蘇州濕地碳匯計量方法學研究

邢 瑋 于才芷 魏裕宇 逄顏冰 葛之葳,3* 薛建輝,4

（1 南京林業大學生物與環境學院，江蘇 南京 210037；2 江蘇省林業科學研究院，江蘇 南京 211153；3 南京林業大學碳中和研究中心，江蘇 南京 210037；4 江蘇省中科院植物研究所，江蘇 南京 210014；5 江蘇鹽城濱海濕地生態系統國家定位觀測研究站，江蘇 鹽城 224000）

濕地是位于水體與陸地生態系統之間的過渡帶，濕地類型豐富，廣泛分布于不同海拔和氣候區（莊惠鈞等, 2020）。濕地面積占全球陸地面積的5%～8%,其土壤碳儲量占全球陸地土壤碳儲量的20%～30%。濕地不僅是生物圈中重要的碳匯，也是重要的CH4排放源，約占全球CH4總排放的20%～30%（楊元合等, 2022），濕地生態系統在全球陸地碳循環中起著舉足輕重的作用。此外，濕地生態系統碳匯過程較易受到氣候、土地利用形式等影響，濕地碳循環過程十分脆弱。濕地的碳匯功能主要是通過濕地土壤沉積物和植物對碳的捕獲及封存而實現，濕地植物通過光合作用吸收大氣中的Co2形成植物碳庫。同時，植物在生長過程中也通過呼吸作用釋放植物殘體和土壤中的碳，也可以通過微生物的呼吸作用以Co2和甲烷的形式釋放進入大氣。

蘇州地處長江三角洲地區，境內河湖密布，是中國典型的水網地區,孕育了豐富多樣的濕地類型（史琦潔等, 2020）。當前，國內外關于生態系統碳匯大多從自然科學的視角出發，研究多聚焦于森林生態系統的碳密度及碳匯研究（許煉烽等,2013）、海洋生態系統固碳能力估算（石洪華等,2014）、土壤有機碳密度特征及固碳速率研究（董林林等, 2014），以及碳儲量的穩定性與陸地碳匯碳源之爭。目前對濕地生態系統碳匯能力的研究較少，且濕地碳匯計量標準不統一。因此，構建碳匯計量的方法學原則和科學思路尤為重要，蘇州濕地碳匯的年際變化規律對地區濕地碳匯能力的提升具有較大作用。

1 蘇州濕地資源概況

蘇州地處地勢平坦的太湖平原，濱江臨湖，境內河網密布，湖泊眾多。地理位置119°55′—121°20′E，北30°47′—32°02′N，位于北亞熱帶濕潤季風氣候區，溫暖潮濕，氣候多雨，季風特點明顯，四季清明，孕育的濕地資源類型豐富多樣，涵蓋湖泊濕地、河流濕地、沼澤濕地、人工濕地等濕地類型。目前全市濕地面積49.2 萬hm2，占全市國土面積的57.8%。近年來，蘇州保護能力不斷提升，全市新增受保護濕地面積1.33 萬hm2，自然濕地保護率、濕地保護率分別提升至70.4%、55.4%，均躍居全省第一（謝玉潔, 2014）。蘇州濕地在調節區域氣候和碳匯功能具有較好的碳儲量穩定性（李威等,2022）。

2 濕地碳匯計量方法學

濕地碳匯計量是保護濕地資源和增匯技術實現的前提條件,其重要性和緊迫性已逐步被科學家所認識。目前我國濕地有機碳庫計量技術尚不完善，基于蘇州濕地碳匯的重要性與濕地碳匯過程的復雜性，正確引導濕地科學管理，首先須選擇適宜的碳匯核算標準計量濕地碳匯，探索濕地碳儲量與碳匯穩定性的平衡。

2.1 國內外濕地碳匯核算標準及其適用范圍

現總結了國內外一些濕地碳匯核算標準的發布部門及其適用范圍，不同的碳匯核算標準適用的地區與生態系統類型各不相同（表1）。

表1 國際濕地碳匯核算標準Table 1 International wetland carbon sink accounting standard

我國濕地碳匯核算標準主要有：海洋碳匯核算方法 (HY/T 0349-2022)（中華人民共和國自然資源部, 2021）；紅樹林濕地生態系統固碳能力評估技術規程（DB45/T 1230-2015）（廣西壯族自治區質量技術監督局, 2015）；濕地碳匯方法學（大自然保護協會TNC, 2018）；濱海濕地生態系統固碳量評估技術規程（廣東省質量技術監督局, 2021）；紅樹造林碳匯計量與監測方法學（廣州碳排放權交易中心, 2022）。

2.2 濕地碳匯核算標準分類

根據碳匯核算標準的適用范圍，將濕地碳匯核算標準分為以下3 大類：

1）適用于紅樹林以及其他更多林業方法的碳匯核算標準。《紅樹林碳匯計量方法》《紅樹造林碳匯計量與監測方法學》《紅樹林濕地生態系統固碳能力評估技術規程》《海岸帶藍碳：紅樹林、鹽沼和海草床碳儲量與釋放因子評估方法》。

2）兼顧濕地與林業的碳匯核算標準。《密西西比三角洲退化三角洲濕地恢復》《加州三角洲和沿海濕地的恢復》。

3）僅適用于濕地的碳匯核算標準。《在濕地上開展的小規模造林和再造林項目》《濕地碳匯方法學》《濱海濕地生態系統固碳量評估技術規程》。

濕地核算碳匯標準是國家基礎性制度的技術支撐，是以技術、科學和經驗的綜合成果為基礎形成的，可為碳匯統計過程提供規則和指南。不同的濕地碳匯計量方法學有不同的優點，例如《海洋碳匯核算方法》是為了海洋碳匯系統分類和技術優化組合，主要解決了海洋碳匯定義和量化這兩個關鍵性問題。依據蘇州濕地資源的類型特點，本文采用《在濕地上開展的小規模造林和再造林項目》碳匯核算標準和《灘涂濕地和海草修復方學》標準計量蘇州濕地碳匯。

3 蘇州濕地碳匯動態評估

3.1 蘇州濕地碳匯計量方法選擇原則分析

1）蘇州濕地碳匯過程容易受到人為活動的影響，具有特殊的濕地土壤特征、水文特征以及氣候作用過程，形成了具有區域特色的濕地生態系統環境要素。每一種因素的改變,都或多或少地影響濕地生態系統的狀態，當水文受到自然或人為干擾時,濕地生態系統的穩定性會受到一定程度的破壞,影響生物群落的結構，因此，不能盲目強調人工促進碳匯。

2）濕地的保護意識漸漸增強，但經濟發展與濕地保護之間存在一定的矛盾，如何取得兩者之間的平衡，提高人們保護生態與環境的主動性，實現自然生態系統的可持續發展，是我們需要努力的目標。濕地治理應結合碳匯計量方法得出的數據，制定合理的規劃政策，實現濕地保護與合理利用的有機統一。蘇州濕地的總體規劃還是以保護濕地生態系統為主,與濕地觀光、體驗游覽、娛樂度假等休閑方式相結合，最終形成類型豐富的大型多元綜合旅游景區。不僅充分利用濕地資源創造了經濟價值，更為自然濕地文化的傳播與保護起到促進作用。

3）不同碳匯計量方法學數據獲取的難易程度與成本各不相同，在蘇州濕地碳匯動態評估過程中，需依托蘇州濕地類型特點，根據成本最低的濕地保護面積來計算碳匯。

3.2 蘇州市濕地植被特征

植被是陸地表面生態系統重要的組成部分，是聯結大氣圈、生物圈、水圈和巖石圈的橋梁，其變化具有空間上的復雜性與時間上的多樣性。歸一化植被指數(NDVI)與植被葉綠素、植被覆蓋率和葉面積指數等緊密相關，故NDVI 常用于植被覆蓋變化等研究（徐勇等, 2022）。蘇州市太湖流域地形以平原為主，丘陵和山地為輔，地勢中間低兩邊高(王丹, 2010)。從北向南丘陵山地現存的自然植被組成類型漸趨復雜，常綠樹種逐漸增多。北部山區丘陵氣候屬于亞熱帶季風氣候區,生長北亞熱帶性植被，應該采取《灘涂濕地和海草修復方學》與《在濕地上開展的小規模造林和再造林項目》這兩種計量方式比較合適。我們統計了2010—2020 年蘇州太湖濕地生態系統植被NDVI 值，從2010 年開始，蘇州太湖濕地植被NDVI 值總體呈上升趨勢；并在2019 年NDVI 值達到了70%，說明隨著年份增加，蘇州濕地植被覆蓋效果增強（Wu et al., 2023）。

3.3 蘇州市自然濕地保護率

自然濕地保護率是指受保護的自然濕地面積占自然濕地總面積的百分比，該指標有利于綜合反映濕地保護狀況，增強濕地生態功能。根據蘇州濕地年鑒數據，得到了2010—2020 年蘇州市自然濕地保護率的歷年變化。從2010 年開始，蘇州市自然濕地保護率逐漸增加，特別是2013—2014 年自然濕地保護率變化幅度最大，增加11.9%；2014 年以后，自然濕地保護率基本平穩，維持在50%～60%左右。

3.4 植被覆蓋率與濕地保護率相關性分析

以濕地自然保護率為橫坐標，濕地植被覆蓋率為縱坐標，做出濕地植被覆蓋率與濕地保護率相關性分析圖（圖1）。從圖1 可看出：隨著蘇州市自然濕地保護率的增加，濕地植被覆蓋率呈增加趨勢（圖1），說明蘇州市濕地面積以及保護率都在逐年上升，近10 年蘇州市濕地修復工程與保護力度在逐年加大，這對于蘇州市濕地生態系統碳匯功能必然起到正向的促進作用。

圖1 自然保護率與濕地植被覆蓋率相關圖Fig.1 Correlation between nature conservation rate and wetland vegetation cover

3.5 濕地生態系統碳儲量

由于鄱陽湖與蘇州太湖均為淡水湖，兩地氣候相似，且湖泊面積與最大深度十分接近，以鄱陽湖近10 年來的濕地生態系統碳儲量作為蘇州近10 年來的碳匯單位面積增量的參照。綜合分析了鄱陽湖2010 年、2015 年和2020 年碳儲量與濕地面積變化情況（衛澤柱等, 2023），計算得出相關蘇州太湖類似淡水湖泊濕地單位面積（hm2）的平均碳儲量。單位面積的平均碳儲量計算公式如下：

式中：M 為濕地生態系統碳儲量（t），S 為濕地面積（hm2）。計算可得濕地單位面積（hm2）的平均碳儲量為69.96 t。

3.6 蘇州濕地碳匯動態評估

濕地碳匯過程的復雜性較高，碳匯能力是其高生產力與較高的碳累積及較低的碳排放過程所決定，但這些過程可能受到植被組成、濕地類型和水文特征等因素的影響。濕地作為一個水陸相互作用形成的獨特生態系統，具有季節性或常年積水、生長或棲息喜濕動植物和土壤發育潛育化3 個基本特征。其中，影響濕地碳匯過程復雜性的因素主要有以下3個方面：1）化學因素。優勢——沉積過程顯著，加上厭氧限制，碳封存效果明顯；劣勢——敏感性高，蘇州地區濕地干擾頻繁，干擾后容易加速釋放甲烷和氧化亞氮，不科學的管理和開發會對碳中和目標產生負面影響。2）生物因素。蘇州濕地富營養化過程帶來的藍藻爆發，也具有碳匯效益，但不能作為增匯手段，需要合理的濕地管理；通過環湖防護林帶的碳匯效益來增加整體碳周轉時間。3）氣候因素。蘇州屬亞熱帶季風氣候，季風的盛行導致風浪不斷侵蝕與沖刷蘇州湖泊的湖岸，加上湖岸地表上的基層巖石較少，限制了湖崖的發育。久而久之，湖岸侵蝕導致湖岸漸漸坍塌，湖盆的形狀逐步擴大，進一步導致了湖岸形態的多邊形形態，從而影響濕地碳匯過程。

蘇州統計局公布的年鑒數據統計可知2010—2020 年蘇州市濕地面積的變化。利用上文已知濕地單位面積的碳儲量為69.96 t/hm2，可得到蘇州濕地碳儲量隨時間變化圖（圖2）。從圖2 可知：蘇州市濕地碳儲量逐年增加，碳匯潛力巨大。以圖2 第一個點（蘇州2010 年濕地碳儲量）190.01 萬t 為基準，計算每年的碳儲量與基準的差，得到蘇州濕地2010—2020 年的碳增量。

圖2 蘇州濕地碳儲量隨時間變化圖Fig. 2 Carbon storage in Suzhou wetland over time

從2010 年開始，蘇州濕地碳增量均為正值且逐年增加（圖3）。按照《低碳發展藍皮書：中國碳排放權交易市場報告》正式發布報告顯示，截至2022 年底，全國碳交易市場碳排放配額累計成交量約2 ～3 億t，累計成交額約104 億元；由此可得平均碳匯價值為47.27 元／t。以此計算可得2011—2020 年蘇州濕地碳匯效益，蘇州濕地碳匯隨時間逐漸增大，表明在優越的自然優勢與合理的濕地管理政策下，蘇州市濕地碳匯效益累年顯著增加，2020年碳匯已達63 434.76 萬元，說明蘇州市濕地碳匯治理效果顯著（表2）。

圖3 蘇州濕地碳增量隨時間變化趨勢Fig. 3 Carbon increment trend of Suzhou wetland over time

表2 蘇州濕地歷年碳匯效益Table 2 Carbon sink benefits of Suzhou wetland over the years

4 小結

作為中國典型的水網地區,蘇州孕育了豐富多樣的濕地類型，合理的生態保護政策可有效保障濕地的固碳能力，蘇州實施了有效的濕地生態保護政策，提升了濕地自然保護率，具有較好的碳儲量穩定性 ；濕地碳匯效益增加，濕地碳匯治理效果顯著，在全國范圍內有很好的示范作用。濕地碳匯可緩解全球氣候變暖，也可維護生態系統的穩定性。選擇合適的碳匯計量方法對蘇州市濕地碳匯進行估算，發現蘇州市碳匯潛力巨大。蘇州市可保持自然優勢，把握碳匯機會，建議進一步細化碳庫的計量，構建區域協同發展綜合區，開展生態碳匯產品價值轉化工作。