泥炭地的碳储存能力竟然在下降？是什么导致的呢？

泥炭地是由腐烂的植物残体等长期积累形成的湿地，是一个特殊的生态系统，储存着全球约三分之一的土壤碳，然而，一项最新发表在Nature上的研究发现，泥炭地的碳储存能力竟然在下降，这是为什么呢？

泥炭地的碳储存机制

泥炭地的碳积累主要依赖于植物的光合作用的碳吸收和微生物的分解作用碳释放。在寒冷或湿润的条件下，分解速度较慢，泥炭会持续积累；而在温暖或干燥的环境中，分解加快，可能导致碳释放。

传统研究通常假定“温度越高，分解越快”，因此，预测泥炭地会因变暖而成为碳源，实际情况会是这样吗？

为了验证这一假设，一个国际研究团队分析了北半球90个泥炭地的碳积累记录，时间跨度覆盖过去1000年，包括较温暖的中世纪气候异常期（1000–1425年）和较冷的小冰期（ 1425–1850年）。

通过分析泥炭地的碳积累记录发现，泥炭地碳积累主要受光照控制，而非温度。统计分析发现，泥炭地的碳积累量与生长季的光合有效辐射密切相关，而和温度或降水的关联较弱。也就是说，光照越强，植物生长越快，泥炭积累的碳越多。

温度虽然影响微生物分解，但对植物的促进作用可能更大，因此整体上变暖可能增强泥炭地的固碳能力。

对比温暖和寒冷时期的泥炭地的碳积累量，发现，寒冷期的泥炭地碳积累速率下降了1.01–2.43克碳/平方米/年，按照研究估算的全球泥炭地面积面积3.5亿公顷计算，相当于每年少吸收350-850万吨碳。这一变化可能由于温度降低，缩短了植物生长季，减少光合作用时间，此外，冷期云量增加，进一步削弱了光合作用，抑制了植物生长。

从上述研究分析来看，气候变暖可能增强泥炭地的固碳能力，可以吸收更多的碳，形成负反馈机制，减弱气候变化。

为什么泥炭地的碳储存能力下降？

在北极圈附近的北方沼泽中，发现在来自周边土壤的矿质水会加速碳的流失，这一发现，为泥炭地碳累积加入了新的元素。

为什么会出现矿质水会抑制碳积累的现象呢？研究泥炭地分为两种类型，一种是贫营养沼泽，一种是矿质营养沼泽。贫营养沼泽只靠雨水供养，营养匮乏，而矿质营养沼泽接收地下水，含有更多矿物质。

早期的研究发现，矿质水带来营养如如铁、磷等，刺激微生物分解泥炭中的有机质，导致碳以CO₂形式释放。

研究团队利用瑞典海岸线抬升形成的5000年泥炭地序列发现 ，年龄小于1500年的年轻泥炭地集水区土壤新鲜，矿质水富含营养，碳分解快；而那些年龄大于3000年的泥炭地，营养被长期冲刷殆尽，碳分解缓慢，比年轻的泥炭土慢2倍，但生产力不变，固碳相对较高。

泥炭地表面不平整，分为隆起和草坪泥炭地。隆起泥炭地较干燥，矿质水短暂停留，既能刺激苔藓生长，又加速分解，净碳积累变化不大。而草坪泥炭地长期积水，矿质水持续输入，分解主导，导致碳积累减少。

这项研究进一步细化了泥炭地的碳汇能力，不仅取决于阳光，水的来源也很重要。

图：草坪（蓝色）和丘陵（红色）中的泥炭质量（MAR）、碳（CAR）和氮（NAR）积累率🔽

将积累速率与沼泽年龄（a、d、g）、泥炭深度（b、e、h）和植被期（c、f、i）内的平均地下水位深度（GWL）进行了比较。误差线对应于基于210 Pb的模型的标准误差，以及CAR和NAR中与碳和氮质量分数相关的分析不确定性的标准误差。在（c、f、i）中，由于缺乏来自这些微形态的地下水位深度监测数据，因此没有显示任何丘状物。

❓思考题：矿质水对泥炭地碳积累的主要影响是什么？

A.提高植物生产力
B.减少微生物分解
C.加速碳分解
D.让泥炭地变得更干燥

参考文献：Betty Ehnvall, Joshua L. Ratcliffe, Carolina Olid, Jacob Smeds, Kevin Bishop, Jonatan Klaminder, Chuxian Li, Carl-Magnus Mörth, Mats B. Nilsson & Mats G. Öquist ，Carbon accumulation in recently deposited peat is reduced by increased nutrient supply. Nature Communications volume 16, Article number: 4271 (2025) ，doi.s41467-025-59387-w