除了碳還有什麼——泥炭如何影響地球

在鋼鐵叢林中生存日久,

我們被呼嘯而過的時間洪流裹挾。

車水馬龍,川流不息;

除了碳還有什麼——泥炭如何影響地球


百丈高樓,拔地而起。

除了碳還有什麼——泥炭如何影響地球


生而為人,

短短百年,

總有隻爭朝夕的急迫。

地球,在宇宙中沉默地轉動了45.4億年。

除了碳還有什麼——泥炭如何影響地球


與忙碌急切而轉瞬即逝的人類相比,

它有足夠的時間和耐心,

在內營力和外營力的共同作用下

緩慢而永不停歇地改變著模樣。

由熾熱的岩漿海到表面逐漸冷卻、

形成堅固的岩石圈,

地球經歷了數億年。

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板塊分分合合,

歷時上億年聚集成超級大陸,

又再用億年分散開。

地球經歷了數次

超級大陸的形成和分解。

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盤古大陸裂解示意圖

我們當下所見的大陸格局

不過是地球正在變化的一個片段。

同時,受到諸如距離太陽遠近、

地軸傾斜角度、溫

室氣體濃度等等自然因素的影響,

地球的氣候也經歷著變化。

在地球45億年的歷史上,

曾有過大地冰封的“雪球”時期。

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雪球地球假想圖

也有過如白堊紀中期一般溫暖的溫室期。

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白堊紀棘龍假想圖

就在距離我們並不遙遠的2萬年前,

地球還處在冰期,

北美大陸和歐亞大陸北部蔓延著巨大的冰蓋。

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這些地質時期的歷史事件,

我們無法目睹,

卻可以根據地球自己的記錄,

加以瞭解。

化石向我們展開地球上曾經的住客們的生活圖卷:

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距今16-20百萬年前被困在琥珀中的黃蜂


黃土地層的紋理講述著氣候變化的故事:


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冰蓋中封存的氣泡可以告訴人們過去的大氣成分…


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相較於地球的宏大和悠久,

每一代人都是渺小短暫的微粒。

然而,從南方古猿進化到智人,

人類在地球上逐漸繁盛,

對於地球的影響隨之不斷顯著。

學會用火


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直立人鑽木取火立體模型

製造石器


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泥河灣博物館藏石器

馴養家畜


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狗是最早被馴化的動物之一

種植農作物


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農業場景,展示了古埃及的脫殼、糧倉、用鐮刀收割、挖掘、砍樹、耕作

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直到工業革命,

其後現代科技迅猛發展。

人類不斷改造著居住的地球,

尤其工業革命以來,

人為因素逐漸加重,

和自然因素一起,

影響著地球的氣候環境。



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全新世以來二氧化碳濃度變化和甲烷濃度變化曲線

溫室氣體濃度的增加、極端氣候事件的發生、荒漠化的加劇、海平面的上升……一系列事件影響到人類生存,也讓他們認識到,

盲目改造自然終究會自食惡果

於是大家開始關注氣候是否在變暖,未來的氣候會如何變化,人類該如何應對。要回答這些問題,重要的是瞭解氣候的自然變化規律,以預測、應對未來的氣候變化。而我們越是掌握了過去,才可以越好地理解未來。

人類使用儀器進行測量記錄氣候變化的歷史只有短短150年,因此,要想了解過去的氣候變化,需要向地球自己的記錄尋求答案。泥炭,就可以為我們提供氣候信息。


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泥炭鑽孔巖芯


泥炭,是什麼?

泥炭地是溼地的一種,之所以可以單獨分為一類,是因為泥炭地含有大量的有機質和較厚的泥炭層。


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這裡水位接近地表,處於缺氧的環境。因此當植物和苔蘚死亡後,殘體在缺氧狀態下無法完全分解。殘餘的有機質逐年層層累積,形成泥炭。

距今一萬多年前,當北方的冰川隨著冰期結束而逐漸消退,泥炭地有了發育的空間。

除了赤道地區,地球上其他各處的泥炭地發育了不到兩萬年。


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全球泥炭開始發育時間(Morris,2018)

泥炭如何記錄氣候變化

對地球而言,泥炭是極年輕的記錄者。它們以每年增加數毫米的速度,記錄下氣候變化。

不同時期冷暖波動,出現植被類群的演替。

乾溼程度的變化,使各時間段沉積地層中的植物殘體分解程度也展現出差異。

數千上萬年來,植物生長、殘體分解、泥炭沉積…一系列過程週而復始。

泥炭地裡發生的一切,都直接或間接地受到氣候影響,同時也留下氣候變化的痕跡。無論是殘餘的植物體、過去植物生長過程中產生的表皮蠟質、還是當時隨風飄落的植物孢粉,它們在地層中的變化,使過去氣候的冷暖乾溼曲線在古氣候學家面前展開。

泥炭地是重要的碳儲庫

當然,泥炭不僅僅是地球的記錄者,還對地球有著至關重要的意義。泥炭地佔全球陸地面積的3%左右。


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泥炭全球分佈

雖然泥炭地鋪展開的面積比例並不大,但是得益於成千上萬年來累積的有機質,它存儲了超過5500億噸碳,是全球森林碳儲總量的兩倍之多。

對地球而言,泥炭地是極為重要的碳儲庫。

一旦泥炭地遭到破壞,存儲的碳會部分以溫室氣體的形式進入大氣,對全球氣候產生直接的影響。

泥炭地還是棲息地


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在印度尼西亞,泥炭地的婆羅洲猩猩

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蘇門答臘虎

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蘇門答臘象

這些動物賴以生存的棲身之所。

在歐洲,廣佈的泥炭地是形形色色的鳥類繁衍、越冬、度夏的地方。


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黑喉潛鳥

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紅喉潛鳥

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灰背隼幼鳥

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白尾鷂

在若爾蓋溼地,世界唯一一種生活在高原的鶴——黑頸鶴每逢冰雪消融、春暖花開便會從越冬地飛回來繁衍生息。


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黑頸鶴

此外,遍佈世界各地的泥炭地,還能為我們帶來美的視覺享受。

從阿拉斯加到南美大陸最南端,寒帶、溫帶、熱帶、高原都有泥炭地的發育。

有些泥炭地是交織著水網的雜色斑斕的絨毯。

美景地


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俄羅斯泥炭地

有些泥炭地被掩蓋在茂密叢林下,要靠科學家先通過遙感圖像分析,再深入叢林考察,才最終為世人所知。


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剛果的泥炭地—2017年,在剛果新發現的泥炭地,為當今世界上最大的熱帶泥炭地。

有些泥炭地分佈著一個個凸起的綠丘

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永凍土地區發育的穹形泥炭丘

還有在高原發育泥炭地

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巴塔哥尼亞高原的泥炭地

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若爾蓋泥炭地

世界各地的泥炭地各有著不同的景象,在厚實的黑色土層上,生長著種類繁多的植物。

對泥炭地而言,泥炭蘚是最重要的植物之一

泥炭蘚屬(Sphagnum)舊稱水蘚屬,是泥炭蘚科唯一的現存屬。

它們緊密叢生,植物體的下部死亡後,殘體無法完全分解而逐漸累積,上部依然繼續生長。

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泥炭蘚可以吸儲自身體積二十倍的水,行走在泥炭蘚鋪就的泥炭地中,就像踏在吸水飽滿的海綿上。

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這種狡黠的小苔蘚是北方大部分泥炭地的締造者,極富有生存的智慧。

它們可以改變生長地,使當地變酸而不適於其他植物的生長,藉此來贏得生存空間。

並且,為了使孢子傳播的更遠來擴散自己的種群,泥炭蘚採用噴射的方式散播孢子。這些孢子乘風而去,可以到達數公里之外。

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像膠囊的紅色結構就是泥炭蘚存放孢子的地方


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泥炭蘚存放孢子的結構及剖視圖


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泥炭蘚發射孢子

泥炭地多為溼、酸、缺氧的環境,

這裡的植物為了獲得生存所需的養分,

頗為身懷絕技。

比如,茅膏菜屬的食蟲草。

茅膏菜屬,

字面看上去就很有野外求生、茹毛飲血的感覺。

茅膏菜屬的植物有近200種,

這些食蟲植物遍佈世界各地(除了冷冽的南極大陸)。

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這些植物有一個好聽的英文俗名:Sundew。

Sundew,葉片上的朝露在陽光下晶瑩閃爍。

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不過這可不是露水,

而是食蟲草的觸手頂端用以引誘昆蟲的粘液。

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觸手頂端的液體非常粘

一旦有小蟲子被粘液的甜味吸引,

笨頭笨腦地被粘住,

茅膏菜的觸手就會慢慢蜷起將獵物包裹,

同時分泌酶把它們消化掉。

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這些植物充滿了野性和力量,

就像孕育它們的泥炭地。

泥炭地對於地球至關重要

泥炭地沉靜且富於生機,

尤其以其存儲的大量碳,

對地球有著重要意義。

然而,因為人類活動影響,

泥炭地一旦遭受破壞,

會轉而嚴重影響地球的氣候環境,

繼而影響到同為地球居客的動物和人類自己。


因為泥炭有機質含量豐富,

長久以來北歐和愛爾蘭地區有

使用泥炭作為燃料的傳統。

他們把一片泥炭地的水排出,

繼而將泥炭切成塊狀。

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這項行為對泥炭地而言是一種破壞,

同時也會導致大量二氧化碳的釋放。

在印度尼西亞,

大範圍的泥炭地被排水、進行農業開墾。

這不僅導致了二氧化碳的釋放,

還使很多野生動物失去了棲身之所。

就全球而言,

因泥炭地排水而釋放的二氧化碳量

占人為排放二氧化碳的5%。

泥炭地排水對氣候環境帶來的影響可見一斑。

泥炭地所面臨的破壞不止於此。

因排水而變乾的泥炭是極易燃燒的物質。

當野火遇到排幹後的泥炭地,

很容易變成大災難。

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泥炭地大火,

火勢綿延,

常燃燒數十天難以撲滅。

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不僅排放大量溫室氣體、

造成極大經濟損失,

更是對當地人的生活和健康產生非常負面的影響。

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大火之後泥炭地


好在人們已經意識到這一切,

並開始了改變。

重新蓄水意圖恢復泥炭地、

頒佈法令減少泥炭地的開發,

以及建立自然保護區來保護泥炭地的生態環境。

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泥炭地蓄水保護工作

事情總在往好的方向發展。

畢竟,保護自然,就是保護我們自己。


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