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塌陷溼地變身“碳捕手”

2024-12-04 20:30:59

在山東濟寧的微山湖畔,距王樓煤礦不足5千米的地方,有一片塌陷區溼地。這裡水光瀲(liàn)灩(yàn)、魚蝦嬉戲,一排排整齊的秧苗在輕風中搖曳……什麼是塌陷區溼地?它是如何形成的?與其他溼地又有什麼不同?

在安徽淮北煤礦塌陷區上建設的南湖溼地公園(圖源《知識就是力量》雜誌)

塌陷區變溼地

煤層一般賦存在地下幾百米至千米的深處。採煤機井下采煤後,其支架會前移,後方的岩層冒落。開採幾十米後,就會在支架後方形成較大采空區。在重力作用下,採空區上方各岩層會相繼發生離層、彎曲、裂縫擴充套件等現象,甚至斷裂後冒落到採空區。隨著開採範圍的不斷擴大,若不及時採取充填等措施,地面上就會形成塌陷,也稱採空塌陷。受此影響,塌陷坑周圍還會出現很多裂縫。

由於地表潛水位高,在塌陷坑中會形成積水。汛期雨量增加,積水坑就變成了人工湖。利用地形與氣候等特徵,對塌陷區進行規劃,挖深墊淺,發展水產養殖、生態種植等產業,就形成了塌陷區溼地。在中國東部地區,例如山東濟寧,安徽淮南、淮北,江蘇徐州等地都有這樣的塌陷區溼地。

碳匯還是碳源?

王樓煤礦塌陷區溼地西北角的稻田,採用稻蝦共作模式(稻田內套養小龍蝦),可謂“稻在水中長,蝦在稻下游”。此法將水產養殖與農業種植巧妙結合,實現了“一水兩用、一田雙收”的願望。

碳源與碳匯是兩個相對的概念。碳匯是指透過植樹造林等措施,吸收大氣中的二氧化碳,從而減少大氣中溫室氣體的濃度的過程、活動或機制;碳源則是指向大氣中釋放二氧化碳的過程、活動或機制。

在人工溼地中,二氧化碳和甲烷等溫室氣體產生於有機物的代謝與轉化。其中,二氧化碳是生源性的,即有機物的自然歸宿,不計入溫室氣體排放目錄。因此,甲烷等的排放量決定了人工溼地中溫室氣體的最終排放效應,即決定它是碳匯還是碳源。所以,控制有機物向甲烷等的轉化是實現溫室氣體減排的關鍵步驟。

甲烷和氧化亞氮是稻田排放的主要溫室氣體,二者的溫室效應遠高於二氧化碳。在百年的尺度下,單位質量甲烷和氧化亞氮的全球增溫潛勢分別是二氧化碳的25倍和298倍。

(圖源《知識就是力量》雜誌)

稻蝦共作模式最大限度減少了化肥和農藥的使用,是一種獨特的生態農業模式。初步研究表明,與水稻單作相比,稻蝦共作可降低甲烷排放12%~17%,土壤碳含量提高10%~14%。由此可見,稻蝦共作不僅是發展綠色農業的重要途徑,更為農業領域減排起到了很好的示範作用。

撰文 | 程國明

責任編輯 | 陳琛 張麗涵

運營編輯 | 張麗涵

質量稽核 | 業蕾

❖ 來源:《知識就是力量》雜誌

《塌陷區溼地:農業減排尋“碳”蹤》❖

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