一“碳”究竟：濕地的固碳能力到底有多強？
濕地的固碳能力到底有多強？
濕地被稱為“淡水之源”“地球之腎”，有蓄洪防旱、調(diào)節(jié)氣候、凈化水質(zhì)等重要生態(tài)功能，是生物多樣性的寶庫。更重要的是，濕地有優(yōu)越的固碳能力，是重要的“碳匯”。那么。濕地到底是怎樣把“碳”吸收并儲存起來的呢？
土壤微生物：能力出眾的“捕碳者”
提到固碳，大家往往想到的是植物通過光合作用將大氣中的CO2捕獲，合成為有機物進行儲存的過程。其實，濕地更隱藏著神秘的“土壤碳庫”——濕地土壤中豐富的微生物可以通過分解、轉(zhuǎn)化與穩(wěn)定作用促進土壤碳長期保存，少數(shù)自養(yǎng)微生物和藻類更是可以直接固定CO2。
研究表明，天然濕地儲存了陸地生態(tài)系統(tǒng)中20%-30%的土壤有機碳，小小的微生物們在固碳過程中功不可沒！濕地生態(tài)系統(tǒng)往往包括了多種不同的土壤環(huán)境，不僅富含其他生態(tài)系統(tǒng)中常見的變形菌、擬桿菌等微生物，也有在淹水土壤中大量繁殖的厭氧菌和藻類伴生菌，使得形成高物種多樣性的微生物群落。
與高等植物和某些能夠“單打獨斗”的自養(yǎng)微生物不同，土壤微生物的固碳能力可以通過多個物種的通力合作實現(xiàn)。它們的某些代謝產(chǎn)物可以從細胞中擴散到環(huán)境中，再被周圍其他微生物攝取利用，某些微生物還會向環(huán)境中分泌一些可以催化化學(xué)反應(yīng)的酶，直接對環(huán)境中的物質(zhì)進行利用和改造。這些微妙的機制使?jié)竦刂械耐寥牢⑸锍蔀榱艘粋€有機的整體，通過群落協(xié)作提高有機碳的生成和穩(wěn)定效率。
濕地墾殖，會影響碳匯功能嗎？
這種精妙的合作模式豐富了濕地生態(tài)系統(tǒng)的固碳途徑，但也帶來了一個問題：一旦這個微生物“聯(lián)盟”被破壞，濕地的固碳能力會大打折扣嗎？研究者對開墾后的濕地進行了追蹤研究，發(fā)現(xiàn)開墾后土壤微生物的生長變快，豐度提升，但固碳能力反而下降了。
這源于微生物的“收支平衡”：如果我們把微生物的固碳能力看作是“掙錢”的過程，那么在微生物的生命活動中還存在許多不可或缺的“花錢”過程。微生物表現(xiàn)出的“固碳”，其實是單位時間內(nèi)掙錢多于花錢，因此整體存款表現(xiàn)為增加的過程。而當(dāng)濕地被開墾后，微生物生長變快，需要“花錢”的消費也必然變多。在這個過程中，微生物的碳利用效率降低，類似于花錢變得大手大腳，最終“存款”增長變慢甚至消耗殆盡。因此，保護濕地對于增強土壤固碳能力至關(guān)重要。
城市小微濕地：固碳新勢力？
城市中與人類相伴的小型濕地雖受人類活動影響大、富營養(yǎng)化程度高，卻可能具備獨特固碳能力。
研究顯示，與內(nèi)陸自然濕地相比城市濕地的土壤微生物種類發(fā)生了變化，與植物伴生的微生物豐度降低，但是與藻類伴生的微生物豐度增加。這可能與城市濕地富營養(yǎng)化程度高、藻類含量較高相關(guān)。在不同類型的城市濕地中，河流等具有流動水源的小型濕地微生物多樣性程度更高，說明水體的更新對土壤微生物豐富度有利。對城市濕地中的土壤微生物進行測序后發(fā)現(xiàn)，城市濕地宏基因組編碼的固碳途徑完整度超過70%，這個數(shù)值在天然濕地和城市濕地中的差別不大，說明驅(qū)動碳循環(huán)對于濕地存續(xù)很重要，因此在宏基因組上表現(xiàn)保守。
城市濕地微生物在固碳方面存在豐富的物種儲備，包含豐富的固碳途徑，這說明城市濕地完全具備高效固碳基礎(chǔ)。但考慮到土壤pH值、溫度和人類干擾都可能對土壤微生物代謝造成影響，城市濕地的實際固碳能力波動較大，要想真的讓它們發(fā)揮固碳作用，日常管理和定期修復(fù)是不可缺少的。若是土壤微生物群落發(fā)生微妙的變化，導(dǎo)致CH4等氣體排放增加，城市小微濕地也可能從凈匯變?yōu)閮粼?，無法起到固碳作用。
但驚喜的是，城市濕地中具有降解環(huán)境污染物（甲苯、三氯乙烯）的微生物占比高于自然濕地，說明城市濕地能根據(jù)人類干擾情況進行自我調(diào)整修復(fù)。
城市濕地不僅具備固碳能力，還發(fā)展出與人類活動相關(guān)的特殊固碳能力。隨著生態(tài)文明推進，城市小微濕地的保護和建設(shè)正逐步落實，融入人類生活，綠色城市、綠色發(fā)展已經(jīng)從夢想照進現(xiàn)實！
來源：科普中國
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