[科普中國]-泥炭地

植物體死亡后，經(jīng)微生物和土壤動物的作用而分解。在潮濕或地表積水的環(huán)境中，由于氧的缺乏，好氧微生物數(shù)量減少，使死亡植物體的分解緩慢，形成有機物的積累現(xiàn)象。這些積累的有機物被稱為泥炭，也稱草碳或泥煤。自然狀態(tài)下，有機物生產(chǎn)和貯存遠大于分解，積累泥炭的土地被稱為泥炭沼澤或泥炭地。

簡介自然界的任何植物均有出生、生長和死亡的過程。植物體死亡后，經(jīng)微生物和土壤動物的作用而分解。在潮濕或地表積水的環(huán)境中，由于氧的缺乏，好氧微生物數(shù)量減少，使死亡植物體的分解緩慢，形成有機物的積累現(xiàn)象。這些積累的有機物被稱為泥炭，也稱草碳或泥煤。自然狀態(tài)下，有機物生產(chǎn)和貯存遠大于分解，積累泥炭的土地被稱為泥炭沼澤或泥炭地，也有許多學(xué)者認(rèn)為泥炭層達到一定厚度時才稱為泥炭地1。

泥炭的形成沼澤泥炭地形成時，主要依靠充足的地表水，這種泥炭地由一些蘆葦、蓑衣草等堆積而成；而水蘚泥炭地在形成時，其表層與地表水沒有直接聯(lián)系，水蘚泥炭地的表層始終生長著一種特殊植物——水蘚植物（Sphagnum），由于這種細胞結(jié)構(gòu)非常大，因而持水能力也特別強，因此，在降雨時水蘚植物通過特殊的持水能力，可提高泥炭地表層水位直至其頂部下方幾厘米。水蘚泥炭地水的垂直交換速度相當(dāng)緩慢，雨水一般從表層往下滲透一米大約要一天時間，也許要幾周時間雨水才能到達泥炭地的底部2。

分類根據(jù)泥炭形成環(huán)境和泥炭地地表形態(tài)特性，泥炭地可以分為苔原多邊形泥炭地、凍結(jié)的丘狀泥炭地、崎嶇位鑲嵌的泥炭地、毯狀披蓋式泥炭地，突出貧營養(yǎng)泥炭地、寧靜展富營養(yǎng)泥炭地。

主要泥炭地類型分布1.苔原多邊形泥炭地重要漫衍在歐亞大陸、北美洲、阿拉斯加和南極洲的連續(xù)凍土區(qū)。本區(qū)天氣寒冷，降水量少，地面冷濕，沼澤植物多生長些低矮的莎草、苔蘚和地衣，生恒久短，植物生長量亦少，植物殘體剖析遲鈍，每年有機殘體只有少量積聚。泥炭沼澤大片漫衍，多發(fā)育在平展和稍低洼處，但泥炭層較薄，一樣通常不凌駕50cm，泥炭積蓄量不大。一年中泥炭層多處于凍結(jié)狀態(tài)，泥炭沼澤地貌與凍土有親昵干系，形成苔原多邊形泥炭地景觀3。

2.凍結(jié)的丘狀泥炭地(或泥炭丘沼澤)

漫衍在北美洲、歐亞大陸、斯堪納維亞半島北部的苔原、叢林苔原和泰加林帶不連續(xù)永凍土區(qū)，其特點是泥炭地形成幾米高的小丘，丘上為貧營養(yǎng)沼澤，泥炭丘間發(fā)育有濕潤的富營養(yǎng)沼澤洼地或積水，泥炭丘是由吸足周圍沼澤水分的冰核膨脹作用及凍層邊沿冰結(jié)沉積作用形成。

3.崎嶇位鑲嵌的泥炭地(阿帕泥炭沼澤)

重要漫衍在斯堪納維亞半島北部(芬蘭和瑞典的北部和中部)和歐亞大陸西部的北方帶，在北美也有此類泥炭地發(fā)育。該類泥炭職位地方于泰加林帶北部和中部的某些地區(qū)，大部門屬于末了一次冰期形成的冰磧平原、湖漬平原、波狀冰磧等地貌部位，其泥炭化水平為10%～50%。本區(qū)特點是地表洼陷，在垅崗或草丘上生長中營養(yǎng)或貧營養(yǎng)植物，錯落于生長富營養(yǎng)植物的洼地或小湖中，垅崗與濕洼地都向左側(cè)傾斜分列于沼澤地面，也稱垅崗濕洼地泥炭沼澤。在芬蘭和一些國度稱為阿帕式泥炭沼澤(Aapamires)。

4.毯狀披蓋式泥炭地

這是一種特別范例泥炭地(沼澤)，泥炭沼澤因陣勢增高而上升，在北威爾士貝溫(Beimyn)山地發(fā)育的披蓋式泥炭沼澤，乃至形成在傾斜26的斜坡上。這類泥炭沼澤在歐洲重要漫衍在愛爾蘭、威爾士、英格蘭北部、蘇格蘭和挪威的高海岸帶(海拔200～500m)；在北美洲加拿大、紐芬蘭的局促海岸帶；在南半球智利南部和新西蘭西南部海岸帶，即在極度海洋天氣區(qū)，當(dāng)降水量大于蒸發(fā)量時，覆被泥炭沼澤直接發(fā)育在礦質(zhì)泥土或低地泥炭之上，宛如一條毯子蓋在高地、斜坡地和洼地上面。在英國把這類泥炭地稱為blanketbog，在蘇格蘭被稱為uplandmoor，在瑞士被稱為teckmoor。

5.突出的貧營養(yǎng)泥炭地：貧營養(yǎng)泥炭地漫衍在歐洲西北部、俄羅斯、日本北部和北美洲北部。在這個根本連續(xù)帶以南，還大概漫衍在高原區(qū)、印度尼西亞、馬來西亞和巴西的熱帶低地以及智利、阿根廷和新西蘭等涼濕地區(qū)。就其形態(tài)來講可以分為中央突出的貧營養(yǎng)泥炭地、穹窿平臺狀泥炭地和穹窿同心圓狀泥炭地。位于歐亞大陸泰加林中部、南部和混交林帶北部(約莫53N～66N)，因此貧營養(yǎng)泥炭沼澤為主的地帶，通常形成大的貧營養(yǎng)泥炭沼澤復(fù)合體，占據(jù)了末了冰期形成的寬闊海岸低地和寬大平原區(qū)，海拔一樣通常不凌駕100～200m，其特點是地表突出，由貧營養(yǎng)泥炭構(gòu)成。沼澤面積巨細、沼澤的突出水平和微地形特性各地差別較大。沼澤植物區(qū)系和構(gòu)成固然非常缺少、單調(diào)，但各地也有所差別。

6.平展的富營養(yǎng)泥炭地：漫衍在歐亞大陸的闊葉林、叢林草原和北美大陸的高原帶，局部深入到草原、半荒原和荒原等弱度泥炭聚集帶。該區(qū)一樣通常倒霉于泥炭沼澤發(fā)育，沼澤零散漫衍在溝谷、盆地、河道兩岸、湖泊周圍或種種淺洼地中。泥炭沼澤地表平展，常見有種種范例的草丘，發(fā)育有富營養(yǎng)的木本泥炭、草本泥炭。該地區(qū)泥炭漫衍零散，一樣通常泥炭儲量不大。

其他分類方法（1）泥炭地又可分為水蘚泥炭地(Bogs)和沼澤泥炭地(Fens)。這二類泥炭地的主要區(qū)別在于泥炭地形成的條件不同。一般來說，僅僅依靠雨水澆灌的植物形成水蘚泥炭地，而主要依靠葉表水的植物形成沼澤泥炭地。

（2）按照養(yǎng)分含量的高低不同,可將泥炭地劃分為貧、中和富營養(yǎng)三種類型。其中貧營養(yǎng)型泥炭地的養(yǎng)分補給主要源于大氣降水甚至空氣塵埃, 其他兩種類型泥炭地的養(yǎng)分補給則主要源于地表水和地下水。

（3）形成泥炭土的主要植物是泥炭蘚、冰蘚、苔草和其他水生植物。根據(jù)泥炭形成的地埋條件、植物種類和分解程度，可分為低位、高位和中位泥炭三大類。

**高位泥炭:**為溫帶高緯度植物埋在地層下經(jīng)長期堆積炭化而形成。以羊胡子草屬、水蘚屬植物為主，分解程度較低，氮和灰分元素含量少，酸性較強，pH值在4至5之間。容重較小，吸水透氣性好，一般可吸持水分為其干重的10倍以上，適合作無土栽培基質(zhì)，但pH值必須調(diào)至5．5至6.0 左右，也可用于配制培養(yǎng)土。

**低位泥炭:**分布于低洼積水的沼澤地帶，以生長需要無機鹽分較多的苔草屬、蘆葦屬植物為主，以及沖積下來的各種植物殘枝落葉，經(jīng)漫長時間的積累形成，分解程度較高，氮和灰分元素含量較多，酸性不強，肥分有效性較高，風(fēng)干粉碎后可直接作肥料使用。因其容重大，吸水和通氣性較差，不宜單獨作栽培基質(zhì)。

**中位泥炭:**為介于兩者之間的過渡性泥炭，性狀也介于二者之間，既可用于無土栽培，也可用于配制培養(yǎng)土。

它們與腐葉土有著本質(zhì)的不同，腐葉土是由落葉經(jīng)堆積腐熟發(fā)酵所形成的有機物質(zhì)。它松軟質(zhì)輕，排水透氣性好，可直接作盆栽培養(yǎng)土，但不能用作無土栽培基質(zhì)。4

泥炭地生態(tài)系統(tǒng)的功能與用途泥炭的功能與用途泥炭是在泥炭沼澤中形成和積累的重要礦產(chǎn)資源，是沼澤植物遺體轉(zhuǎn)變成的具有多組分、多級分、半膠體特性的高分子復(fù)雜親水體系。泥炭的有機質(zhì)、腐殖酸含量高，纖維含量豐富，疏松多孔，通氣透水性好，比表面積大，吸咐螯合能力強，有較強的離子交換能力和鹽分平衡控制能力。泥炭腐殖酸的自由基屬于半醌結(jié)構(gòu)，既能氧化為醌，又能還原為酚，在生物體的氧化還原作用中起著重要作用，具有較高的生物活性和生理刺激作用，因而在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，是我國少有的具有重要價值但卻未得到合理利用的有機礦產(chǎn)資源。

泥炭地的生產(chǎn)功能泥炭地的半水半陸過渡特征和高度的生境異質(zhì)性，是多種珍稀、瀕危野生動植物的重要棲息生存環(huán)境，也是微生物、土壤動物的生活場所。在濕地(尤其是泥炭地)生活、繁殖的鳥類有300多種，占全國鳥類總數(shù)1/3左右。我國的40多種國家一類保護的珍稀鳥類約有1/2在濕地生活。濕地還是許多名貴魚類、貝類的產(chǎn)區(qū)以及重要造紙原料蘆葦及其他有經(jīng)濟價值的植物生長區(qū)4。

泥炭地的水文調(diào)節(jié)功能泥炭地是一個巨大的水分蓄積庫，具有很強的持水能力，也是重要的淡水資源庫。泥炭地植物可以蓄積大量的水分，同時泥炭本身也可以保持大于其本身重量3～9倍或更高的蓄水量。我國三江平原沼澤地中的草根層和泥炭層，孔隙度為72%～93%，飽和持水量830%～1030%，最大持水量為400%～600%，出水系數(shù)為0．5d左右，因此它的蓄水和透水能力較強。由于泥炭地土壤的這種儲水能力，因此泥炭地具有天然蓄水庫之稱，可以調(diào)節(jié)河水徑流量、削減洪峰、均化洪水5。

泥炭地的氣候調(diào)節(jié)功能泥炭沼澤是泥炭形成和積累的場所，沼澤植物固定的二氧化碳以泥炭形式積存下來，暫時退出地質(zhì)大循環(huán)，成為大氣二氧化碳的一個特殊的“匯”，對控制大氣二氧化碳濃度的增高有著舉足輕重的意義。從全球角度看，如果沼澤全部排干，則碳的釋放量相當(dāng)于森林砍伐和化石燃料燃燒排放量的35%～50%。由于泥炭地供水充分并有強烈的植物蒸騰作用，因此沼澤蒸發(fā)是水面蒸發(fā)的1～2倍。泥炭地的蒸騰和蒸發(fā)作用可以保持局地的空氣濕度。新疆博斯騰湖及其周圍沼澤附近較遠的庫車地區(qū)(距離300km)平均氣溫低1．3～4.3℃;7～9月份相對泥炭地增加5%～23%;沙塵暴日數(shù)減少25%。

泥炭地的凈化功能泥炭通過沉淀作用、吸附、吸收、離子交換、氧化還原和分解代謝作用等途徑實現(xiàn)其凈化器的功能。大量研究和實踐表明，泥炭地對氮磷具有重要攔截濾過作用，其截留量可達70%～90%，同時由于泥炭比重小，富含有機質(zhì)，是一種吸附能力很強的吸油材料。

泥炭地的信息功能泥炭中植物硅酸體種類組合及泥炭纖維素同位素組成等指標(biāo)都可用來反映環(huán)境氣候變遷，在某些情況下，它能提供孢粉等化石所不能提供的資料。

泥炭地利用狀況及其面臨的威脅泥炭是一種重要的有機礦產(chǎn)資源，隨著科學(xué)技術(shù)和社會經(jīng)濟發(fā)展，大規(guī)模的泥炭被開采。由于無計劃開采，濫采亂挖，不僅泥炭資源浪費嚴(yán)重，而且沼澤地表植被破壞也十分嚴(yán)重，深淺不一、大小不同的廢棄泥炭礦坑遍地皆是，對濕地生物多樣性保護不利，對可持續(xù)利用構(gòu)成重大威脅4。

泥炭地的保護恢復(fù)對策泥炭資源的合理利用泥炭為不可更新資源，必須合理利用，節(jié)約利用，努力提高其利用率。泥炭資源開發(fā)前，應(yīng)進行環(huán)境影響評價;在泥炭資源開采設(shè)計時，應(yīng)該進行系統(tǒng)的土地復(fù)墾規(guī)劃;根據(jù)不同泥炭類型、泥炭地發(fā)育狀況及破壞程度，確定不同的利用保護措施。對水文條件好、植被發(fā)育良好、正發(fā)揮著重要的環(huán)境功能和效益的現(xiàn)代泥炭地，應(yīng)該積極穩(wěn)妥地加以保護。對那些因為人為或自然因素造成退化和破壞、已經(jīng)失去了應(yīng)有環(huán)境功能和效益的死亡泥炭地，可以進行有序開發(fā)，同時泥炭的利用應(yīng)以農(nóng)業(yè)、工業(yè)等高附加值利用為主要方向。不同類型和不同層次的泥炭，其理化性質(zhì)不同，應(yīng)采取不同的利用方式，努力提高開采效率。開采泥炭時，可留下一層泥炭，以利泥炭地自然恢復(fù)4。

科學(xué)管理泥炭地的水資源盲目地將泥炭地排水疏干，不但導(dǎo)致泥炭地肥力下降，而且極易因荒火或人類活動不慎釀成火災(zāi)，難以撲滅，造成泥炭資源的無謂浪費，因此科學(xué)管理泥炭地的水資源，維持適宜的泥炭地水文條件，對于泥炭地的保護與合理利用具有重要的意義。

積極恢復(fù)退化的泥炭地植被在系統(tǒng)生態(tài)學(xué)原理指導(dǎo)下，運用生態(tài)建設(shè)方法，通過高技術(shù)、高信息和高管理等負(fù)熵的輸入，選擇適宜的植物品種進行栽培或移植，建立人工泥炭地生態(tài)系統(tǒng)，優(yōu)化其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，擴大系統(tǒng)的功能，最終達到人地系統(tǒng)協(xié)調(diào)、穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展。而實現(xiàn)這一目標(biāo)的首要任務(wù)是濕地植被和水分關(guān)系的恢復(fù)。大力開展退耕還濕工作，將保護區(qū)內(nèi)的耕地尤其是核心區(qū)全部退為濕地、草地或林地;退耕還濕后有利于濕地的集中連片、增加濕地之間的水力聯(lián)系，有利于濕地水域生態(tài)系統(tǒng)的重建和規(guī)模的擴大。退耕還濕由于殘留作物種子，應(yīng)做好退耕后濕地植被的監(jiān)測工作，防止物種入侵4。

控制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動確定合理開發(fā)模式，根據(jù)生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)工程和生態(tài)經(jīng)濟學(xué)原理，遵循泥炭地形成、發(fā)育自然規(guī)律，按生態(tài)關(guān)系、食物鏈關(guān)系將生物種植、養(yǎng)殖組成生產(chǎn)線，提高泥炭地生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)、能量流動利用效率，變泥炭地農(nóng)業(yè)惡性循環(huán)為良性循環(huán)。例如稻葦魚、稻葦蟹、葦鴨等復(fù)合生態(tài)模式，種植和養(yǎng)殖業(yè)各亞系統(tǒng)在用水時間、空間和數(shù)量上的差異可以實現(xiàn)水資源的綜合利用和循環(huán)利用。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

屈明 - 副研究員 - 西南大學(xué)