海晏縣泥炭沼澤及其碳庫調(diào)查研究

張富強

(青海省林業(yè)草原規(guī)劃院，青海 西寧 810007)

泥炭沼澤是沼澤濕地形成過程中的產(chǎn)物，是由沼澤植物殘體堆積而成的有機資源，其土壤富含有機碳，是陸地生態(tài)系統(tǒng)中的重要碳庫[1-2]。為加強履行國際公約或協(xié)定服務，提高濕地在應對氣候變化中的國際影響，在中央財政支持下，國家林業(yè)和草原局于2014—2018年分年度組織開展全國范圍內(nèi)11個重點省份泥碳沼澤碳庫調(diào)查工作[3]。根據(jù)國家林業(yè)和草原局的總體安排和工作部署，青海省于2018年啟動泥碳沼澤碳庫調(diào)查工作。泥炭沼澤碳庫調(diào)查是泥炭資源保護的基礎工作，在查清泥炭沼澤碳庫資源及其環(huán)境狀況的基礎上，為泥炭沼澤資源保護管理提供基礎資料，為泥炭資源的合理利用提供決策依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

海晏縣位于青海省東北部，著名的青海湖北畔，祁連山系大通山脈的西南麓，是黃河上游最大1級支流—湟水河的發(fā)源地，地處東經(jīng)100°23′～101°20′、北緯36°44′～37°39′，海拔2 726～4 583 m，絕大部分地區(qū)海拔3 000 m以上。屬高山地貌，其中山地占44.86%、灘地占40.12%、丘陵占10.02%、谷地占5.00%。高原亞干旱氣候，多年平均氣溫1.5 ℃、降水量400.2 mm、 蒸發(fā)量1 581.8 mm、日照時間2 980.3 h，春季干旱多風、夏季涼爽、秋季短暫、冬季漫長，無絕對無霜期。截至2019年末，全縣總人口3.62萬，是以藏族為主的多民族聚居地，全縣實現(xiàn)生產(chǎn)總值21.9億元。

2 調(diào)查方法

2.1 調(diào)查對象及內(nèi)容

調(diào)查對象主要是全縣范圍內(nèi)面積≥1.0 hm2的自然泥碳沼澤，且土壤有機碳含量≥12.00%，同時考慮土壤粘土含量影響，當粘土含量為0.00%～60.00%時，土壤有機碳含量>(12.00% + (粘土含量 × 0.1))。

調(diào)查內(nèi)容包括泥碳沼澤類型及其面積、泥炭沼澤植被生物量和碳庫調(diào)查、泥炭沼澤土壤性質(zhì)和碳庫調(diào)查、泥炭沼澤生態(tài)系統(tǒng)碳庫、泥炭沼澤自然環(huán)境狀況、保護管理和受威脅狀況[4]。

按照國家林業(yè)和草原局規(guī)定的遙感影像數(shù)據(jù)源要求購置相關遙感影像數(shù)據(jù)(2017年2.5～5.0 m高分辨率遙感數(shù)據(jù)，云量小于5.00%，時像不超過2 a)，與中央技術支撐單位(國家林業(yè)和草原局調(diào)查規(guī)劃設計院)銜接遙感資料處理。將該數(shù)據(jù)結合1∶5萬地形圖進行幾何校正，將泥炭沼澤可能分布地區(qū)以及基礎地理信息數(shù)據(jù)疊加到遙感影像數(shù)據(jù)上，按照1∶5萬的圖幅分幅制作成野外工作用圖。

2.2 調(diào)查方法

調(diào)查區(qū)劃以全縣作為泥炭沼澤碳庫調(diào)查實施的總體，以泥炭沼澤斑塊作為調(diào)查統(tǒng)計的基本單位。調(diào)查流程為遙感解譯→調(diào)查取樣→內(nèi)業(yè)測定→數(shù)據(jù)分析→成果產(chǎn)出。

泥炭沼澤調(diào)查采用地面調(diào)查與遙感判讀相結合的方法，以地面調(diào)查為主。①根據(jù)相關資料分析和調(diào)查訪問初步確定調(diào)查地點和大致范圍，利用地理信息系統(tǒng)軟件在調(diào)查范圍內(nèi)通過遙感影像判讀區(qū)劃泥炭沼澤斑塊[5-6]。②進行現(xiàn)地調(diào)查訪問，同時對遙感影像判讀遺漏的泥炭沼澤進行補充區(qū)劃和調(diào)查。③現(xiàn)地調(diào)查判定斑塊界線。植物生物量及其碳庫采用樣方—收獲法調(diào)查取樣，土壤相關因子及碳庫采用采樣點—土鉆剖面取樣法調(diào)查取樣；泥炭沼澤自然環(huán)境、受威脅情況等采用資料收集、調(diào)查訪問、現(xiàn)地踏查相結合的調(diào)查方法。④最后通過樣品檢測和匯總統(tǒng)計，獲得全縣泥炭沼澤植物生物量和土壤及植物碳庫數(shù)據(jù)。

為提高調(diào)查工作效率，樣品采集檢測與外業(yè)調(diào)查基本同步、交叉進行。一般選取5—9月進行外業(yè)調(diào)查，5—6月進行預調(diào)查(摸底調(diào)查)，7—9月開展外業(yè)調(diào)查取樣。植被調(diào)查選在7—8月間生物量最高或開花結實期進行；土壤調(diào)查選在6—9月土壤解凍后、封凍前進行。

3 結果與分析

3.1 泥炭沼澤類型及其面積

海晏縣分布泥炭沼澤斑塊10個，泥炭面積259.88 hm2。全部是富營養(yǎng)型的低位泥炭沼澤，主要分布在2個地貌單元，其中：溝谷分布斑塊8個，面積164.46 hm2；河流階地分布斑塊2個，面積95.42 hm2。

3.2 泥炭沼澤自然環(huán)境狀況

海晏縣泥炭沼澤水源補給以地表徑流、大氣降水補給為主，水體流出狀況均為季節(jié)性流出，積水狀況也均為季節(jié)性積水。自1990年以來，全縣現(xiàn)有泥炭沼澤中不存在排水情況與復濕情況。

3.3 泥炭沼澤保護及受威脅狀況

海晏縣泥炭沼澤中受重要水源保護地保護的斑塊有2個，面積57.83 hm2，占全縣泥炭沼澤總面積的22.25%；無其它任何保護形式的斑塊有8個，面積202.05 hm2，占77.75%。全縣泥炭沼澤中受威脅的主要因素是過度放牧、干旱缺水，受威脅程度為輕度，因此海晏縣泥炭沼澤保護管理壓力較大。

3.4 泥炭沼澤碳庫調(diào)查

海晏縣泥炭沼澤的植被類型全部是草本沼澤，沒有木本沼澤或灌叢沼澤，以莎草型的藏嵩草群系為主，優(yōu)勢樹種以西藏嵩草最多，其次是矮生嵩草、鵝絨委陵菜、圓囊苔草、水葫蘆苗、甘肅苔草等。

海晏縣泥炭沼澤有機碳總含量199 980.31 t，其中植物生物量56 502.70 t，生物量含碳率43.90%，植物有機碳含量24 803.77 t，占全縣泥炭沼澤有機碳總含量的12.40%；土壤有機碳含量175 176.53 t，占87.60%。全縣泥炭沼澤有機碳含量以土壤占優(yōu)。

4 結論與討論

1)海晏縣泥炭沼澤分布面積259.88 hm2，全部是富營養(yǎng)型的低位泥炭沼澤，其中：溝谷分布面積164.46 hm2、河流階地分布95.42 hm2。

2)海晏縣泥炭沼澤水源補給以地表徑流、大氣降水為主，為季節(jié)性水體流出、季節(jié)性積水。

3)海晏縣受保護泥炭沼澤面積57.83 hm2，占泥炭沼澤面積的22.25%；未保護面積202.05 hm2，占77.75%。全縣泥炭沼澤受威脅的主要因素是過度放牧，威脅程度為輕度，保護管理形勢嚴峻。

4)海晏縣泥炭沼澤的植被類型全部是草本沼澤，以莎草型的藏嵩草群系為主，植物生物量56 502.70 t。

5)海晏縣泥炭沼澤有機碳總含量199 980.31 t，其中植物有機碳含量24 803.77 t，占12.40%，土壤有機碳含量175 176.53 t，占87.60%，以土壤有機碳含量占優(yōu)。

本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，海晏縣潛育泥炭(0.0

泥炭的形成就是死亡植物有機體的沉積和植物有機質(zhì)分解損耗這兩對矛盾處于動態(tài)平衡的結果。當沼澤植物殘體有機質(zhì)積累大于分解時，有機質(zhì)將轉(zhuǎn)化為泥炭，這就是泥炭沼澤形成和發(fā)育的實質(zhì)。泥炭沼澤的形成與分布最直接的控制因素是水，水的賦存狀態(tài)和性質(zhì)決定著植物的種類、生長狀況及其殘體的分解速度；氣候因子和地貌條件是控制泥炭水分收支變化最直接的影響因素，但不同區(qū)域等級上所起作用差別明顯。

泥炭沼澤的發(fā)育和積累是受氣候、水文、植被、地貌及地質(zhì)構造等各種自然因素綜合作用的結果。總的來說，潮濕的氣候，平坦或起伏和緩的地形，排水不暢的水文狀況，繁茂的植被，以及穩(wěn)定而持久的或緩慢下沉的構造條件等諸因素的相互耦合，是利于泥炭發(fā)育與聚積的自然環(huán)境條件。長期穩(wěn)定的構造背景、平坦低洼的地貌條件、適宜的水文條件、大量的植物生長、潮濕的氣候條件等是泥炭沼澤體系的形成和持續(xù)發(fā)育的基本條件。

據(jù)青海省1960年以來氣象資料表明，全省氣候增溫的速率遠高于同期全球和全國的增溫速度，而降水變化卻較小，同時年蒸發(fā)量卻逐年增大。在青海省外流區(qū)域，氣溫升高造成的冰雪融水并未給當?shù)氐臐竦匮a充更多的水源，大多以外流河形式出境，而且氣溫升高也加劇了蒸發(fā)，使得水分喪失逐漸加強；伴隨部分區(qū)域的人為干擾活動, 導致濕地尤其是內(nèi)陸沼澤濕地的持續(xù)減少現(xiàn)象發(fā)生。氣候暖干化直接影響到濕地尤其是沼澤濕地物種結構、植物生長、分布范圍、資源面積、殘體分解、功能效益等的變化。濕地是以水分的存在為前提而形成的，水分減少勢必影響到沼澤濕地的范圍、面積；同時，水生植被向沼澤化和草甸化方向演替，導致物種豐富度減少，直接影響到沼生植被的生長發(fā)育。

盡管泥炭在經(jīng)濟社會發(fā)展中的作用并不明顯，但泥炭沼澤卻是自然生態(tài)系統(tǒng)中的重要碳匯。為積極應對全球氣候變化，必須做好泥炭沼澤保護管理工作，降低過度放牧、圍墾、挖采等威脅泥炭沼澤成為碳源的人為干擾行為[7-8]。盡管海晏縣設立了濕地保護管理兼職部門，但采取既不支持也不制止的冷處理態(tài)度，仍有部分泥炭沼澤依然處于受威脅狀

態(tài)，而且有蔓延態(tài)勢。濕地保護管理機構必須提高認識，對符合條件的泥炭沼澤進行統(tǒng)籌規(guī)劃，建立自然保護小區(qū)，擴大泥炭沼澤保護范圍[9]。同時，積極進行多渠道、多形式、多內(nèi)容的大力宣傳，積極應對氣候變化，加強對自然泥炭沼澤的搶救性保護，形成生態(tài)優(yōu)先共識并積極融入到泥炭資源保護管理的日常工作之中。