泥炭地覆盖了 3% 的土地,储存了 30% 的土壤碳。
泥炭地被称为沼泽、沼泽、沼泽、沼泽和泥沼,其含义远不止于此。 潮湿、低洼地区。尽管有如此不光彩的命名法,地球仍然需要泥炭地。
“所有生态系统都储存碳,但湿地储存的碳量比其他所有生态系统都要多,”说罗德·奇姆纳,教授森林资源与环境科学学院。泥炭地仅覆盖地球土地的 3%,但储量约为 30% 地球土壤碳。当泥炭地退化时,碳释放到大气中, 这导致了气候变化。继 2018 年 10 月发布最新报告,需要固碳来应对全球气温上升 防止灾难性气候变化比以往任何时候都更加紧迫。
泥炭地遍布地球各地的低洼地带,包括寒带、温带、热带,甚至 山区。山地泥炭地在凉爽、潮湿、完美的条件下茁壮成长 用于有机物质的缓慢分解——产生泥炭的过程。
Rod Chimner、John Hribljan 和硕士生 Ana Maria Planas Clarke 哥伦比亚洛斯内瓦多斯国家自然公园 11 米(36 英尺)深的泥炭地。
泥炭地坐落在安第斯山脉 20,000 英尺山峰之间的高谷中 哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁和玻利维亚的作用不仅仅是充当碳汇。他们还 净化水从山区流向南美洲沿线干旱城市的过程 西海岸,循环养分,并为本地骆驼科动物(如 美洲驼、羊驼、原驼、骆马以及牛和马。
过度放牧和其他人类活动导致世界各地的泥炭地退化。 奇姆纳解释说,为了保持全球碳核算平衡,泥炭地需要 作为碳捕获系统,泥炭地所在的国家需要 保护他们的工具。
测量
Chimner 在安第斯泥炭地的工作是与可持续湿地组织合作进行的 适应和减缓计划(SWAMP),一个通过中心的联合计划 国际林业研究中心、美国林务局 (USFS)、足球比赛结果和 俄勒冈州立大学获得美国国际机构的资助 发展。 Chimner 通过他过去的工作首次与 SWAMP 建立了合作伙伴关系 由国家地理学会研究探索补助金资助的安第斯泥炭地。
随着气候变化对人们日常生活的影响越来越大,许多国家 了解衡量其碳储量的价值——在给定的环境中储存的碳量 区域——并采取措施确保碳不会释放到大气中。一 SWAMP 的主要目标之一是帮助各国量化其碳储量——一个过程 其中涉及泥炭样本取芯、原位气体排放分析和广泛的测绘。
对泥炭进行取芯不仅仅是一项科学努力;它也是一项科学事业。这也是一个很好的锻炼。使用 俄罗斯泥炭取芯机,这是一种由铝制成的侧切螺旋钻,Chimner,博士后 研究人员和研究生提取泥炭 50 厘米(约 1.6 英尺) 一次钻探深度达 11 米(约 36 英尺)。
扭转,扭转,扭转,侧切,将样品提出来。添加五英尺手柄部分 继续深入泥炭。连接千斤顶以帮助拉动越来越多的 长的取芯器离开地面。停下来欣赏风景,因为它令人叹为观止——而且 取芯工作也是如此,这通常发生在海拔 14,000 英尺或更高的地方。
团队将 50 厘米(20 英寸)的部分分成 10 厘米(4 英寸)的部分 在实验室分析样品的质量、碳百分比和堆积密度以计算 总碳储量。样品就像精细的堆肥,但老根增加了结构 到泥炭上,这样它就不会易碎。他们使用放射性碳测年法来计算泥炭地的 年龄及其积累泥炭的速度。
仅供参考,印度尼西亚泥炭地被称为世界上最深的泥炭地。他们是 每公顷能够储存 3,000 兆克以上的碳,即 300 万克 一平方公里(0.38 平方英里),相当于在郊区后院堆放 1,743 辆轿车。
密歇根湿地每公顷储存约 1,200 兆克碳,而泥炭地 亚马逊商店略低于2,000。山地泥炭地可储存 最多 4,000 个。
到处都是灰色层,与深色泥炭形成鲜明对比。这些灰 火山喷发积累的层,科学家将其用作英里标记 准确测定泥炭的年龄。有一次,奇姆纳在哥伦比亚取芯时, 哥伦比亚导游说他们是洛斯内瓦多斯国家自然公园里唯一的人——因为 由于火山活动已关闭。
“没有人想到这些山脉会有这么多的碳。他们有一些 世界上最高的存储能力。”
向南穿过安第斯山脉生态系统,植被发生了巨大的变化 哥伦比亚和厄瓜多尔多雨的帕拉莫到秘鲁和玻利维亚干燥的普纳。哥伦比亚的 厄瓜多尔的泥炭地通常由莎草、草和垫状植物组成—— 误导性的名字,因为绿色的、驼峰状的土丘非常坚硬,因为它们已经适应了 到高寒、多风地区。人类可以走过它们,但吃草的蹄子 动物可以打破土堆。帕拉莫的天气给采样带来了挑战 因为持续下雨模糊了景观,让人难以辨别 泥炭地。
在秘鲁南部和玻利维亚,干旱的条件很容易找到湿地, 但散布着泥炭地的许多潮湿草地也有类似的植被 使得区分两者变得困难。然而,湿草甸的碳储量 比泥炭地小得多,因此正确分类对于 准确计算碳储量。田野、潮湿的草地和 泥炭地经常被称为同一个名字——博费代莱斯——奇姆纳说这让土地管理者、科学家和碳储量核算感到困惑 过去。为了区分湿地类型,奇姆纳和其他人正在结合土壤样本 与其他方法,包括探地雷达和广泛的遥感 映射。
除了绘制泥炭地地图外,还对三个长期研究地点进行了监测 哥伦比亚、厄瓜多尔和秘鲁将量化未改变地区的温室气体排放 人类或放牧,这些提供了一幅特定泥炭地是否 充当碳汇或碳源。奇姆纳和同事建造温室 使用涡流塔(他们目前正在使用)进行气体通量测量 在亚马逊)或房间(在小山泥炭地效果更好)。他们看起来 就像放置在泥炭上的大型塑料玻璃容器。红外气体分析仪连接到 测量二氧化碳排放量的室和便携式火焰离子检测器 测量甲烷排放量。这是安第斯山脉的首次碳循环测量 泥炭地。
研究人员发现天然泥炭地仍在缓慢积累碳。 但当因放牧或引水而退化时,泥炭地就成为水源 向大气中排放碳。
安第斯山脉的垫状植物泥炭地的甲烷排放率最低 世界上任何泥炭地。然而,当它们因放牧牛而退化时,它们就变成了 二氧化碳和甲烷的大量来源,使气候危害加倍。碳 通过恢复泥炭地可以改善退化泥炭地的循环。
映射
温室气体测量是点样本。虽然奇姆纳和其他人已经采取了 多年来有许多点样本,这些样本必须外推到国家/地区 水平,为各国提供碳储量估算。使用建模工具和遥控器 传感与点样本相结合使研究人员能够绘制湿地地图 风景。
Laura Bourgeau-Chavez,研究科学家密歇根理工学院,已负责为该项目创建国家湿地地图。使用现场样本, 雷达和多个多日期遥感图像源 - Landsat、PALSAR、Shuttle 雷达地形任务 (SRTM) 和 RADARSAT — 采用机器学习算法,Bourgeau-Chavez 创建的地图比现有地图改进了 4 到 30 倍。
改进后的地图显示,在厄瓜多尔,一半或更多的土地是泥炭地, 比厄瓜多尔政府的估计显着增加。
布尔乔-查韦斯证实了差异制图对湿地管理的影响: “这是第一次有人绘制泥炭地高山地区地图,”她说, 注意到季节性湿度模式增加了绘图的复杂性。 “在厄瓜多尔, 即使非泥炭地地区也是潮湿的。如果这个测绘过程在厄瓜多尔有效,它将 任何地方工作。”
布尔乔-查韦斯接下来开始绘制秘鲁地图,但她的努力不仅限于 安第斯山脉。 SWAMP 是研究人员、政府、 和人员,跨境共享利益、见解和空间管理数据 和各大洲。
“既然这些方法已经开发出来,我们正寻求在美国应用它们,”说 埃里克·利莱斯科夫 (Erik Lilleskov),霍顿 USFS 北部研究站的研究生态学家, 密歇根州。 “这对 USFS 来说是一个真正的积极因素,因为很多联邦土地都位于 美国落基山脉也是高海拔山区泥炭地。”
缓解
减轻气候变化的影响需要多国共同努力, 因此 SWAMP 强调团队采样的当地社区的能力建设。
“如果您照顾好泥炭地,您不仅可以获得干净的水,还可以储存 国内大部分碳。如果你管理碳,你就管理了一切 否则。”
“我们正在培训人们在这些国家进行前沿科学研究,以帮助他们 更有效地管理这些生态系统的能力,”Lilleskov 说。 “在某种程度上 我们可以帮助其他国家稳定他们的环境,使他们能够繁荣发展, 并成为美国和国际社会更好的合作伙伴。”
SWAMP 项目包括与当地大学、政府机构和 关于如何对泥炭进行取芯、测量碳和甲烷排放的非政府组织 使用痕量气体和涡流测量,量化碳储量和湿地生态 基础知识。奇姆纳带人们到现场演示如何修建淤地坝 恢复受损的湿地并与牧场主合作采用更可持续的放牧方式 做法。
“我们正在教他们如何做到这一点,所以最终他们会完全接管它,” 奇姆纳说,并补充说,几名厄瓜多尔和秘鲁学生已经完成了 在足球比赛结果进行研究生学习,目标是将他们的知识带回现实世界 改善安第斯泥炭地管理。
足球比赛结果是一所 R1 公立研究型大学,成立于 1885 年,位于霍顿,拥有来自全球 60 多个国家的近 7,500 名学生。密歇根州旗舰科技大学的投资回报率一直名列全美最佳大学之列,提供超过 185 个本科和毕业生科学技术、工程、计算机、林业、商业、健康专业、人文、数学、社会科学和艺术领域的学位课程。乡村校园距离密歇根州上半岛的苏必利尔湖仅数英里,提供全年户外探险的机会。





