塌陷区湿地：农业减排寻“碳”踪

程国明

在山東济宁的微山湖畔，距王楼煤矿不足5千米的地方，有一片塌陷区湿地。这里水光潋（liàn）滟（yàn）、鱼虾嬉戏，一排排整齐的秧苗在轻风中摇曳……什么是塌陷区湿地？它是如何形成的？与其他湿地又有什么不同？

塌陷区变湿地

煤层一般赋存在地下几百米至千米的深处。采煤机井下采煤后，其支架会前移，后方的岩层冒落。开采几十米后，就会在支架后方形成较大采空区。在重力作用下，采空区上方各岩层会相继发生离层、弯曲、裂缝扩展等现象，甚至断裂后冒落到采空区。随着开采范围的不断扩大，若不及时采取充填等措施，地面上就会形成塌陷，也称采空塌陷。受此影响，塌陷坑周围还会出现很多裂缝。

由于地表潜水位高，在塌陷坑中会形成积水。汛期雨量增加，积水坑就变成了人工湖。利用地形与气候等特征，对塌陷区进行规划，挖深垫浅，发展水产养殖、生态种植等产业，就形成了塌陷区湿地。在中国东部地区，例如山东济宁，安徽淮南、淮北，江苏徐州等地都有这样的塌陷区湿地。

碳汇还是碳源？

王楼煤矿塌陷区湿地西北角的稻田，采用稻虾共作模式（稻田内套养小龙虾），可谓“稻在水中长，虾在稻下游”。此法将水产养殖与农业种植巧妙结合，实现了“一水两用、一田双收”的愿望。

碳源与碳汇是两个相对的概念。碳汇是指通过植树造林等措施，吸收大气中的二氧化碳，从而减少大气中温室气体的浓度的过程、活动或机制；碳源则是指向大气中释放二氧化碳的过程、活动或机制。

在人工湿地中，二氧化碳和甲烷等温室气体产生于有机物的代谢与转化。其中，二氧化碳是生源性的，即有机物的自然归宿，不计入温室气体排放目录。因此，甲烷等的排放量决定了人工湿地中温室气体的最终排放效应，即决定它是碳汇还是碳源。所以，控制有机物向甲烷等的转化是实现温室气体减排的关键步骤。

甲烷和氧化亚氮是稻田排放的主要温室气体，二者的温室效应远高于二氧化碳。在百年的尺度下，单位质量甲烷和氧化亚氮的全球增温潜势分别是二氧化碳的25倍和298倍。

稻虾共作模式最大限度减少了化肥和农药的使用，是一种独特的生态农业模式。初步研究表明，与水稻单作相比，稻虾共作可降低甲烷排放12％～17％，土壤碳含量提高10％～14％。由此可见，稻虾共作不仅是发展绿色农业的重要途径，更为农业领域减排起到了很好的示范作用。

知识链接  甲烷的“是是非非”

甲烷菌是最早的生命形式之一，早在35亿年前就存在于地球上，也是甲烷的主要“制造者”。35亿年，沧海桑田，甲烷菌却依然保持着本性——厌氧。

天然湿地、塌陷区池塘、稻田等底部缺氧环境，为甲烷菌提供了丰盛的美食——杂草、树枝、树叶等。甲烷菌常躲在这里大快朵颐，并时不时呼出甲烷气泡。可见，无论是天然还是人工湿地，因厌氧环境的存在，必然产生甲烷。

值得一提的是，如果大气中没有甲烷等温室气体，地球的平均气温应该维持在零下16摄氏度左右，所以地球上的生命离不开甲烷等温室气体。当然，也不能有太多甲烷——地球无论走向哪个极端，人类都会灭亡。

（责任编辑 / 陈琛  美术编辑 / 周游）