无名英雄海草床丨“吃”碳对抗全球变暖

如何应对这场全球性的气候危机?为了减碳,各国也是各显神通,想尽各种办法。在这其中,海草床强大的固碳功能开始被人们认知,并逐渐崭露头角。

你是否抱怨过毒辣的太阳晒到眼睛无法睁开,一出门就被黏乎乎的汗水浸湿?你是否被突如其来的暴雨淋到怀疑人生,还要在城市内涝下苦不堪言地赶班?近年来,全球多地遭遇破纪录的高温、严冬、洪水、干旱等极端天气,不仅致使世界范围内上千人死亡,造成数以万亿的经济损失,也严重影响到我们的日常生活。2024年1月世界经济论坛(WEF)发布了《2024全球风险报告》(The Global Risks Report 2024),报告指出:极端天气将成为未来2-10年全球最需要重视的风险之一,环境风险可能达到无法挽回的地步[1]。


attachments-2024-07-htZq9iJU668a85f812a10.png

2/3的GRPS受访者将极端天气列为最有可能在2024年在全球范围内造成重大危机的最大风险

来源:世界经济论坛2023-2024年全球风险感知调查[1]


全球变暖是造成极端天气的主要原因已成为全球共识。几乎在所有政府间气候变化专门委员会(IPCC)的预估中,1.5°C的阈值将在本世纪30年代初被突破。研究显示,至少有四个系统被认为可能在1.5°C时濒临崩溃:低纬度珊瑚礁死亡、格陵兰岛和南极西部冰盖崩塌以及永久冻土的突然融化。此外,最新的证据表明,北大西洋次极地环流在升温1.5°C时可能会面临额外的风险,与此同时,北方森林、红树林和海草草甸也将开始变得脆弱[1]。


attachments-2024-07-SqKFlsfF668a862fe99bd.png

全球及各区域系统的临界点

来源:McKay,et.al., 2022;OECD,2022; Lenton,et.al., 2023.[1]


如何应对这场全球性的气候危机?为了减碳,各国也是各显神通,想尽各种办法。在这其中,海草床强大的固碳功能开始被人们认知,并逐渐崭露头角。


“吃”碳高手海草床


海草是地球上唯一一类经陆生植被演化、发展到完全适应海洋环境的高等植物[2] ,存在于六大洲的159个国家,面积超过30万平方公里,多遍布于浅水区,能适应热带到北极圈多种气候[5]。作为沿海的第一道防线,海草可以缓冲海洋酸化、降低海浪能量以保护人们免受日益增加的洪水和风暴的风险。此外,它们还为水生动物提供栖息地、食源,具有重要的生态功能。更为重要的是,尽管对于广袤的海洋世界来说,海草床仅仅占据了不足0.2%的面积,却储存了几乎全世界18%的蓝碳,是非常高效的碳汇 [4] [5]。


attachments-2024-07-vBhmJ8sY668a86753f71e.png

世界海草床蓝色碳汇的分布

来源:UNEP-WCMC [13]


五彩斑斓的碳


“黑碳”是碳物质颗粒造成不纯的燃烧的产物,如烟尘和灰尘等;“棕碳”泛指温室气体。交通运输、工业生产而导致的化石燃料、生物燃料和木材燃烧排放的棕碳和黑碳是全球变暖的主要原因。


 “绿碳”是通过光合作用去除并储存在自然生态系统的植物和土壤中(如林地、种植园、农田和牧场等)的碳,是全球碳循环的重要组成部分。


而近年来被广泛关注的“蓝碳”是指世界海洋捕获的碳。在海洋生态系统中,被红树林、沼泽和海草等捕获并将其储存并埋藏在海洋沉积物中。 [13]


海草床碳汇的形式多种多样,每年对海洋有机碳埋藏贡献超过10%[4],主要形式包括海草及海草床附生、共生的藻类通过光合作用形成的初级生产碳汇、海草床鱼类和底栖贝类等形成的渔业碳汇和沉积碳汇等[2]。


通常情况下, 海草所固定的碳含量大于其代谢需要, 多余的有机碳大部分被运输到海草的根及根状茎, 最终通过环境作用将有机碳固存于沉积物中[6]。其中,超过90%的碳存储于其沉积物中, 能够有效延缓全球气候变化[4]。


attachments-2024-07-X3BH4PIc668a86b56c658.jpg

海草的根状茎

摄影:Dimitris Poursanidis   ©GRID-Arendal    https://www.grida.no/resources/13420


沉积物之所以使有机碳长期储存得益于其厌氧环境不利于微生物的生长[6] 。我们常说的海草床沉积碳汇主要分为三种:①海草对水体悬浮物的捕获;②富含纤维和木质素类物质的植株体形成的沉积碎屑层;③碳在微生物内参与生物化学过程形成的生物量碳。这些碳汇可达数米甚至十几米深,对碳的封存时间可达数千年[2] [7]。


attachments-2024-07-bWzjCwr0668a871579f81.png

海草床的固碳过程

来源:海草床的固碳潜力及其生物量监测方法研究进展[2]


沉积物有机碳


主要来源包括海草、大型藻类和浮游植物等初级生产者以及陆源有机碳的输入等。有机碳的转化主要得益于沉积物内驱动硫酸盐还原的底栖细菌以及诸多水解酶和氧化还原酶的矿化作用。[2]


虽然海草固碳的过程具有相似性,但是相近区域不同种类海草床沉积物有机碳储量存在差别。例如,地中海海草床沉积物有机碳储量较高, 为372.4 MgC/ha; 而巴西南海岸、海南新村湾与宣德礁有机碳储量约为67.6 MgC/ha, 显著低于全球平均值(139.7MgC/ha) [6]。


此外,对于海草床的普查与关注应保持常态化。在最新的加勒比海草分布数据中,专家学者重新估计该区域88170km2的海草储存1337.8(360.5-2335.0,最小和最大估计)Tg碳,预估生态价值约883亿美元/年[8]。在泰国湾西部苏梅岛的海草-珊瑚礁-沙质海岸生态系统中,研究者根据从不同区域采集的海草、藻类和沉积物的样本对有机碳含量进行测定,结果发现总面积178.04公顷地区(包括沙、海草床、大型藻床和活珊瑚),估计储碳量高达9,222.75MgC,其中海草床(122.44 公顷)碳储量占总碳储量的96%,总碳储量为8,876.99 MgC[9]。


attachments-2024-07-KN479t4Y668a877cdb447.jpg

摄影: Dimitris Poursanidis    ©GRID-Arendal 

https://www.grida.no/resources/13426


消逝的海草床造成严重碳损失


虽然海草生态系统对于生物多样性和人类福祉具有重要意义,但不幸的是,海草是受保护最少的沿海生态系统之一。随着环境的污染与人类活动,它们消失的速度比陆地上的任何东西都要快[2][4][7]。海草床受到破坏对其固碳能力产生了严重的影响。最直接的是海草床退化会导致其海草植株有机碳对碳存储贡献的下降, 降低其捕获水体颗粒物的能力, 从而直接降低其碳存储能力。间接地, 人类活动和气候变化等因素还会影响海草床已存储沉积物有机碳的转化过程, 导致海草床生态系统从吸收CO2的“碳汇”转变为排放CO2的“碳源”[4]


attachments-2024-07-uZKTywr2668a87c498817.png

海草床退化沉积物有机碳损失

来源:海草床退化与修复对其沉积物有机碳储存的影响过程[4]


据估计,自80年代以来,全球海草的损失至少为29 %,海草的年下降率达到1.4 % [10]。主要的人为压力确定是:水污染增加浊度和富营养化,海底机械损(如:船锚定),渔业捕捞,城市发展和沿海规划导致的栖息地的改变等[7][10]。


气候已然改变,我们为什么不呢?


2020年10月联合国防灾减灾署(UNDRR)与灾害流行病学研究中心(CRED)联合发布了《灾害造成的人类损失2000—2019》报告,受全球气候变暖影响,与之前的20年相比,21世纪的前20年,高温事件增加了232%,洪涝事件增加了134%,风暴事件增加了40%,山火事件增加了46%,干旱事件增加了29%。


attachments-2024-07-eE6lKoRT668a87fc4518d.png

按类型划分的灾害事件总数:1980-1999年与2000-2019年

来源:《灾害造成的人类损失2000-2019》[14]


这份报告进一步提醒我们,在全球变暖问题上采取行动的紧迫性。目前,全球气温将上升3.2摄氏度或更高,除非工业化国家在未来10年内每年至少减少7.2%的温室气体排放,以实现《巴黎协定》规定的1.5摄氏度的目标[14]。


attachments-2024-07-74VTpOpG668a882a41276.png

来源:Markus Spiske, Unsplash[1]


自十九世纪末以来,全球已丧失了近30%的海草面积,全世界的72种海草物种中至少有22 种已经消失[5]。海草床作为三大蓝碳生态系统之一,对于缓解气候变化功不可没。快速消逝的海草床不仅影响了海洋生态系统,也正牵一发而动全身地影响着人类生活。尽管目前已有一些海草床保护方案,国家间也在努力推行可持续发展战略,然而,自然环境的保护并不是依靠一己之力就能实现的壮举,对于海草研究、观察、宣传海草经济的重要性,促进各级利益攸关方积极参与,推动将海草保护贯彻落实成为当务之急。此时此刻,愈发恶劣的气候变化也给人类的肆无忌惮敲响自然的警钟——我们迫切需要制定和执行承认海草生态系统多重惠益的综合政策和管理方案,呼吁全世界关注并保护海草,保护海洋生态系统!


撰稿:李欣芮、刘青


排版:刘青


参考文献:


[1]World Economic Forum 2024.The Global Risks Report 2024.


https://www.weforum.org/publications/global-risks-report-2024/.


[2]于国旭, 张彦浩, 赵祥, 姜晶晶, 郭栋. 海草床的固碳潜力及其生物量监测方法研究进展[J]. 水产科学, 2024, 43(3): 499-508. DOI: 10.16378/j.cnki.1003-1111.23007


[3]Zhijian Jiang, Jialu He, Yang Fang, jizhen Lin, Songlin Liu, Yunchao Wu, Xiaoping Huang,Effects of herbivore on seagrass, epiphyte and sediment carbon sequestration in tropical seagrass bed,Marine Environmental Research,Volume 190,2023,106122,ISSN 0141-1136,


https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2023.106122.


[4]任玉正, 刘松林, 罗红雪, 等. 海草床退化与修复对其沉积物有机碳储存的影响过程. 科学通报, 2023, 68: 2961–2972 doi: 10.1360/TB-2022-1284


[5]United Nations Environment Programme (2020). Out of the blue: The value of seagrasses to the environment and to people. UNEP,Nairobi  https://www.unep.org/resources/report/out-blue-value-seagrasses-environment-and-people


[6]叶嘉晖, 邱崇玉, 曾文轩, 等. 海草床沉积物有机碳研究综述[J]. 海洋科学, 2022,46(9):130-145.DOI:10.11759/hykx20210815001.


[7]Martin Dahl, Rashid Ismail, Sara Braun, Pere Masqué, Paul S. Lavery, Martin Gullström, Ariane Arias-Ortiz, Maria E. et. al.,Impacts of land-use change and urban development on carbon sequestration in tropical seagrass meadow sediments,Marine Environmental Research,Volume 176,2022,105608,ISSN 0141-1136,https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2022.105608.


[8]Shayka BF, Hesselbarth MHK, Schill SR, Currie WS, Allgeier JE. 2023 .The natural capital of seagrass beds in the Caribbean: evaluating their ecosystem services and blue carbon trade potential. Biol. Lett. 19: 20230075. https://doi.org/10.1098/rsbl.2023.0075


[9]Yeemin T, Sutthacheep M, Pengsakun S, Klinthong W, Chamchoy C and Suebpala W(2024) Quantifying blue carbon stocks in interconnected seagrass, coral reef, and sandy coastline ecosystems in the Western Gulf of Thailand. Front. Mar. Sci. 11:1297286.doi: 10.3389/fmars.2024.1297286


[10]Miriam Montero-Hidalgo, Fernando Tuya, Francisco Otero-Ferrer, Ricardo Haroun, Fernando Santos-Martín,Mapping and assessing seagrass meadows changes and blue carbon under past, current, and future scenarios,Science of The Total Environment,Volume 872,2023,162244,ISSN 0048-9697,https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.162244


[11]Xia Zhang, Songlin Liu, Jinlong Li, Yunchao Wu, Hongxue Luo, Zhijian Jiang, Xiaoping Huang,Nutrient enrichment decreases dissolved organic carbon sequestration potential of tropical seagrass meadows by mediating bacterial activity,Ecological Indicators,Volume145,2022,109576,ISSN 1470-160X,https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2022.109576.


[12]Marta Román, Carmen B. de los Santos, Salvador Román, Rui Santos, Jesús S. Troncoso, Elsa Vázquez, Celia Olabarria,Loss of surficial sedimentary carbon stocks in seagrass meadows subjected to intensive clam harvesting,Marine Environmental Research,Volume 175,2022,105570,ISSN 0141-1136,https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2022.105570.


[13]Nellemann, C., Corcoran, E., Duarte, C. M., Valdés, L., De Young, C., Fonseca, L., Grimsditch, G. (Eds). 2009. Blue Carbon. A Rapid Response Assessment. United Nations Environment Programme, GRID-Arendal, www.grida.no


[14]The United Nations Office for Disaster Risk Reduction (UNDRR) 2020.The human cost of disasters: an overview of the last 20 years (2000-2019)


https://www.undrr.org/publication/human-cost-disasters-overview-last-20-years-2000-2019

  • 发表于 2024-07-07 20:25
  • 阅读 ( 56 )
  • 分类:环保

0 条评论

请先 登录 后评论
溪泽源
溪泽源

72 篇文章

作家榜 »

  1. 溪泽源 72 文章
  2. 瓜瓜。 45 文章
  3. 合一绿 40 文章
  4. 邹胜利 32 文章
  5. 大欣 29 文章
  6. 远道可思 24 文章
  7. 1267 24 文章
  8. 曾俐 21 文章