濱海溼地「藍碳」生態系統單位面積的固碳能力遠超陸地和海洋。在最近發表於《國家科學評論》（National Science Review, NSR）的一項工作中，研究者利用全球613個樣點的數據，首次系統估算了全球濱海溼地的碳埋藏速率、分析了影響固碳速率的因素，並對未來80年中濱海溼地的固碳情況進行了模擬預測。
濱海溼地與「藍碳」
濱海溼地是一類重要的海岸帶生態系統。與陸地生態系統相比，濱海溼地擁有更強的固碳能力，可以更高效地從大氣中吸收CO2氣體並將其穩定儲存起來。與陸地森林生態系統相比，濱海溼地的單位面積碳埋藏速率是前者的幾十到上千倍。
這其中有幾點原因：首先，在濱海溼地中，植物的凋落物會被海水潮汐淹沒，因此這些植物有機質的分解速度很慢；其次，海平面持續上升，導致濱海溼地中沉積物不斷增加，越來越多的沉積物被埋藏到更深的土層中，可以在百年到上萬年的尺度上處於穩定狀態，不會被釋放回大氣中；而且，海水中存在大量硫酸根離子，能夠有效抑制溼地中甲烷等含碳氣體的排放。
典型濱海溼地藍碳生態系統碳循環示意圖（唐劍武等，2018，中國科學：地球科學）
通常，科學家們將陸地植被中固定的碳稱為「綠碳」，將濱海溼地、海藻床等生態系統中固存的碳稱為「藍碳」。鑑於濱海溼地強大的固碳能力，長期來看，藍碳系統將是減少CO2氣體淨排放量，解決氣候變化問題的有效途徑之一。但是，我們對濱海溼地這一藍碳生態系統的碳儲量、速率和機制尚缺乏足夠的了解。
全球數據分析：濱海溼地固碳能力有多強？受哪些因素影響？
為了彌補這一缺失，中科院華南植物園小良熱帶海岸帶生態系統研究站王法明研究員與澳大利亞南十字大學Sanders 教授合作，並聯合了華東師大崇明生態院唐劍武院長和李秀珍教授、華南植物園李志安研究員、復旦大學袁嘉燦研究員、武漢植物園劉文治研究員、瑞典Gothenburg大學Santos教授、英國林肯大學Schuerch教授、美國羅格斯大學Kopp教授、美國威廉姆和瑪麗學院Kirwan教授、美國加州大學Zhu Kai教授等國內外科學家，利用濱海溼地碳沉積數據和全球濱海溼地分布數據，系統估算了當前全球尺度上的濱海溼地藍碳固碳能力。
研究人員利用已發表的564個全球樣點數據，以及49個新測定的非洲和南美洲濱海溼地的碳累積速率，構建了共包含613個濱海溼地樣點的資料庫，並提取這些樣點的環境因子，如溫度、降水、海拔高度、海平面上升速率、懸浮物濃度、潮差、高低潮位、颱風影響因子、植被類型等，進行數據分析。
全球濱海溼地土壤碳累積速率（CAR）及數據樣點分布圖
結果顯示，全球尺度上，鹽沼溼地和紅樹林系統的平均碳累積速率分別為164 g/m2/yr和194 g/m2/yr，前者小於後者，且具有顯著的緯度梯度變異（見上圖）。
利用空間外推技術，研究人員估算出了全球濱海溼地的總碳埋藏速率：54 Tg C/yr。這一數據顯示，僅僅通過垂直方向的土壤碳累積，濱海溼地就可以抵消人類活動碳排放的0.5-1%。而且，由於濱海溼地面積小，其單位面積的碳累積速率是陸地生態系統的15倍和海洋生態系統的50倍，顯示出遠高於其他生態系統的固碳能力和潛力。
更進一步，研究人員通過因子分析的手段，找出了影響濱海溼地碳累積速率的主要因子：鹽沼溼地碳埋藏速率主要受溫度和海平面上升速率的影響，而紅樹林則主要受到溫度和降水的影響。
預測未來：濱海溼地的氣候價值
在上述估算與分析的基礎上，科研人員結合人類幹擾影響下的濱海溼地面積模型（Schurech等，2018，Nature），利用CMIP5的33氣候模型和海平面上升速率模型，建立了固碳速率與氣候和環境因子的經驗模型，並推演了在不同氣候變化情境下，未來80年（2020年-2100年）的濱海溼地藍碳功能。
不同氣候變化預測模式下（RCP45和RCP85），全球濱海溼地碳埋藏速率在人口密度閾值為5人/平方公裡情境下的變化趨勢。
結果顯示，無論在何種氣候變化情景和人類幹擾模式下，全球的濱海溼地碳埋藏速率都將穩定增加（如上圖），顯示出濱海溼地對氣候變化的負反饋效應，即，隨著降水、溫度和相對溼度的增加，濱海溼地的碳埋藏速率也將增加。這意味著，在全球變暖的背景下，海岸帶藍碳生態系統將在應對氣候變化中發揮重要作用。
該項研究是首個有關全球尺度上濱海溼地藍碳固碳速率（碳通量）的系統估算與預測，其結果對於指導全球和各國對濱海溼地等藍碳生態系統的管理與恢復、履行《巴黎協定》所規定的減排增匯目標具有重要的指導意義。