【海洋之谜】黄渤海能够吸收多少二氧化碳？

■ 本报记者 赵婧
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　　进入冬季，我国频繁发生的区域性雾霾天气，人们总把这一现象和碳排放联系在一起。
* ~& i7 J1 J# D7 D/ U　　有关资料显示，全球海洋每年从大气中大约吸收95亿吨二氧化碳，是地球系统的主要碳汇之一。那么，我国近海的碳汇能力如何？在全球气候变化背景下碳汇能力有何变化？为了回答这些问题，近年来，北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院首席科学家王秀君教授带领团队，一直在研究具有代表性的黄渤海固碳储碳潜力。日前，他们发现，黄渤海水中颗粒有机碳是西太平洋及其他大洋的数倍，固碳潜力较大，并且近几年有明显增加趋势。他们的研究，为寻找二氧化碳的出路提供了新的可能。


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, k. U5 z( R7 i0 j# _▶探究中国近海发现碳变规律


　　“通过对美国Aqua卫星携带的MODIS传感器上高精度数据，我们分析发现黄渤海水中颗粒有机碳和叶绿素都远远高于西太平洋及其他大洋。”王秀君说。
　　有机碳的储量多少，直接表明了黄渤海的储碳能力。海洋通过微型浮游植物的光合作用吸收二氧化碳，叶绿素的含量可以反映光合作用的强弱。通过分析2003年~2016年黄渤海的颗粒有机碳和叶绿素卫星数据，研究人员还发现，这两项指标在厄尔尼诺、拉尼娜事件时都有规律性表现。
　　“叶绿素在2011年拉尼娜事件时达最高值，在2015年~2016年极强厄尔尼诺事件时降到最低值，相比2011年降低了约20%。这表明，光合作用过程受厄尔尼诺、拉尼娜现象的影响显著。”但是，在分析颗粒有机碳含量时，研究团队发现，它和叶绿素含量呈弱反向关系。
. D+ L! u1 N( Q( C7 e. r　　“这表明，导致黄渤海中有机碳变化的原因比较复杂。除了光合作用能产生有机碳之外，其他一些过程也会引起颗粒有机碳的增加。我们推测，这些外源输入主要包括河口及海岸带输入、大气沉降等。另外，外海水的输入输出会降低黄渤海中有机碳的含量。”
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▶了解增汇能力 构建验证模型

9 W0 ^, {( S8 ^3 ^6 i% f& }
6 W3 C: M) d3 _0 a5 x6 D　　为了厘清黄渤海颗粒有机碳的变化规律，2013年至今，王秀君带领团队，围绕黄渤海固碳潜力，开展了对水体颗粒有机碳时空演变以及沉积物碳埋藏的研究。
3 Q2 a; V" }" K1 G& h# {% G　　谈到这个项目可能带来的社会价值，王秀君说：“气候变化中很重要的一个现象是全球变暖，其主要原因是温室气体排放。如
: T2 q& b: p" E2 P$ _* T; D' v- B+ s7 n% y　　今，大气中二氧化碳浓度已经从工业革命前的280ppm（百万分比浓度）增加到超过400ppm。2010年以后，二氧化碳年平均增长率已超过1.9ppm。如何应对全球气候变暖，需要采取一些措施，让大气中二氧化碳的浓度不再升高。一方面是人为控制，即减排；另一方面就是增汇。我们研究的就是增汇部分，了解黄渤海吸收二氧化碳的能力。”
　　黄渤海位于我国大陆与朝鲜半岛之间，是太平洋西部的一个半封闭的边缘浅海，既受大洋环流等物理过程的影响，又受海岸带人类活动的影响。“中国近海非常大，而黄渤海区域生物地球化学过程复杂，有机碳含量大、碳汇过程强，所以我们选了黄渤海作为研究对象。”王秀君说。
　　项目历时近5年，目的是要构建近海碳循环模型，并且验证模型的可靠性。其中，前两年主要是改进研究者已有的一个区域碳循环模型，并验证模型在西太平洋的模拟结果；后3年研究黄渤海的有机碳变化过程，构建黄渤海碳循环模型。
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▶专注研究攻关寻求可靠依据


0 i' S4 k) u! N! s/ P　　根据项目的最初设计，需要海洋动力学、生物化学、海—气耦合过程等方面的研究人员。然而，项目启动以后便遇到了人手不足、研究方向不对口等问题，尤其是未能找到海洋动力学方面的研究人员。在项目执行期间，王秀君邀请了一位参与过海气耦合模型的副教授参加，聘用了一位从事有机碳研究的科研助理，常规“编制”还有一个博士后、两个研究生。博士后专注河口沉积物演变过程及对碳埋藏的影响，一个研究生做海洋遥感，另一个构建模型。
9 n+ K) k; |. }$ l- ~7 a; z4 v　　在王秀君的办公室，一位研究生向记者演示了其参与黄渤海有机碳研究的部分工作。比如，从美国国家航空航天局网站下载MODIS传感器高精度卫星数据，去掉特殊的无效性数值，编写小程序读取、呈现空间分布特征图形，分析表层颗粒有机碳浓度与其他因素的关系。
0 k" ^5 B' F( n0 v　　研究沉积物演变过程的博士后向记者讲述了孤身一人租船出海、采集沉积物样品的过程。他最终采集了20多个取样点的样品，得出了黄河河口表层沉积物有机碳的空间分布特征。
+ U2 b8 z( ?2 Y  @4 d　　谈到这些困难，王秀君说：“弄清黄渤海有机碳的含量及其变化规律，为我国增汇减排、控制沿岸环境污染提供科学依据，从科学意义和实用价值来讲都是很有意义的。能为这一科学研究提供基础数据，我们感到很欣慰。”......查看原文：www.52ocean.cn