海洋科普|海洋中的“植树造林”助力碳中和？Nature：不一定

为了早日实现碳中和，阻止全球进一步变暖，海洋绿化被认为是清除大气CO2的重要组成部分，然而最新研究发现，海洋中的“植树造林”在大时间尺度上并不一定助力碳中和！
7 T- |/ _; }* ~' F1 u
+ v0 X7 _& ~3 B" E2021年5月7日，来自澳洲塔斯马尼亚大学和南新威尔士大学的研究人员在国际顶尖期刊《Nature Communications》上在线发表了一篇名为“Testing the climate intervention potential of oceanafforestation using the Great Atlantic Sargassum Belt”的研究论文，文章的中文译名是《利用大西洋马尾藻带测试海洋绿化的气候干预潜力》。
% [. V( Z" ~3 M/ F. |! y; o5 l# A- H

& r+ B( }' Y* e4 t- B0 t
! D1 d' d% v8 h" a
4 m: J7 Q7 G+ h& P
) T# ~( a, p% n. w) }1 r/ D& @# R+ F

                               
登录/注册后可看大图

4 @' b% I' W- w6 b

  B! E+ c/ p$ b, ?. P 在对亚热带北大西洋马尾藻带引起的钙化和营养物质通量的重新分配进行分析之后，研究人员发现，由于复杂的物理和生物地球化学反馈，海洋绿化的CO2清除潜力和副作用都具有极大的不确定性。
& [+ ~- W1 ]0 u6 d) I/ @
对此，文章的主要作者Lennart T. Bach认为，“利用海洋绿化来吸收大气CO2看似将开阔的沙漠化海洋转化为欣欣向荣的绿色海藻生态系统，其实这将可能以付出更多的CO2排放量为代价”。

据悉，Lennart T. Bach是澳洲塔斯马尼亚大学海洋与南极研究所的博士后研究员，研究领域主要集中在海洋碳循环相关方向。
" p5 k' P# O+ C) u) ~; w
5 b" ?7 j. O! @1 c$ a. x' ~, J1 B研究天然类似物是一种低风险、低成本的方法来评估大规模海洋绿化带来的影响，例如皮纳图博火山喷发向海洋输入的大量铁肥，为我们在地球系统对大规模短期扰动响应方面的研究取得了突破。因此，最近出现的（亚）热带北大西洋马尾藻带为研究大规模海洋造林提供了机会。研究人员随即对其进行了卫星勘测和现场调查，如下图所示。
  o- I+ f, i# M4 W& p; v


! P% n: v- t+ G
' O0 u& N  J' W# c( X; h1 O

                               
登录/注册后可看大图

' n" o; f% k8 c5 z3 A8 z. I+ E, z0 E
7 d9 c5 v2 [: i3 z) G! C  b
! c% C6 Z. b2 |, o
在测算了生物量、表面附着生物钙化和营养物质通量等数据之后，研究人员对海洋绿化的效果进行了评估，发现马尾藻带的CO2吸收潜力比原本预期的会降低20～100%。
! Y) `, I9 c7 L" ], E

" _4 Q# m. v! v: }4 A" U7 }通过海洋绿化进行气候干预与陆地造林类似，必须考虑其复杂的地球系统反馈，如下图所示。
0 ?' s7 `( C4 x7 g" X/ a7 H" I

: _. Y8 V9 m8 F5 @/ _

5 m6 p( [( u6 F: j

                               
登录/注册后可看大图

# F9 \* d, Z9 c4 `4 |8 n0 n
7 Y$ j# ]4 \5 y& b3 y
- L! Q6 E: g" r% r4 p/ N


2 M0 s0 R: I! f3 U) w作者提出了两种影响CO2清除效果的反馈机制：

4 Y2 B1 T; [4 `+ A2 }5 E& }
第一，海洋绿化虽然可以通过光合作用消耗CO2，但藻类为表生生物提供了生存环境，表面附着生物钙化形成的颗粒无机碳会降低海水碱度，促进CO2释放；

% o9 N) I/ u+ l1 j& n3 P第二，海洋绿化争夺了浮游植物的营养物质，使其POC产量减少，可能影响浮游植物主导的CO2吸收；

第三，绿化藻类死亡后，会沉积到深海沉积物中，其中90%的沉积碳会被重新矿化，最终在较大时间尺度上（如百年或千年），矿化产生的CO2会被重新输送回大气；

第四，陆地造林会降低反照率，相反的，海洋绿化反照率会增加，因为海藻比海水会反射更多的短波辐射，会将太阳辐射更多的反射到空间中，促进暖化；

" S' p4 u* T/ q, b% ?- r2 {0 v9 ?5 K第五，实施海洋绿化过程中，种植、培育、收割和运输等各环节产生的碳排放，都需要精准量化和评估。

% L: G" L4 R) I, X- z: h研究人员认为，到目前为止，我们对海洋绿化的副作用知之甚少，全面评估海洋绿化对CO2清除的效率与潜力，仍然具有很大挑战，不能忽略现实地球系统反馈的复杂性。

2 L  q6 w/ X5 U1 d总之，人们的设想总是美好的，而自然往往超出我们的认知。

8 g8 L+ U) X& L2 f0 H3 e& ^  B& s
<hr>参考文献：www.52ocean.cn
# W9 j3 ]- ~- _( ^- F
简述翻译者：海南大学研究生李凤莹