淡水濕地是全球重要的碳調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其植被與土壤中儲存的有機(jī)碳總量估計(jì)約為450千兆噸，儲存時(shí)間可長達(dá)千年。

盡管濕地會通過微生物活動與生態(tài)系統(tǒng)呼吸釋放二氧化碳、甲烷等溫室氣體，但較高的水位限制了氧氣進(jìn)入土壤，從而抑制了好氧菌對有機(jī)物的分解。這一機(jī)制有助于平衡碳排放，使淡水濕地在自然狀態(tài)下成為全球重要的碳匯。

放牧等外部干擾會對多種生態(tài)系統(tǒng)的碳收支產(chǎn)生影響。適度放牧有助于促進(jìn)植被生長、增強(qiáng)碳固定能力并提升土壤碳儲量，同時(shí)降低碳排放。然而，過度放牧則可能增加碳排放，削弱淡水濕地的碳匯功能。

研究設(shè)計(jì)：

研究團(tuán)隊(duì)在澳大利亞東南部威默拉地區(qū)開展了一項(xiàng)為期一年的研究，重點(diǎn)比較兩塊雨水充沛、季節(jié)性淹沒的淡水濕地（Kealy農(nóng)場和Smith農(nóng)場）內(nèi)各種放牧機(jī)制對碳儲量（植物生物量和土壤碳）和季節(jié)性碳通量的影響。

實(shí)驗(yàn)設(shè)置三種放牧機(jī)制：

持續(xù)放牧：全年均有羊群在場

短期集中放牧：僅在春季放牧兩周

禁牧的隔離區(qū)

兩處實(shí)驗(yàn)田地位于過度放牧的牧羊場上，通過圍欄劃分出不同放牧區(qū)域，為“短期集中放牧區(qū)"和“持續(xù)放牧區(qū)"。白色方塊代表禁止羊群進(jìn)入的隔離試驗(yàn)區(qū)，黑色方塊則是允許羊群自由進(jìn)入的開放試驗(yàn)區(qū)。

研究方法：

研究采用便攜式PVC環(huán)形暗箱，將其部分埋入土壤（1–2厘米），結(jié)合超便攜溫室氣體分析儀（UGGA）現(xiàn)場測定二氧化碳與甲烷的通量。每個觀測點(diǎn)均覆蓋有植被的濕地土壤，以反映濕地整體碳交換情況。

OA-ICOS GLA132-GGA 超便攜式溫室氣體分析儀“UGGA"

箱內(nèi)空氣通過12伏電池驅(qū)動的小風(fēng)扇保持流通。箱頂覆蓋PVC蓋，并通過透明管與UGGA形成閉環(huán)連接。分析儀每5~10分鐘記錄一次箱內(nèi)CH?和CO?濃度。每次采樣結(jié)束后移開箱蓋，使內(nèi)部恢復(fù)自然光照與氣體交換。所有通量數(shù)據(jù)均為晝夜多次測量的平均值。

研究還在不同季節(jié)（溫度、降水與植被生長差異顯著時(shí)期）對每個濕地的觀測點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)兩天的測量，以捕捉碳排放的季節(jié)性變化。

研究發(fā)現(xiàn)：

1、CO?通量變化

季節(jié)因素（溫度、降水與水位波動）是導(dǎo)致兩類濕地及各區(qū)域二氧化碳通量差異的主要原因。除放牧方式與季節(jié)影響外，晝夜差異也十分顯著：夜間CO?排放量比白天高出31%。

在兩處研究的濕地生態(tài)系統(tǒng)中，隔離和開放試驗(yàn)區(qū)的CO?通量季節(jié)性變化（Kealy）?；疑鶢顖D代表隔離試驗(yàn)區(qū)，白色柱狀圖代表放牧試驗(yàn)區(qū)。

觀測顯示，一旦濕地禁止放牧，二氧化碳排放量可減少約35%，表明禁牧有助于保持濕地碳儲量，并提升固碳潛力。

2、CH?排放特征

整個監(jiān)測期間甲烷排放總體較低，且與水位變化密切相關(guān)。例如，2017年夏季因水位較高，甲烷排放達(dá)到峰值；而在之后水位下降時(shí)期，幾乎未檢測到CH?釋放。

各濕地生態(tài)系統(tǒng)及不同季節(jié)的CH?通量與水深變化。2017年初夏Kealy濕地遭遇孤立風(fēng)暴事件期間，在高水位條件下出現(xiàn)了甲烷排放峰值。

3、生物量和土壤碳

研究表明，無論是持續(xù)放牧還是短期集中放牧，隔離區(qū)內(nèi)的地上生物量均比放牧區(qū)高6.4%。同時(shí)，隔離區(qū)的土壤碳濃度也比放牧區(qū)高出30%。這一結(jié)果一致表明，放牧活動會降低濕地地上生物量與土壤碳儲量，并增加碳排放。

管理啟示和應(yīng)用：

研究發(fā)現(xiàn)，盡管短期集中放牧在一定程度上有助于提升碳儲存、降低二氧化碳排放，并具備較好的投資回報(bào)潛力，但在雨養(yǎng)型淡水濕地中禁止放牧，仍是增加土壤與植被碳儲量、減少碳排放的最佳管理策略。

明確適宜的濕地放牧方式，既能提升碳儲存，又可控制碳排放，將為濕地生態(tài)系統(tǒng)的科學(xué)管理提供重要依據(jù)。

案例來源：

Limpert, K.E., Carnell, P.E. & Macreadie,P.I. 合理管理農(nóng)業(yè)放牧以提升淡水濕地的碳匯能力，濕地生態(tài)管理[J],2021,29:231-244.

文章轉(zhuǎn)載自ABB測量與分析，歡迎感興趣的朋友后臺留言交流！