随着气候变化在日常生活中日益显现，一个词不断出现在人们的讨论中：碳。这种元素构成了温室气体——例如二氧化碳和甲烷——这些气体通过工业、农业和土地利用变化释放到大气中，加剧了全球变暖。因此，关于气候变化的讨论大多围绕一个关键问题展开：我们如何才能减少大气中的碳排放？
答案之一就藏在大自然本身。植物能够固定二氧化碳并将其转化为糖类，为自身生长提供能量，同时将碳储存在植物组织中。因此，保护原生植被和恢复退化区域已成为应对气候变化的关键策略。森林一直是这一讨论的焦点，因为显而易见，高耸入云、拥有致密木质组织的树木是重要的碳库。
然而，在湿地中，土壤水分饱和且氧气含量低，因此枯死的植物材料分解速度非常缓慢，逐渐形成厚厚的富含碳的物质层，即泥炭。泥炭地储存着不成比例的碳： 它们仅占地球表面积的3%，却储存了全球21%的土壤碳。然而，它们也是甲烷（一种强效温室气体）的主要天然来源。这种双重角色——既是碳汇又是温室气体排放源——意味着，即使这些生态系统的功能发生微小变化，也可能产生全球性影响。
然而，我们对泥炭地的了解大多来自寒冷的北方地区或潮湿的热带雨林，这些地方持续的湿润环境有助于碳的保存。直到最近，科学家们还认为季节性强烈的环境不太可能支持大量的泥炭形成。 拉里萨·S·维罗纳领导的一项最新研究， 出版于 New Phytologist却表明并非如此。
研究团队在巴西中部塞拉多草原最大的保护区之一——沙帕达杜斯维阿德罗斯国家公园及其周边地区的多处湿地开展了研究。他们重点关注两种类型的湿地：以棕榈树为主的沼泽（当地称为veredas）和由地下水补给的开阔湿草地。 湿地.
为了解这些生态系统储存了多少碳，研究人员提取了深达四米的土壤岩芯。通过分析每一层土壤，他们重建了碳随时间积累的过程。他们还测量了地上和地下的植物生物量，以估算每个地点储存的总碳量。此外，他们还检测了土壤的化学成分，以评估碳的“稳定性”（或易分解性），并利用…… 放射性碳测年 确定它的年龄。
为了了解这些湿地目前的状况，研究团队还测量了温室气体排放量。他们利用放置在土壤表面的密封舱，监测不同季节从土壤中释放的二氧化碳和甲烷，从而追踪全年排放量的变化。
这些测量结果表明，这些湿地的土壤储存着惊人的碳量，每公顷超过1,100吨，远远超过大多数稀树草原植被，甚至可以与一些世界著名的热带泥炭地相媲美。值得注意的是，由于浅层地下水使土壤常年保持湿润，其中96%的碳被封存在厚厚的土壤层中，而非植被中。放射性碳测年显示，这些物质已经积累了数千年到数万年，有些沉积物甚至超过20,000万年。据作者估计，这些湿地覆盖面积约16.7万公顷，使其成为巴西碳汇景观中一个此前被低估的重要组成部分。维罗纳在接受Botany One采访时评论道：
“碳只能在被淹没的条件下储存在这些系统中，因为被淹没会形成缺氧环境，从而减缓分解作用。因此，碳在数千年间的积累和长期保存表明，这些湿地的水文动态在很长一段时间内都保持着相对稳定。”
如果过去经常发生长期或严重的干旱，那么储存的碳很可能暴露在氧气中并分解，从而阻止其长期积累。因此，非常古老的碳的存在表明，这些生态系统长期以来一直保持着持续的洪水条件。
然而，尽管这段历史悠久，化学分析却揭示了一个关键的脆弱性。由于植被…… veredas 和 湿地 这种泥炭地主要由草本植物组成，有机质中纤维素和半纤维素含量相对较高，这些化合物易于被微生物分解，因此比其他热带地区的泥炭地更易分解。相比之下，许多热带泥炭地含有较高含量的木质素，木质素是一种更坚韧、更难分解的化合物。
当研究人员测量温室气体排放量时，这种差异变得显而易见。塞拉多湿地释放大量二氧化碳，尤其是在旱季，此时水位下降，氧气进入土壤，加速分解作用。甲烷的排放模式则有所不同：在永久性淹没区排放量最高，但在季节性淹没区的旱季，排放量可能降至接近于零。值得注意的是，约70%的总排放量发生在旱季，这使得这些生态系统在短时间内从碳汇转变为碳源。维罗纳解释说，碳和甲烷的动态变化都受到水位的强烈控制，而水位反过来又会影响缺氧环境的存在。二氧化碳排放主要由好氧分解驱动，在高水位条件下，由于氧气供应有限，好氧分解受到抑制。在这种被水淹没的缺氧环境下，厌氧微生物占据主导地位，其中包括产甲烷微生物。旱季期间，随着水位下降，缺氧环境减弱或消失。这种转变促进了好氧分解，增加了二氧化碳排放，同时减少了甲烷的产生。。
由于这些过程与水资源密切相关，任何水文变化，例如降雨量改变、气温升高、地下水抽取或土地用途转变，都可能破坏碳封存的条件。换句话说，在日益增长的环境压力下，数千年来储存的碳可能会更快地释放出来。
综合来看，这些研究结果表明，塞拉多湿地既是气候盟友，也是潜在风险。随着农业扩张、地下水被抽取以及旱季加剧，这些系统可能接近一个临界点，届时长期碳储存将转变为快速排放。尤其紧迫的是，这些湿地此前大多已被开发利用。 在优先考虑森林的气候战略中，森林被忽视了，导致一个重要的碳库未得到保护。保护 veredas 和 湿地 这就需要认识到它们的潜在价值，不仅在于它们的生物多样性，还在于它们作为世界上最受威胁的生物群落之一的重要碳储存库。
阅读文章：
维罗纳 LS, Zanne AE, 特伦博尔, et al.2026 年。巴西塞拉多地区广袤的、被忽视的泥炭和有机土壤：碳储存、动态和稳定性。 New Phytologist. https://doi.org/10.1111/nph.71027
封面图： 维雷达斯 在国家公园 Chapada dos Veadeiros。吉列尔姆·阿伦卡尔拍摄。
