作者:张佳欣 来源:科技日报 发布时间:2022/6/29 9:26:15
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蓝碳:海洋中的气变解决方案

 

当前,人们正面临气候变化和生物多样性丧失的双重危机。

6月上旬,西班牙的气温达到了40℃;巴基斯坦的热浪让温度飙至50℃;智利的特大干旱已经进入第13个年头……

尽管《巴黎协定》设定了雄心勃勃的长期目标,即将本世纪全球升温幅度控制在2℃以内,同时努力将升温进一步限制在1.5℃以内,但全球二氧化碳排放量在2021年反弹至历史最高水平。

气候紧急状态正在推动海洋生物向极地大规模迁移,并导致珊瑚礁和海草床等关键海洋生态系统被破坏。此外,还有过度捕捞、破坏性捕捞技术、沿海开发和污染对海洋生物的其他直接影响。这种情况下,科学家预测将发生第六次大灭绝也就不足为奇了。

我们早已认识到“绿碳”的重要性,但事实上,海洋是地球系统中最大的活性碳汇和储存库,储存在沿海和海洋生态系统中的“蓝碳”也应得到重视。

海洋:拥有巨大潜力的宝库

海洋是气候变化的“受害者”之一,更是解决气候问题方案的强大来源。可持续海洋经济高级别小组2019年一项研究发现,海洋可以完成《巴黎协定》中确定的全球升温不超过1.5℃所需减排量的五分之一(21%)以上,相当于将全球所有的燃煤发电厂全部关闭。

近日,澳大利亚莫纳什大学国际政策和海洋战略顾问萨利·巴奇博士在《对话》杂志刊文称,通过国际航运进行的远洋运输可以发挥海洋强大的作用,例如可以控制国际和国内航运能源消耗以及用低碳和零碳燃料(如氢、氨和一些生物燃料)替换柴油和船用油。

海洋还可以提供气候安全、可持续的食物选择。目前的食品系统,如排放密集型农业、渔业和加工食品,占全球排放量的三分之一。若将人们的饮食转变为可持续的“蓝色食品”,可以获得相当大的环境和健康效益。像避免过度捕捞和减少碳排放的行动可以使人们转向具有可持续管理实践的渔业生产。此外,采用海上可再生能源有可能提供全球升温不超过1.5℃目标所需减排量的十分之一。国际能源署估计,海上风能可以为世界提供的电力是其当前消耗率的18倍。

自工业化以来,海洋吸收了93%的人类产生的热量和三分之一的人为二氧化碳。蓝碳可在解决气候问题方面提供大量机会。

国际期刊《海洋科学前沿》的一篇论文表示,作为应对气候危机的工具,海洋在气候变化政策领域的重要性日益凸显。蓝碳是海洋、沿海生态系统和物种捕获与储存的碳,具有作为气候变化“基于自然的解决方案”的潜力。特定海洋生态系统的保护和恢复可成为气候缓解政策中气候响应的一部分。

蓝碳:流行词语背后的科学

蓝碳究竟是什么?最具国际影响力的蓝碳合作机制之一“蓝碳倡议”认为,蓝碳是储存在沿海和海洋生态系统中的碳。

“蓝碳,即蓝色碳汇,又叫海洋碳汇。”北京汇智绿色资源研究院院长李金良在接受科技日报记者采访时说,“海洋是一个巨大的碳库,不断通过表层海水与大气进行二氧化碳的碳交换。”

李金良表示,海洋无机碳库的碳储量大约为39.12万亿吨,是大气圈的50多倍和生物圈的近20倍,其中表层海水中的无机碳约为1.02万亿吨,深层海水中的无机碳约为38.1万亿吨,海洋生物群的碳储量较小,只有约30亿吨,海洋在地球碳循环中具有重要地位。

综合“蓝碳倡议”、可持续发展旅游国际组织与美国国家海洋和大气管理局介绍,当前,红树林、潮汐沼泽和海草床等滨海湿地是最受关注的蓝碳生态系统。这些生态系统“捕捉”并在植物和下面的沉积物中隔离并储存了大量的蓝碳,起到了碳汇的作用。

红树林单位面积的碳储存量通常比陆地森林的大。这是因为陆地森林将大部分碳储存在其生物量(树枝、根和叶)中,而蓝碳生态系统将大部分碳储存在土壤中。海草草地和潮汐沼泽通常可将95%以上的碳储存在土壤中。此外,海洋养殖和微生物也具有较强的碳汇作用。

这些沿海系统封存碳的速度要快得多。潮湿的沿海土壤比森林地面的氧气含量低得多,这导致死去的植物需要更长的时间才能腐烂。因此,储存在沿海土壤中的碳往往会被“困”数千年。

除了沿海生态系统,科学家发现,沿海国家的大陆架和深海也储存着大量的二氧化碳。

研究还发现,像抹香鲸这样的海洋动物在碳循环中扮演着关键角色,它们在深海以鱿鱼为食,但在海面进行排泄,将营养物质从海洋深处循环到海面。鲸如同“生物泵”,在此过程中让海洋变肥沃。

现实:蓝碳生态系统机遇与挑战并存

尽管蓝碳生态系统的覆盖面积远小于陆地森林,但它们在应对全球气候危机、培育陆地和海洋生物多样性、支持人类福祉方面发挥着重要作用。

在固碳方面,“蓝碳倡议”表示,当前,全球碳循环的83%是通过海洋循环的,这意味着海洋储存了地球上约93%的二氧化碳。

同时,红树林、海草和潮汐沼泽等蓝碳生态系统也为所有不同种类的海洋和沿海野生动物提供了重要的栖息地。它们可作为天然屏障,保护人类免受热带风暴、海平面上升带来的破坏性影响。它们还有助于保持沉积物并稳定海岸线,从而防止海滩侵蚀。

目前,超过6亿人生活在海岸附近。这些沿海地区在收入和粮食安全方面都严重依赖海洋环境。健康的蓝碳生态系统在维持鱼类种群方面发挥着关键作用,进而也“养活”了世界的渔业。

然而,蓝碳生态系统的规模正在迅速缩小。自20世纪70年代以来,全球红树林面积减少了约40%,潮汐沼泽减少了60%。这会产生双重后果:它们不仅不能再将碳从大气中带走,储存的碳也会释放出来。

人类的一些行为正在将蓝碳生态系统置于危险之中。这些重要的沿海栖息地的破坏主要是发展农业、污染和过度捕捞的结果。随着世界人口的增长,对这些生态系统的压力只会增加。

例如,红树林、海草、湿地被度假村、高尔夫球场、养虾池、农田取代。

在加勒比地区,酒店通常会清理红树林或海草,为游客打造“原始”海滩和游泳区。船锚和螺旋桨也对脆弱的海草床构成危险。

渗入海洋的沉积物和肥料造成的污染是对蓝碳生态系统的另一个主要威胁。近年来,变差的水质导致从墨西哥湾延伸到非洲的藻类大量繁殖。当这种藻类在墨西哥和加勒比海沿岸堆积时,会“杀死”海草。

不断扩大的海底拖网作业每年可能会通过扰乱全球大陆架的碳储存而释放5亿吨二氧化碳。在欧洲,79%的沿海海床和43%的陆架与斜坡区域受到物理干扰,主要是由于海底拖网捕捞。

未来:政策支撑与科技投资助力蓝碳

可持续海洋经济高级别小组的研究报告《让海洋成为气候变化解决方案:5个行动机遇》中写道:“政治意愿、适当的政策、科技投资,只要具备了这三点,海洋就有可能成为我们对抗气候变化的新盟友。”

美国国家海洋和大气管理局认为,减缓气候变化影响的一种方法是通过买卖碳补偿将沿海湿地纳入碳市场。这种方法通过帮助减轻旨在阻止使用化石燃料的碳税,为恢复和保护项目创造了经济激励。当温室气体排放较少时,造成的污染也就较少。当对税收的污染较少时,这一过程不仅有利于环境效益,也有利于经济利益。

“蓝碳倡议”介绍称,目前,科学家们已经开发出可靠的方法来测量和监测储存在红树林、潮汐沼泽和海草的营养生物量和土壤中的蓝碳。同样,如果这些系统被降解或转化,也有方法来估计这些系统的碳损失。测量红树林中储存的蓝碳的协议自建立已有一段时间,潮汐沼泽和海草草地的相关方法现在正变得标准化。

李金良认为,我国在发展蓝碳方面具有一定优势。中国近海包括渤海、黄海、东海和南海,总面积约471万平方公里,占全球海洋面积的1.3%。研究估算,中国海洋大约从大气中吸收二氧化碳3000万吨,相当于全球海洋年固碳量的1.4%。不过,海洋碳汇相对比较稳定,很难采取人为措施大规模增加我国的蓝碳。因此,需要经过科学的分析评估,在生态风险可控、技术经济可行的前提下增加蓝碳。

6月27日至7月1日,2022年联合国海洋大会在葡萄牙里斯本举行。大会强调,迫切需要增加对科学知识和海洋技术投资,以支持有效保护和可持续利用海洋资源。会议还强调需要利用基于自然的解决方案,包括红树林、潮汐沼泽和海草。

不少成员国去年就已宣布其海洋行动承诺。其中,挪威承诺在2030年前将航运排放量削减一半;斐济承诺在2050年前实现航运零碳化;肯尼亚宣布将蓝碳生态系统纳入国家自主贡献;墨西哥声明将31个地区列为鱼类保护区。

联合国秘书长海洋事务特使彼得·汤姆森6月24日发文称,没有健康的海洋,就没有健康的星球。他呼吁所有人都致力于将人与自然的关系转变为一种尊重和平衡的关系,“让我们为我们的子孙后代做这件事,从而让他们在一个健康的星球上过上我们所希望的安全生活”。

 
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