蓝碳,来自大海的神奇魔法

2022-11-01 03:29自然资源部第二海洋研究所副研究员
中学生天地(B版) 2022年9期
关键词:海草红树林鲸鱼

文/王 嵘(自然资源部第二海洋研究所副研究员)

蓝碳精灵:鲸鱼

鲸鱼体形和食量巨大,一旦死亡,胃里没消化的食物会迅速腐化,产生甲烷等气体,加上鲸鱼长期生活在深海,体内带有平衡水压的气体,因此搁浅死亡的鲸鱼常常面临一个很恐怖的结果——鲸爆。2004年,一头17 米长、50 吨重的抹香鲸在中国台湾台南市海滩搁浅死亡,随即被送往台南大学进行科学研究。结果在运输途中发生爆炸,内脏喷射出来,飞溅四散,当街围观的民众惊呼:“臭到差点往生!”

在现代石油化工应用之前的19世纪,鲸油是最重要的化工原料。鲸油燃烧时烟雾小,且没有其他动物油脂的刺鼻气味,被广泛用于制造蜡烛和灯具燃料。从一头成年蓝鲸身上可以提取40 吨鲸油,捕到一头蓝鲸,普通船员能分到的钱相当于在陆地上当工人半年的工资,由此可以想象鲸鱼的生存状态是多么恶劣。根据科学家估算,工业化捕鲸以来,鲸鱼数量急剧减少了66%~90%。

作为地球上最大的动物,鲸鱼死亡后,巨大的身躯无法被第一拨食腐动物分食殆尽,坠入深渊后,在长达数月甚至数十年的时间里,将为深海鱼类、甲壳类、多毛类、厌氧生物等食物链上的不同层次食客提供给养,和热液、冷泉一起,被誉为海底三大供能生态系统。

拥有庞大身躯的鲸鱼,在漫长的生命历程中,体内储存了大量的碳。在工业化捕鲸之前,每年通过鲸鱼尸体直接固定在海底的碳,高达19 万~190 万吨,相当于4 万~41 万辆汽车每年的排放量。

同时,鲸鱼粪便富含铁,作为“铁肥”可以极大地促进海洋中微生物的勃发,使其将大气中的二氧化碳通过光合作用转化成有机质,以及转化为软体动物的钙质壳体。这个叫作“生物碳泵”的体系,把大气中的二氧化碳“泵吸”出来,转化成稳定沉积物,其固碳能力4 倍于著名的“亚马孙雨林”。

↓一幅19世纪描绘捕鲸场面的艺术作品(图/IC photo)

蓝碳主力:海岸带

鲸鱼最好的固碳方式是把从大气中吸收并储存在身体里的碳,再转移到海底的沉积物中。但即使鲸鱼把粪便和身体都奉献出来,深海贫瘠的生产力也决定了鲸鱼并不是蓝碳的主力。

而仅占海洋面积2%的海岸线,却提供了海洋50%的固碳能力。其中的蓝碳“三驾马车”,分别是海岸带中的海草床、红树林、盐沼,在全球大约覆盖了49 万平方千米。

西澳大利亚海岸的巨大海草草甸,最近被科学家惊奇地发现它实际上是地球上目前已知的最大型植物个体,本期“搜罗天下”栏目(P 7)已有提及。(图/视觉中国)

海草是高等植物,成片的海草能构成海草床,在水下1~60 米(大多位于1~4 米)的地方通过光合作用蓬勃生长,供养着从低级藻类到高等哺乳动物“美人鱼”儒艮等生物群体。除了南极洲,其他六大洲的海岸都有海草床的分布,位于印度洋的马尼亚沙洲拥有全球面积最大的海草床。中国的海南岛周边、渤海湾也分布着品种各异的海草床。

红树林,因为含有红褐色的单宁成分而得名。这种生长在热带、亚热带海岸潮间带的灌木和乔木植物,构成了一个庞大的生态系统,将大量二氧化碳经由叶片吸入固定,再通过发达的根系转移到泥滩上,更是多次在台风中消弭风暴潮。因周期性的潮汐侵入,红树林根系和树叶在沉积物中处于厌氧状态,有些地区的红树林泥炭可达十几米之深,将大量的碳埋藏固定起来。位于南亚的孙德尔本斯森林保护区是世界上最大的连片红树林区,“孙德尔本斯”(Sundarbans)这个词本身就是一种红树林的名字。庞大的红树林系统具备足够的生产力,能为孟加拉虎这样的濒危高等食肉动物提供栖息地。

而在潮汐强烈的地方,大海把细颗粒的物质堆积在海岸上,形成了盐沼。不同于红树林只能生长在温暖的南方,高纬度地区的淤泥质海岸也广泛发育成潮滩。这里面夹杂了大量的碳碎屑,生长着芦苇、碱蓬、柽柳等植物,巨量的沉积物里蕴含着一个巨大的碳库。

中国蓝碳

我国是世界上少数几个同时拥有海草床、红树林和盐沼这三大滨海蓝碳生态系统的国家之一,生境总面积1700~3000 平方千米,年碳汇量为120 万~300万吨。其中,海草床主要分布在黄渤海区和南海区,红树林主要分布在广东、广西、海南、福建和台湾等地;盐沼则主要分布在辽河口、黄河口、长江口、闽江口等河口区域。

随着经济的发展,中国的蓝碳面临着和世界各国一样的问题。一方面,人类活动扩张,污染、填海、开垦,挤压了滨海蓝碳生态系统的空间。在粮食短缺的年代,一句“向大海要粮食”毁掉了成片的红树林,至今无法恢复;经济高速发展以后,对优质海洋蛋白质的需求激增,沿海水产带来的水质污染和阳光遮蔽,让对环境非常挑剔的海草床大幅退化;沿海土地资源紧张,围海造田、围海造地,围的大多是盐滩。另一方面,全球变暖带来的海平面上升,也在侵蚀着原本就脆弱的生态系统,红树林可能无法出露,海草床的光合作用锐减,盐滩的颗粒供给动力中断,这对蓝碳而言无疑是灭顶之灾。

但中国已经提出了碳达峰和碳中和目标。2030年碳达峰后,我们就要依靠像蓝碳这样的碳汇来完成2060年碳中和的目标。除了拥有丰富的蓝碳潜力,我国在相关产业配套和科研条件上也长期埋头积累,在自然资源部的主导下,实施了“南红北柳”“蓝色海湾”等工程,为推动蓝碳发展积累了宝贵经验。2021年9月,红树林生态修复项目2000 吨海洋碳汇在厦门产权交易中心海洋碳汇交易平台顺利成交,开创了蓝碳交易的先河。

不能完全指望蓝碳

梳理一下逻辑,人类燃烧化石燃料导致大气中二氧化碳加剧,被国际社会认定为引发全球变暖以及气候环境紊乱的原因。要想减少大气中的二氧化碳,除了减少排放,还要从大气中捕获碳,并将碳封存在稳定的、不容易向大气泄漏的地方。

为了实现全球温度2100年不超过工业化前1.5℃的目标(《巴黎协定》共识,简称1.5℃目标),全球温室气体排放必须“最迟在2025年之前”达到峰值,到2030年减少48%,同时甲烷排放量也需减少三分之一。

我们在前文说过,在工业化捕鲸之前,每年通过鲸鱼尸体直接固定在海底的碳相当于4 万~41 万辆汽车每年的排放量。但是据统计,2021年全球售出的汽车超过8000 万辆!所以我们不能完全依靠大自然的自我修复能力,人类要做的节能减排工作依旧任重而道远。

↑辽宁盘锦辽河口滩涂上的碱蓬草形成了壮观的“红海滩”景象(图/视觉中国)

←孟加拉国孙德尔本斯的红树林为诸多生灵提供了栖息地(图/图虫创意)

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