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海洋生物是固碳与储碳的天然“碳汇”

发布时间:2020-03-20 12:32:56  来源:林草价值网链

科学家越来越担心气候变化会给地球和人类带来灾难性的影响,因此一直在努力探索新方法来缓解这一问题。全球变暖的主要原因是,人类在近一个世纪以来大规模使用化石燃料(如煤、石油等),排放出大量的二氧化碳等温室气体。这些二氧化碳去了哪里呢?有什么方法可以减少空气中的二氧化碳呢?科学家试图了解碳元素在自然界储存的方式和过程,识别和保护天然“碳汇”,维护大自然收集二氧化碳的“原力”。


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海洋是世界上最大的“碳汇”


在陆地上,森林和湿地就是天然"碳汇",可以捕获和储存大量的碳,各国已经制订了相关的法律法规来保护这些重要的陆地生态系统。实际上,海洋才是地球上最大的“碳汇”,也是地球大气循环的核心环节。海洋动物可以通过一系列的自然过程来吸收碳,这些自然过程包括在它们的身体中储存碳,以及将碳转变成粪便沉入深海。例如,像鲸鱼这样的大型动物可以长期储存大量的碳。一些海洋植物,例如海带森林储存碳的能力很强,在水獭等海洋动物的帮助下,海带森林可以更加繁茂。其它脊椎动物,如鱼类、海鸟和海洋哺乳动物,也能帮助锁住大气中的碳。有些鱼每天在不同深度的水域中上下移动,晚上游向水面觅食,白天下潜到深水区,在这里,它们释放出富含碳的粪便颗粒,这些颗粒可以下沉到水下300米以下,需要很长时间才能重新循环回到地表,这部分碳可能会被封存数十至数百年。海洋"碳汇"如此重要,然而,到目前为止,还没有制定政策来保护海洋中的“碳汇”。


关于海洋“碳汇”,也就是“蓝碳”,科学研究还刚起步


之所以国际上还没有制定任何政策来保护海洋中的“碳汇”,是因为与海洋动物有关的“蓝碳”难以精确定量。这一研究领域起步很晚,最早的研究结果之一发表于2010年,计算了鲸鱼捕获和储存碳的能力——12万只抹香鲸每年通过粪便可以捕获220万吨碳。发表于2010年的另一项研究计算出,在人类开始捕鲸之前,全球大约有250万头大型鲸鱼,每年捕获近21万吨碳,这相当于每年减少大约15万辆公路汽车。2012年的一项研究发现,海獭每年可以帮助海带森林捕获15万吨到2200万吨的碳。还有2013年的一项研究发现,美国西部海岸附近的灯笼鱼和其他鱼类每年在粪便颗粒中储存了超过3000万吨碳。尽管科研人员努力了近十年,但是到目前为止,已经完成核算的海洋“碳汇”仅仅占总量的不到1%。


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以鲸鱼为例,许多海洋生物可以直接和间接储存碳


研究海洋"碳汇"十分困难,因为海洋生物捕获和储存碳的机制十分复杂,有许多间接作用难以衡量。以鲸鱼为例,这种大型哺乳动物的体重可以达到50吨,寿命超过200年,它们可以长时间地储存大量的碳,这种储存在生物体中的碳被称为生物量碳(Biomass Carbon)。不仅如此,在鲸鱼死亡后,尸体会沉入海底,与世隔绝长达数百万年,这部分生物量碳相当于永久性地被困在海底,成为“死碳”,也就是不会产生温室效应的碳。


鲸鱼可以直接或间接捕获碳


除了用肉体储碳之外,鲸鱼的生活习性会带来另一些间接的"碳汇"作用,被海洋科学家形象地比喻为“鲸鱼泵”。首先,鲸鱼在深海觅食,然后在海面休息时释放出浮力大、营养丰富的粪便泡沫,这可以给浮游植物施肥,刺激浮游植物的生长。浮游植物利用阳光和二氧化碳来合成植物组织,这一过程就会捕获温室气体。其次,鲸鱼将大量的营养物质在地域上重新分配,它们在高纬度地区进食时吸收营养物质,然后在低纬度地区繁殖时释放这些营养物质,如尿素,为低纬度地区提供重要的营养来源,促进当地浮游植物的生长。再次,鲸鱼还可以在海洋中不同深度的水域游动,将营养物质提供给海洋表面的浮游植物。因此,在计算鲸鱼的“碳汇”时也要纳入“鲸鱼泵”这一类间接作用,学术上称为“仿生学碳”(Biomixing Carbon)。国际捕鲸委员会在2018年通过了两项决议,肯定了鲸鱼的"碳汇"价值。


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保护海洋生物需要全世界的政府和科学家共同努力


不算不知道,一算吓一跳,海洋生物会捕获和储存大量的碳,保护海洋生物可能成为应对温室效应的关键。海洋不仅能够为人类提供食物、氧气、娱乐和自然美景,还可以提供“碳汇”。世界各地的许多政府和组织正在努力采取措施,重建全球海洋生态,禁止非法捕鱼,减少海洋污染,以及建立海洋保护区等。科学地认识海洋动物对地球碳循环的作用还处于起步阶段,目前所确定的碳捕获机制十分有限,需要通过进一步的大量的研究加以完善。


责任编辑:朱子桐
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