全球湿地NECB空间差异的主要因素。然而,排水与复湿活动打破了原有的气候与植被驱动模式,使得地下水位(WTD)成为了决定不同状态下湿地NECB空间变化的最关键因子。具体来说,水位下降会影响温室气体的排放来源、并引发全球泥炭地土壤碳排放。

最后,马老师指出未来研究需要更多关注微生物过程,特别是甲烷和氮循环相关功能基因。进而通过整合水位、温度等多参数,建立全球泥炭地温室气体排放预测模型。

该报告引起了老师和同学们的浓厚兴趣,参会师生与马磊老师展开了积极的学术交流和激烈的思维碰撞。会议在中心师生们的热烈掌声中圆满结束。