地球上已知的所有生命都是以碳元素為有機物質(zhì)基礎(chǔ)的生物。約38億年前,地球早期的碳基生命于海洋深處誕生。
如今,碳廣泛地存在于我們身邊,并活躍于地球表面各個圈層的物質(zhì)交換中。在廣袤無垠的海洋中,真光層(指水層中有光線透過的部分)的浮游生物通過光合作用固定二氧化碳,然后以被濾食、沉降等形式進入深海,在美麗的珊瑚礁的物質(zhì)組成中也有碳酸根的存在。讓我們一起去看看海洋在儲碳、固碳方面有著哪些出眾表現(xiàn)吧。
海洋:氣候的“緩沖器”
通過海洋活動及海洋生物吸收大氣中的二氧化碳,并將其固定、儲存在海洋的過程、活動和機制被稱為海洋碳匯。海洋碳匯所指的“碳”,包括了從鮮活的魚蝦,到水中溶解的碳酸根、碳酸氫根離子,再到貝類的碳酸鹽外殼等多種形式。
二氧化碳進入海洋過程示意圖(繪圖/張玲)
海洋占地球表面積的71%,這個龐大的碳庫儲碳量是陸地的20倍、大氣的50倍。自工業(yè)革命以來,人類產(chǎn)生的二氧化碳有大約48%被海水吸收,可以說,海洋是調(diào)節(jié)全球氣候變化的重要“緩沖帶”。
廣西壯族自治區(qū)北海市南流江入???/p>
除了對大氣二氧化碳的吸收以外,海洋對泥沙中包含的固體沉積碳也有很強的儲存作用。中國海岸線總長度3.2萬千米,其中大陸海岸線1.8萬千米,島嶼海岸線1.4萬千米,上千條河流匯入海洋。
人們在海邊進行漁業(yè)養(yǎng)殖、生產(chǎn)生活排污等活動,使得面積占比很小的邊緣海(位于大陸和大洋的邊緣的海洋,其一側(cè)以大陸為界,另一側(cè)以半島、島嶼或島弧與大洋分隔,但水流交換通暢的海)需要儲存整個海洋中80%左右的沉積有機碳。入海河流攜帶著源自陸地的含碳沉積物,將它們連同泥沙一起,堆積埋藏在邊緣海的海底,阻止了這些碳被分解成為二氧化碳進入空氣。
海洋生物:碳的“搬運工”
海洋生物將無機碳轉(zhuǎn)化為有機碳并沉降至深海,是固碳與儲碳的天然“碳匯”。以鯨為例,這種大型哺乳動物的體重可達200噸,壽命可長達100年,它們可以長時間地儲存大量的碳,這種儲存在生物體中的碳被稱為生物量碳。不僅如此,在鯨死后,鯨落會沉入海底,與世隔絕長達數(shù)百萬年,這部分生物量碳相當(dāng)于永久性地封存在海底,成為“死碳”,也就是不會產(chǎn)生溫室效應(yīng)的碳。
海洋中的浮游生物吸收和固定海水環(huán)境中的碳,將其轉(zhuǎn)化為顆粒態(tài)和溶解態(tài)有機碳,再通過食物鏈中上層物種的捕食和分解等實現(xiàn)循環(huán)。此外,魚群每天在不同深度的水域中上下游動,將富含碳的糞便顆粒排入海中,這些顆粒下沉至水下,需要很長時間才可能重新循環(huán)回到海水表面。
生長在濱海濕地的固碳“達人”
海洋碳匯并不局限于海水和海底對碳的儲存。濱海濕地的紅樹林、鹽沼、海草床等生態(tài)系統(tǒng)更是吸收和固定二氧化碳的能手,能夠通過光合作用快速從環(huán)境中吸收二氧化碳,并以枝葉、根莖等形式保存下來,為大氣中二氧化碳濃度的降低作出巨大貢獻。但是,如果這些生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞,那么已經(jīng)固定下來的碳就可能被分解、回到碳循環(huán)中。
濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)是吸收和固定二氧化碳的能手
重視海洋及濱海生態(tài)系統(tǒng)對碳的固定作用,不僅能夠減緩全球氣候變暖,創(chuàng)造的碳匯還能夠用于“藍碳交易”(海洋碳匯可以在取得相關(guān)認證的基礎(chǔ)上進行市場化交易)。了解海洋碳匯、發(fā)展海洋碳匯,將提升中國生態(tài)系統(tǒng)的固碳儲碳潛能,助力早日實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。