溼地與全球暖化
前言
自工業革命後,大氣層中的溫室體逐漸增加,對全球氣候、地形特徵和生物的生存條件及棲地有了顯著的影響。
溼地是地球上最重要的生態系統及天然資源之一,溼地擁有相當高的生產量,可供鳥類、魚類及野生動物棲息,曾敬生物多樣性及保育復育的功能,並有蓄水、調洪、補注地下水、穩定海岸線、水質淨化、氣候調節等功能,也提供景觀、休憩其教育的社會性價值。此外,由於濕地具有高的生產量、高的水位、厭氧的底部環境及低的有機物分解速率,導致濕地能從大氣中吸收主要的溫室氣體-二氧化碳(CO2),轉換為有機碳捕集於濕地土壤或低泥中。濕地能將大氣中CO2捕集於濕地的程序,即為碳吸存( carbon sequestration ) 。
因長期的碳吸存,使得濕地是所有的陸域生態系統中平均碳密度最高者,為陸域生態系統最重要碳庫。
不過,濕地因為長期淹水形成厭氧的底泥環境,不可避免地成為另一種主要溫室氣體-甲烷(CH4)的產生源。
濕地環境的碳循環
濕地含有豐富的水分、土壤、動植物、微生物及物理化學環境,因此構成特殊擦地生物地質化學,透過物理及化學程序,含碳、氮、硫、磷、鐵的相關化合物在濕地中滯留及循環,進而產生不同種類氣體,如:CO2、N2、N2O、CH4、H2S等…)釋放到大氣中。因此,濕地可視為平衡大氣層氣體含量的重要一環。
由於濕地處於淹水狀態,形成缺氧環境,因此容易進行幾項厭氧性的分解程序:
(1) 脫硝作用(denitrification)
(2) 硫酸還原作用(sulfate reduction)
(3) 發酵作用(fermentation)
(4) 甲烷化作用(methanogemesis)。
這些程序又可稱為厭氧呼吸作用。另外,產生的甲烷也可能被甲烷利用細菌,進行甲烷氧化作用,而削減甲烷的釋放通量。當濕地的水被排乾後,土壤的空隙的含氧量增加,會提升好氧分解能力增加CO2的產生,但是會抑制甲烷化生物活性而減少CH4的釋放。
保護濕地碳庫及碳存能力的管理策略
為了保護濕地碳庫及碳存能力為目標所擬定的管理策略,應整合到國家的濕地保育計畫政策中。
濕地保育
保護濕地碳庫及碳存能力的最重要策略是避免既有濕地的厭氧環境被干擾或破壞,若沒有厭氧環境,濕地的分解速率可能超過濕地的淨初級生產量,此時濕地將由碳匯集場所轉為碳排放源。過去常被視為荒廢的土地的濕地,由於人口的成長,伴隨而來都市開發、糧食生產、經濟發展及工業開發的壓力,濕地經常面臨破壞及開發為其他用途的威脅。若將濕地的水排乾或作為其他用途,將不僅喪失濕地的碳吸存能力,且濕地過去長期(十年、百年、甚至千年)所積存的大量碳庫,包括植物的生物量及土壤中的有機物,將被剷除並暴露於好養環境,很快地被分解而排放到大氣中,成為溫室氣體的排放源。透過教育及知識的宣導,讓大眾能了解全球暖化及氣候變遷議題的嚴肅性,並了解濕地與氣候變遷的關聯¬----濕地有減輕全球暖化的價值及若破壞濕地則加重暖化的後果,以激發保護濕地的意識。
濕地復育
針對曾被人為或天然因素破壞的濕地,應找出破壞濕地的原因,並採取修復方法。若濕地水已被排乾,導入水源重新淹水是讓濕地重新發揮碳匯功能的第一要務。另外,進行栽植(如紅樹林復育),可強化濕地的初級生產量,增加碳吸存能力。
創造新的濕地
為了處理廢水或水汙染防治為目的而設立的人工溼地(如嘉南藥理科技大學人工濕地),為了保育特定生物而建造的人造濕地(如官田濕地),都屬於被創造的年輕濕地。這些濕地原可能是旱田、菱角田或魚塭,有的土地原先缺乏初級生產量而無法有效地進行匯碳,有的間歇性淹水排水,無法建立高含量的碳庫。轉化為濕地後,會增加甲烷的排放,但是一些文獻已經證實濕地碳吸存能力會平衡或中和甲烷排放造成的暖化潛勢,另外相當於增加了碳的儲藏庫。
結論
濕地的碳苦及碳存對國家、區域性或全球的溫室氣體排放及氣候變遷具有調節的功用。至目前為止,國內濕地科學家對於濕地碳匯功能及碳庫調查所需的參數,例如:濕地面積、濕地碳吸存通量、有機碳長期累積速率等,我國相當缺乏,然而有必要積極投入調查。
參考自【台灣濕地 NO.87】