放牧如何影响湿地的“吸碳”能力？

淡水湿地是全球重要的碳调节系统，其植被与土壤中储存的有机碳总量估计约为450千兆吨，储存时间可长达千年。

尽管湿地会通过微生物活动与生态系统呼吸释放二氧化碳、甲烷等温室气体，但较高的水位限制了氧气进入土壤，从而抑制了好氧菌对有机物的分解。这一机制有助于平衡碳排放，使淡水湿地在自然状态下成为全球重要的碳汇。

放牧等外部干扰会对多种生态系统的碳收支产生影响。适度放牧有助于促进植被生长、增强碳固定能力并提升土壤碳储量，同时降低碳排放。然而，过度放牧则可能增加碳排放，削弱淡水湿地的碳汇功能。

研究设计：

研究团队在澳大利亚东南部威默拉地区开展了一项为期一年的研究，重点比较两块雨水充沛、季节性淹没的淡水湿地（Kealy农场和Smith农场）内各种放牧机制对碳储量（植物生物量和土壤碳）和季节性碳通量的影响。

实验设置三种放牧机制：

持续放牧：全年均有羊群在场

短期集中放牧：仅在春季放牧两周

禁牧的隔离区

两处实验田地位于过度放牧的牧羊场上，通过围栏划分出不同放牧区域，为“短期集中放牧区"和“持续放牧区"。白色方块代表禁止羊群进入的隔离试验区，黑色方块则是允许羊群自由进入的开放试验区。

研究方法：

研究采用便携式PVC环形暗箱，将其部分埋入土壤（1–2厘米），结合超便携温室气体分析仪（UGGA）现场测定二氧化碳与甲烷的通量。每个观测点均覆盖有植被的湿地土壤，以反映湿地整体碳交换情况。

OA-ICOS GLA132-GGA 超便携式温室气体分析仪“UGGA"

箱内空气通过12伏电池驱动的小风扇保持流通。箱顶覆盖PVC盖，并通过透明管与UGGA形成闭环连接。分析仪每5~10分钟记录一次箱内CH₄和CO₂浓度。每次采样结束后移开箱盖，使内部恢复自然光照与气体交换。所有通量数据均为昼夜多次测量的平均值。

研究还在不同季节（温度、降水与植被生长差异显著时期）对每个湿地的观测点进行连续两天的测量，以捕捉碳排放的季节性变化。

研究发现：

1、CO₂通量变化

季节因素（温度、降水与水位波动）是导致两类湿地及各区域二氧化碳通量差异的主要原因。除放牧方式与季节影响外，昼夜差异也十分显著：夜间CO₂排放量比白天高出31%。

在两处研究的湿地生态系统中，隔离和开放试验区的CO₂通量季节性变化（Kealy）。灰色柱状图代表隔离试验区，白色柱状图代表放牧试验区。

观测显示，一旦湿地禁止放牧，二氧化碳排放量可减少约35%，表明禁牧有助于保持湿地碳储量，并提升固碳潜力。

2、CH₄排放特征

整个监测期间甲烷排放总体较低，且与水位变化密切相关。例如，2017年夏季因水位较高，甲烷排放达到峰值；而在之后水位下降时期，几乎未检测到CH₄释放。

各湿地生态系统及不同季节的CH₄通量与水深变化。2017年初夏Kealy湿地遭遇孤立风暴事件期间，在高水位条件下出现了甲烷排放峰值。

3、生物量和土壤碳

研究表明，无论是持续放牧还是短期集中放牧，隔离区内的地上生物量均比放牧区高6.4%。同时，隔离区的土壤碳浓度也比放牧区高出30%。这一结果一致表明，放牧活动会降低湿地地上生物量与土壤碳储量，并增加碳排放。

管理启示和应用：

研究发现，尽管短期集中放牧在一定程度上有助于提升碳储存、降低二氧化碳排放，并具备较好的投资回报潜力，但在雨养型淡水湿地中禁止放牧，仍是增加土壤与植被碳储量、减少碳排放的最佳管理策略。

明确适宜的湿地放牧方式，既能提升碳储存，又可控制碳排放，将为湿地生态系统的科学管理提供重要依据。

案例来源：

Limpert, K.E., Carnell, P.E. & Macreadie,P.I. 合理管理农业放牧以提升淡水湿地的碳汇能力，湿地生态管理[J],2021,29:231-244.

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