北方泥炭地植被与气候变化研究_冯子贤.pdf

第 48 卷第 1 期2023 年 1 月环境科学与管理ENVIONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENTVol.48 No.1Jan 2023收稿日期:收稿日期:2022 11 142022 11 14作者简介:作者简介:冯子贤(冯子贤(1996 1996 )，男，硕士研究生在读，研究方向:湿地碳循环)，男，硕士研究生在读，研究方向:湿地碳循环。文章编号:文章编号:1674 61391674 6139(20232023)01 0062 0401 0062 04北方泥炭地植被与气候变化研究北方泥炭地植被与气候变化研究冯子贤冯子贤(湖南师范大学 地理科学学院，湖南 长沙(湖南师范大学 地理科学学院，湖南 长沙 410081410081)摘要:摘要:首先，论述了气候变暖对于北方泥炭地植被的影响，认为气候变暖对北方泥炭地植被变化的影响具有复杂性首先，论述了气候变暖对于北方泥炭地植被的影响，认为气候变暖对北方泥炭地植被变化的影响具有复杂性。其次，论述了三种主要的北方泥炭地植被对气候变化的影响，认为对以泥炭藓与灌木为主的泥炭地而言，随着气候变暖会使得泥炭地产生较高的碳累积速率，泥炭地碳汇增强，从而使得泥炭地对气候变暖产生负反馈;但是对于以禾本科植物为主的泥炭地而言，泥炭地会产生更多的碳排放，碳汇减弱，从而使得泥炭地对气候变暖产生一定的正反馈其次，论述了三种主要的北方泥炭地植被对气候变化的影响，认为对以泥炭藓与灌木为主的泥炭地而言，随着气候变暖会使得泥炭地产生较高的碳累积速率，泥炭地碳汇增强，从而使得泥炭地对气候变暖产生负反馈;但是对于以禾本科植物为主的泥炭地而言，泥炭地会产生更多的碳排放，碳汇减弱，从而使得泥炭地对气候变暖产生一定的正反馈。最后，提出对北方泥炭地在未来气候变化中的作用需要更多的研究最后，提出对北方泥炭地在未来气候变化中的作用需要更多的研究。关键词:关键词:北方泥炭地;气候变暖;植被北方泥炭地;气候变暖;植被中图分类号:中图分类号:X171X171文献标志码:文献标志码:Aeview of Vegetation and Climate Change in Northern PeatlandsFeng ZixianAeview of Vegetation and Climate Change in Northern PeatlandsFeng Zixian(School of Geographic SciencesSchool of Geographic Sciences，Hunan Normal UniversityHunan Normal University，Changsha 410081Changsha 410081，ChinaChina)AbstractAbstract:The paper discussed the effects of climate warming on vegetation change in northern peatland It is observed thatthe effects of climate warming on vegetation change in northern peatland are complicated The effects of three major northern peat-land vegetation on climate change are discussed The peatland dominated by sphagnum moss and shrubs will have a higher carbonaccumulation rate with the warming of the climate as carbon sink of peatland enhancedThe paper discussed the effects of climate warming on vegetation change in northern peatland It is observed thatthe effects of climate warming on vegetation change in northern peatland are complicated The effects of three major northern peat-land vegetation on climate change are discussed The peatland dominated by sphagnum moss and shrubs will have a higher carbonaccumulation rate with the warming of the climate as carbon sink of peatland enhanced，so that the peatland will have a negativefeedback to climate warming Howeverso that the peatland will have a negativefeedback to climate warming However，for the peatlands dominated by gramineous plantsfor the peatlands dominated by gramineous plants，peatlands will produce more carbonemissions and weaken the carbon sinkpeatlands will produce more carbonemissions and weaken the carbon sink，which makes the peatlands have a certain positive feedback to climate warming It is sug-gested that more research is needed on the role of northern peatlands in future climate changewhich makes the peatlands have a certain positive feedback to climate warming It is sug-gested that more research is needed on the role of northern peatlands in future climate changeKey wordsKey words:northern peatlandsnorthern peatlands;climate warmingclimate warming;vegetationvegetation前言前言全球气候变化特别是全球气候变暖与大气中的全球气候变化特别是全球气候变暖与大气中的CO2CO2、CH4CH4和和 NO2NO2这些温室气体含量升高产生的温室效应密切有关这些温室气体含量升高产生的温室效应密切有关。当今多个国际重大环境科学计划，如国际地圈当今多个国际重大环境科学计划，如国际地圈 生物圈计划(生物圈计划(IGBPIGBP)、全球环境变化国际人文因素计划(全球环境变化国际人文因素计划(IHDPIHDP)、世界气候研究计划(世界气候研究计划(WCPWCP)和全球碳计划()和全球碳计划(GCPGCP)都将陆地系统的碳循环当作研究重点)都将陆地系统的碳循环当作研究重点。森林森林、内陆水体内陆水体、草地草地、农田和湿地五大陆地生态系统与全球碳循环密切相关，特别是有泥炭累积的湿地农田和湿地五大陆地生态系统与全球碳循环密切相关，特别是有泥炭累积的湿地 泥炭地，是重要的陆地碳库，在全球碳循环过程发挥着重要作用泥炭地，是重要的陆地碳库，在全球碳循环过程发挥着重要作用。并且泥炭地具有重要的经济并且泥炭地具有重要的经济、生态效益:首先，泥炭是重要的矿产资源，在当今医药生态效益:首先，泥炭是重要的矿产资源，在当今医药、工业和农业生产等方面具有巨大的开发利用价值;其次，泥炭地是许多野生动植物重要的栖息环境;再次，泥炭地还具有强大的信息功能，泥炭是良好的信息载体，泥炭中的植物纤维素的碳工业和农业生产等方面具有巨大的开发利用价值;其次，泥炭地是许多野生动植物重要的栖息环境;再次，泥炭地还具有强大的信息功能，泥炭是良好的信息载体，泥炭中的植物纤维素的碳、氧同位素氧同位素、孢粉孢粉、植硅体等可以提供过去环境变化信息植硅体等可以提供过去环境变化信息。并且人们普遍认为，泥炭地在调节全球碳和温室气体循环和气候变化方面发挥了重要作用并且人们普遍认为，泥炭地在调节全球碳和温室气体循环和气候变化方面发挥了重要作用1 1。因此，泥炭地是重要的陆地碳库因此，泥炭地是重要的陆地碳库。26第 48 卷第 1 期2023 年 1 月冯子贤北方泥炭地植被与气候变化研究Vol.48 No.1Jan 2023世界上的泥炭地和碳基本上都分布在世界上的泥炭地和碳基本上都分布在 45N45N 以北的地区，这部分分布在以北的地区，这部分分布在45N45N 以北地区的泥炭地被称为北方泥炭地，主要分布在西伯利亚西部以北地区的泥炭地被称为北方泥炭地，主要分布在西伯利亚西部、加拿大中部加拿大中部、欧洲西北部和阿拉斯加欧洲西北部和阿拉斯加。尽管高纬度夏季普遍较短，泥炭地植被的净初级生产力(尽管高纬度夏季普遍较短，泥炭地植被的净初级生产力(NPPNPP)适中，但由于在淹水和缺氧条件下分解，以及一些泥炭地植物组织的化学特性，使得泥炭地积累了过量的有机质，形成了泥炭)适中，但由于在淹水和缺氧条件下分解，以及一些泥炭地植物组织的化学特性，使得泥炭地积累了过量的有机质，形成了泥炭。学者们大多认为，泥炭地在调节全球碳和温室气体循环和气候变化方面发挥了重要作用学者们大多认为，泥炭地在调节全球碳和温室气体循环和气候变化方面发挥了重要作用2 32 3。因此，泥炭地是人类应对全球气候变化过程中必须要重视的重要陆地碳库因此，泥炭地是人类应对全球气候变化过程中必须要重视的重要陆地碳库。在气候变暖在气候变暖、土地利用变化和其他因素的综合作用下，已经使得植被分布与组成发生了广泛变化，这将影响生态系统的碳循环，进而影响全球气候变化土地利用变化和其他因素的综合作用下，已经使得植被分布与组成发生了广泛变化，这将影响生态系统的碳循环，进而影响全球气候变化。1 1气候变暖对泥炭地碳循环的影响气候变暖对泥炭地碳循环的影响植被是泥炭地中大气碳的植被是泥炭地中大气碳的“吸收器吸收器”，是泥炭地碳循环中必不可少的重要环节，对泥炭地的碳动态具有重要影响(见图，是泥炭地碳循环中必不可少的重要环节，对泥炭地的碳动态具有重要影响(见图 1 1)。越来越多的学者意识到植被变化本身可以调节泥炭地温室气体通量，通过主要植物功能类型的生态生理特征发挥作用越来越多的学者意识到植被变化本身可以调节泥炭地温室气体通量，通过主要植物功能类型的生态生理特征发挥作用。大气中的二氧化碳在生长季节被植物通过光合作用固定下来，随后以植物残体和凋落物的形式堆积在泥炭地中，这是泥炭地的碳收入大气中的二氧化碳在生长季节被植物通过光合作用固定下来，随后以植物残体和凋落物的形式堆积在泥炭地中，这是泥炭地的碳收入。而泥炭地的碳损失主要发生在凋落物和植物残体的分解过程中:首先，植物凋落物和残体在分解过程中会产生小分子的化合物，这些小分子化合物，例如单糖等，会溶解于水而产生溶解有机碳(而泥炭地的碳损失主要发生在凋落物和植物残体的分解过程中:首先，植物凋落物和残体在分解过程中会产生小分子的化合物，这些小分子化合物，例如单糖等，会溶解于水而产生溶解有机碳(Dissolved organic carbonDis