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湿地与雨林：谁储存更多碳？

湿地默默维持着地球的平衡。从泥炭地和沼泽到红树林沼泽，它们封存大量碳、降低洪水风险、过滤水源，并孕育着地球上一些最丰富的生物多样性。在这部影片中，我们将了解湿地如何运作，以及为什么它们在气候系统中的作用远超自身规模。我们还会看看湿地被排干或破坏后会发生什么，以及保护和修复湿地为何可能是最简单、最有效的基于自然的气候解决方案之一。

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影响速度成本成熟度自然影响

4.4总体

解决方案评分

  • 影响5 / 5碳储存密度高于森林，保护它们可避免大量排放。
  • 速度3 / 5保护马上见效；修复后的湿地要多年才能恢复。
  • 成本4 / 5保护成本低，修复可能更贵。
  • 成熟度5 / 5一种人们已充分了解的保护方法。
  • 自然影响5 / 5保护防洪功能、清洁水源和非凡的生物多样性。

指南

这是这部影片的图文版旁白稿。本指南目前仅提供英文版 - 你的语言版本即将推出。

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测验

第 1 题，共 10 题

哪个生态系统储存的碳比所有森林加起来还多一倍以上？

得分 0 / 10

旁白稿

如果你问大家“什么生态系统储存CO2最有效？”，他们大概会说热带雨林，但这不对。其实有个秘密：一种大多数人从没想过的环境，储存的碳是所有森林加起来的两倍以上[1,2]。

就是湿地！

这些被遗忘的生态系统是应对气候变化的关键，而且它们提供的远不只是碳吸收！

可惜，它们正受到威胁。事实上，过去300年里，全球近90%的湿地已经消失了[3-6]。那么，它们为什么消失得这么快？又是什么让它们如此特别？

湿地是被水淹没的生态系统 - 包括泥炭地、海草床、潟湖、红树林和沼泽[7,8,9]。全球40%的物种都以这里为家，从水生植物到珍稀鸟类都有。不过，现在这样的生态系统已经所剩不多。

它们目前只覆盖了地球表面约2%[6,10,11,12]，却储存了全球生态系统中超过20%的有机碳[13,14,15]。

但它们怎么能储存这么多碳呢？其实，湿地自有一套绝招。

让我们仔细看看，深入了解其中的科学。二氧化碳对维持地球生命至关重要。事实上，植物和树木需要CO2，就像它们离不开水和阳光一样。

它们通过微小的气孔从空气中吸收二氧化碳和水，再通过一种叫光合作用的过程，把它们变成糖和氧气[16-19]。然后，它们把这些糖当作燃料，让自己长得更壮，而用不完的氧气，就免费送给大家。

通常在耕地或森林里，一部分CO2会以碳的形式储存在土壤中[20,21,22]。但当植物和树木死亡后，它们会分解，把储存的大量碳重新释放到大气中[23,24,25]。

湿地的玩法不一样。在湿地里，CO2照样会被吸收。但当植物和树木死亡时，水会减缓它们的分解[26,27,28]。

随着时间过去，沉积物开始一层层形成，堆积在死去的植物残骸上，变成一座天然碳库。每增加一层，碳就被锁得更牢，无法逃回大气中。而且这些层可不是临时仓库 - 它们能把碳留住几百年，甚至几千年！[29-32]

这让湿地成为顶级碳汇。事实上，一片红树林储存的碳最多可以是热带森林的五倍[32,33]。但这只有在这些地区得到保护时才可能实现。而目前，全球88%的湿地都没有受到保护，正面临被破坏的风险[34,35]。

人类是最大的威胁，因为这些生态系统常被排干，用来建设新的基础设施，比如农田[5,36,37]。破坏这些生态系统有四个主要危险[38]：

原因1：湿地是地球上40%物种的重要栖息地[39,40,41]。破坏这份生物多样性，会让地球健康面临巨大风险。

原因2：湿地就像天然又可持续的水过滤器[42,43,44]。没有它们，干净的饮用水会更少，把水处理到能喝也可能更贵[45,46,47]。

原因3：这些地方能保护当地社区免受海平面上升和风暴的影响[48,49,50]。所以，失去它们，你也会失去一道天然的防洪屏障和保护层。

而最重要的是，原因4：虽然湿地能储存碳数千年，但一旦被破坏，它们不仅会失去为子孙后代吸收CO2的重要作用，还会把数千年来储存的碳重新释放到大气中，让地球的处境变得糟糕得多[29-34,51]。

科学家估计，目前湿地的破坏每年会释放超过10亿吨CO2[52-56]，比全球航空业一年的排放量还多[57,58]。

好消息是，人类已经开始行动了。

在澳大利亚，政府正与当地社区和原住民社区合作，绘制湿地地图，并监测和修复湿地[59,60,61]。

联合国倡议和像Ramsar Convention这样的全球行动，意味着世界各地的国家正携手让这些重要生态系统持续繁荣，同时推出明智的法律和政策，确保城市发展与自然和谐共处[62,63,64]。

湿地需要保护，毕竟，它们不只是热闹的生物多样性中心 - 还是应对气候变化的秘密武器！

专家顾问

我们要感谢

Dr. Blanca Bernal

Greencollar

高级技术专家

Dr. Elizabeth Watson

石溪大学

生态与进化系副教授

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延伸阅读

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信息摘要

运作原理

威胁

原因一：生物多样性

原因二：水过滤

原因三：防洪

原因四：碳释放

参考资料

这里的所有链接内容都是英文。

  1. [1] 湿地：应对气候变化的关键 | Ramsar
  2. [2] 泥炭地储存的碳是全球所有森林的两倍 | UNEP
  3. [3] 世界失去了多少湿地？全球湿地面积的长期和近期趋势 | CSIRO PUBLISHING | Marine and Freshwater Research
  4. [4] 全球湿地保护优先事项及制定2025年后目标 | Communications Earth & Environment
  5. [5] 对湿地的威胁 | WWT
  6. [6] 湿地的全球范围和分布：趋势与问题 | CSIRO PUBLISHING | Marine and Freshwater Research
  7. [7] 什么是湿地？ | Wetlands International Europe
  8. [8] 湿地 | 生物多样性 | European Environment Agency & European Commission
  9. [9] 湿地作为不同环境中水资源管理的基于自然的解决方案 | Current Opinion in Environmental Science & Health
  10. [10] 湿地是我们星球的命脉，它们需要输血 | MedWet（见参考注释*）
  11. [11] 世界湿地日 | United Nations
  12. [12] Mitsch, Gosselink: Wetlands, 4th Edition | Wiley（引自[14]）
  13. [13] 碳封存 | Philosophical Transactions of the Royal Society B
  14. [14] 美国湿地中的碳储存 | Nature Communications
  15. [15] 恢复湿地生物地貌反馈，以修复全球生物碳热点 | Science
  16. [16] 植物生理学与发育 | University of California | CABI
  17. [17] 光合作用过程中如何吸收二氧化碳？ | Sciencing
  18. [18] 碳循环 | Earth Observatory | NASA
  19. [19] 光合作用 | 定义、公式、过程、图示、反应物、产物和事实 | Britannica
  20. [20] 土壤碳储存 | Nature Education
  21. [21] 土壤碳封存、抵消和碳信用 | Biochar
  22. [22] 土壤中的碳封存 | ESA
  23. [23] 理清气候在凋落物分解中的复杂作用 | Nature Ecology & Evolution
  24. [24] 土壤：气候循环中隐藏的一环 | European Commission
  25. [25] DOE解释...碳循环 | US Department of Energy
  26. [26] 美国东南部森林沼泽环境中凋落物分解和土壤有机质储量的趋势 | PLOS One
  27. [27] 水能阻止植物物质释放碳 - 生物策略 | AskNature
  28. [28] 湿地土壤 - 概述 | ScienceDirect Topics
  29. [29] 湿地中的碳封存 | MN Board of Water And Soil Resources
  30. [30] 用于储碳的湿地 | WWT
  31. [31] 什么是蓝碳？ | The Blue Carbon Initiative
  32. [32] 沿海蓝碳 | NOAA
  33. [33] 红树林是热带最富碳的森林之一 | Nature Geoscience Letters | US Department of Agriculture（载于: 气候变化和森林砍伐下未来的红树林碳储量 | Frontiers in Marine Science）
  34. [34] 保护沿海湿地 | Project Drawdown®（见参考注释*）
  35. [35] 全球内陆湿地保护状况评估 | Bioscience
  36. [36] 湿地与农业：耕作方式的影响及可持续发展路径 | Ramsar Convention on Wetlands
  37. [37] 湿地农业利用：机遇与局限 | Annals of Botany
  38. [38] 什么是湿地，为什么它们对地球上的生命如此重要？ | National Geographic
  39. [39] 湿地与生物多样性 | Ramsar Convention on Wetlands
  40. [40] 为什么选择湿地？ | WWT
  41. [41] 确保全球生物多样性框架优先采取保护湿地和湿地生物多样性的措施 | Wetlands International
  42. [42] Nature's Wealth | International Institute for Sustainable Development
  43. [43] 湿地：活的水过滤器？ | Repositório Digital de Publicações Científicas
  44. [44] 天然河流湿地的净水能力及其与生态质量的关系 | Frontiers in Environmental Science
  45. [45] 清除污染的湿地 | WWT
  46. [46] 湿地功能与价值：地表水和地下水保护 | Department of Environmental Conservation | State of Vermont
  47. [47] Green Recovery Report 2023/24 | Severn Trent Water
  48. [48] 沿海湿地的修复与管理 | Climate Adapt | European Environment Agency
  49. [49] 评估自然栖息地价值以增强海岸韧性：湿地可减少风暴潮和海平面上升造成的财产损失 | PLOS One
  50. [50] 在不断变化的气候中，沿海沼泽能保护沿海社区免受风暴引发的海浪、洪水和建筑损失 | Scientific Reports
  51. [51] Wetlands In a Changing Climate: Science, Policy and Management | Wetlands - Journal of the Society of Wetland Scientists
  52. [52] 沿海湿地、河岸林地和泥炭地的转化会增加温室气体排放：一项全球荟萃分析 | Global Change Biology（见参考注释*）
  53. [53] 沿海和内陆湿地的土地利用和土地覆盖变化会导致土壤碳和氮流失 | Global Ecology and Biogeography
  54. [54] 泥炭地在气候调节中的作用（第4章） | Peatland Restoration and Ecosystem Services
  55. [55] 估算植被覆盖的沿海生态系统因转化和退化造成的全球“蓝碳”排放 | PLOS One（新闻稿：湿地：遭破坏的沿海生态系统排放大量碳 | Nicholas Institute for Energy, Environment & Sustainability）
  56. [56] 1850年至2020年土地利用、土地利用变化和林业造成的年度碳排放 | Earth System Science Data
  57. [57] Emissions Gap Report 2024 | UNEP
  58. [58] 航空 | IEA
  59. [59] 湿地与原住民价值观 | Department of Climate Change, Energy, the Environment and Water | Australian Government
  60. [60] 澳大利亚联邦政府湿地政策 | Ramsar Convention on Wetlands
  61. [61] 原住民湿地监测（信息表） | Resilient Landscapes - National Environmental Science Programme | The University of Western Australia
  62. [62] 国际重要湿地名录 | Ramsar Convention on Wetlands
  63. [63] 《拉姆萨尔公约手册》第6版 | Ramsar Convention on Wetlands（详见主页 | The Convention on Wetlands, Ramsar）
  64. [64] 湿地：地球上默默无闻的英雄 | UNEP

参考注释

1,2

湿地与森林的碳储存

引自联合国环境规划署的这项比较专门针对泥炭地。泥炭地是一种特殊的湿地，由部分分解的有机质形成，只占全球陆地面积约3%，却储存了约为全球所有森林两倍的碳。许多其他湿地 - 包括红树林、盐沼和海草床 - 也储存了大量碳。由于泥炭地属于更广义的湿地类别，这项比较为将这一说法应用于所有湿地整体提供了保守的依据。不过，这并不意味着与全球森林相比，每一种湿地按比例计算的储碳量都很高。

3-6

历史全球湿地损失估算

全球湿地丧失的估计差异很大，因为研究采用的湿地定义、历史基线和方法不同，也可能衡量的是湿地面积的净损失或更广泛的退化。[3]估计，自1900年以来已有64-71%的湿地消失，并认为自1700年以来的损失可能已达87%；[4]将早期文献概括为自1900年以来约50%、自1700年以来可能达87%，而[5]重复了87%的估计。不过，一项较新的全球重建研究估计，自1700年以来，约21%的内陆湿地面积已经消失A。因此，“近90%”这一数字应理解为处于范围上端的历史估计，而不是已确定的全球总数。[6]进一步讨论了全球湿地面积和变化趋势的不确定性。

A 过去三个世纪全球湿地大幅丧失 | Nature

6,10,11,12

全球湿地覆盖率来源估算说明

6

表明，湿地覆盖面积为12.1 × 106 km2。这大约占地球表面积的2.3%。

10

称全球湿地覆盖地球表面的1.5%-3%。这是一篇新闻稿，由MedWet（地中海湿地倡议）的湿地修复专家Giuseppe Dodaro撰写，介绍《恢复地中海湿地政策手册》（2022年）B 的发布，MedWet也参与了该手册的编写。虽然该报告没有特别提到1.5%-3%这一数据，但参与该报告的其他机构在相关新闻稿中广泛引用了这一数据。

11

表明湿地覆盖地球陆地表面的6%。由于陆地占地球总表面积的29% C，陆地面积的6% = 总面积的1.74%。[12]指出，湿地占地球陆地表面的5-8%，如[14]所引述，这进一步印证了[10]和[11]中的数据。

B 恢复地中海湿地政策 - 2023年行动指南 | 湿地解决方案倡议

C 1.1 海洋概览 - 海洋学导论 | 罗杰·威廉姆斯大学

34,35

湿地保护信息

34

表明，仅沿海湿地就覆盖了5460万公顷，约占地球表面的1%。该来源还指出，在这5460万公顷沿海湿地中，有1148万公顷受到保护（804万公顷属于严格和非严格保护类别 + 344万公顷原住民土地(IPLs)）。因此，这意味着约79%的沿海湿地未受保护。内陆湿地未被纳入这一估算。

35

表明，89%的内陆湿地未受保护（即不包括沿海湿地）。[35]还指出，92.8%的大陆湿地面积为内陆湿地，只有7.2%为沿海湿地。结合上文[34]的信息，可以得出：(7.2%的79%) + (92.8%的89%) = 88%的湿地未受保护。

52-56

湿地破坏导致的全球排放估算

湿地生态系统是全球重要的碳库，但因土地利用变化和其他人为活动而退化和被破坏，会对温室气体排放产生重大影响。 “科学家估计，湿地遭破坏所释放的排放量合起来，每年相当于超过10亿吨二氧化碳”这一说法，综合了多个来源和研究的结果。 以下将分解并说明支持这一说法的科学发现：

52

荟萃分析估算

Lishan Tan 等人（2019）开展的一项全球荟萃分析报告称，所有湿地因土地利用和土地覆盖变化（LULCC）每年至少排放 0.96 ± 0.22 吉吨（Gt）二氧化碳当量（CO2e）。这一数值综合了 CO2、甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）的累积影响，并按它们相对的增暖影响进行了调整。

天然湿地是重要的甲烷排放源，而湿地被转化后，土壤排水和通气会抑制产甲烷作用，因此 CH₄ 排放通常会总体减少。湿地参与大气甲烷的自然循环并维持其自然水平，但气候变化可能扰乱这一过程：更暖的气候正在加快厌氧分解和产甲烷作用，其速度超过了全球使用化石燃料所产生的甲烷（见下方附加链接）。不过，湿地遭破坏会因有机质分解和农业中施用化肥而释放大量二氧化碳（CO₂）和氧化亚氮（N₂O），远远超过甲烷排放减少的影响。

因此，天然甲烷排放的净减少很可能会显著降低整体 CO2e 排放估算值，而 N2O 的释放很可能会显著提高该估算值。[53]通过进一步分析土壤氮和碳的动态过程，对这篇论文作了扩展。

54

退化泥炭地

Joosten 等人（2016）估计，仅退化泥炭地氧化每年就约排放11.5亿吨 CO2，不包括泥炭火灾排放。计入火灾后，这一数字升至约20亿吨 CO2。

55

沿海湿地

Pendleton 等人（2012）估计，沿海湿地遭破坏每年会排放约4.5亿吨（0.45 Gt）CO2。不过，其他来源认为，取决于对退化规模和性质的假设，这一数字可能高达1.02 Gt CO2。

56

综合建模

发表在Earth System Science Data（2023）上的一项较新研究估计，在多种湿地类型中建模得出的湿地土地利用和土地覆盖变化（LULCC）总排放量为每年0.75 Pg碳。按3.67的系数将碳换算为CO2后，相当于每年约2.75 Gt CO2。这一估算包括泥炭氧化和分解，但是否完全计入泥炭燃烧，则取决于研究方法中的具体说明。

区域贡献：在热带地区，[56]使用了Randerson等人（2013）和（2018）关于泥炭地燃烧排放的数据，以及Hooijer等人（2010）关于泥炭地排水的数据，并外推至今。热带以外（北半球），他们采用Qiu等人（2021）的碳排放估算 [完整参考文献见论文)。Hooijer等人（2010）及其他关于东南亚的研究指出，热带泥炭地退化，特别是在印度尼西亚和马来西亚，是湿地排放中占比异常大的来源，占全球泥炭氧化和火灾相关排放的很大部分。

科学背景与注意事项：

  • 报告数值的差异，来自方法不同（例如荟萃分析、模型估算、实测数据）、湿地类型定义不同，以及纳入的具体温室气体不同。
  • 湿地退化，包括泥炭排水和氧化，即使没有彻底改变土地用途或清除植被，也因碳储存和碳吸收能力不可逆或永久丧失，而被视为湿地的功能性破坏。其他影响还包括土壤流失、压实、养分耗竭、水位管理不当和污染。
  • 这些数据来源的综合结果支持这样一种说法：湿地破坏造成的排放每年超过1 Gt CO2，尤其是在考虑泥炭地退化、泥炭火灾和沿海湿地转化的共同影响时。
  • 由于各地区数据可得性不同、全球模型的假设不同，以及某些排放过程纳入或排除情况不一（例如厌氧分解产生的甲烷），具体数值仍存在不确定性。

补充链接 - 甲烷排放：

湿地甲烷反馈近期加剧 | Nature Climate Change（见：湿地甲烷排放“异常”激增令科学家担忧 | Carbon Brief）

甲烷碳同位素的快速变化表明，微生物排放推动了2020-2022年大气甲烷创纪录增长 | PNAS

在赞比亚热带湿地观测到大量甲烷排放通量 | Global Biogeochemical Cycles（新闻稿：热带湿地排放的甲烷比此前认为的更多 | Eos）

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