什么是碳汇? 它们如何影响气候变化? - 海洋化石燃料

碳循环是地球上生命的重要组成部分，也是生物相互作用的方式。碳对所有生命都是必不可少的，从人类到植物，从我们的食物到我们呼吸的空气，都可以在所有生物中找到碳。碳也是我们很多行业的主要元素。简单地说，没有碳，地球上的生命将无法生存。这就是为什么碳循环和保持碳循环平衡的认识是至关重要的。

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碳是宇宙中第四常见的元素。地球上大部分的碳都在地壳内，或者岩石圈内，但它也可以在地球的所有其他领域中找到，如 大气、水圈(即海洋和水体)和生物圈，包括所有生物。

01 碳在自然界中的存在

碳循环是碳从一个储层转移到另一个储层的过程。光合作用的过程利用二氧化碳帮助植物合成食物。这将二氧化碳从大气中转移到植物中。然后植物释放氧气。然后，植物通常会在其整个生命中储存这些二氧化碳。当植物死亡时，碳会转移到土壤中。随着植物继续分解，碳分子被释放回大气中。

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碳也存在于海洋和水源中，可以被海洋和水生动物摄入。植物也可以被食用，这样碳就被转移到动物体内，或者这些动物可以把它们的碳转移到人类身上。同样，当野生动物死亡时，碳又被释放出来。然而，有时这些动物会分解到土壤中成为沉积物，从而捕获碳。随着时间的推移，这些碳和有机物承受压力，并将成为岩石和矿物

化石燃料的形成与此大致相同，有机物被困在土壤中，分解成碳基燃料。当这些燃料燃烧时，大量的碳和碳气体被释放回大气中。

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02 什么是碳汇?

碳汇是一种自然系统，是指吸收或储存的碳比释放的碳多的区域。它通常会在很长一段时间内保留碳，这意味着它基本上会把碳困在里面。碳汇从大气中吸收二氧化碳，有效地过滤掉大气中多余的二氧化碳。这个过程被称为碳封存。

为什么它们如此重要? 二氧化碳(CO2)是通过自然过程释放的，比如动物呼吸和火山爆发，以及燃烧化石燃料和砍伐树木等人类活动。碳汇是大自然缩小碳释放量和碳储存量之间差距的一种方式。

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二氧化碳也是导致气候变化的主要温室气体。由于二氧化碳将地球包裹在温室气体分子中，并吸收了太阳的热量，导致全球气温上升。更高水平的碳排放意味着更高的温度。由于人类活动产生的二氧化碳越来越多，超过了自然碳储存过程所能处理的量，因此保护大自然的碳汇至关重要

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03 自然碳汇的类型

地球上最大的碳汇是森林和植物、土壤和海洋。总之，这些环境能源自然地从大气中积累碳，并将其长期储存。

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1）森林和植物

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碳汇的主要例子或类型是森林。大面积的植被就像过滤器一样，从空气中吸收碳——在这种情况下是二氧化碳。森林或一般的植物被认为是天然的碳汇，它们是地球上生命和元素自然平衡的一部分。树木每年每公顷能吸收多达20吨二氧化碳。

当森林里的植物和树木生长时，它们需要二氧化碳、水和阳光来进行光合作用。在这个过程中，植物和树木叶片上的气孔从大气中吸收二氧化碳，并将其与水和阳光一起转化为植物生长所需的糖。这些碳随后成为植物的一部分，植物维持碳并释放氧气。这种吸收碳的过程使植物，更确切地说，森林成为碳汇。大量的碳被吸收，但只有极少量的碳被释放出来，因为通常碳会一直保存到植物死亡。对大多数树木来说，这需要几十年。

草原也能吸收大量的碳。在加利福尼亚这样的地方，森林受到野火和干旱的威胁更大，它们可以被认为是比树木更可靠的碳汇。

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2）海洋

就像森林一样，海洋被称为碳汇，因为它们吸收大量的二氧化碳。像在陆地上一样，藻类和海带等植物吸收二氧化碳并产生氧气作为副产品。海洋本身也通过扩散过程从大气中吸收二氧化碳分子，这是水循环不可或缺的一部分。然后，二氧化碳在地球海洋的浅层，那里的波浪和湍流可以把它推到更深的水域。地球上的海洋吸收了化石燃料产生的约25%的碳。虽然海洋碳汇吸收碳的过程是自然的，但化石燃料和大气中碳的增加意味着海洋中二氧化碳的增加。随着时间的推移，由于海水中二氧化碳的增加，地球上的海洋变得越来越酸。

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世界上的海洋在碳封存方面发挥着巨大的作用，既通过溶解和吸收地表水中的二氧化碳，也通过浮游植物、海藻和海草的光合作用。人们发现，一种叫做硅藻的微小植物每年仅靠漂浮在海洋上就能吸收100 - 200亿吨二氧化碳

红树林等沿海植被也是全球碳封存的重要贡献者(通常被称为“蓝碳”)，因为海洋植物栖息地的土壤的碳吸收率明显高于陆地生态系统。

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3）土壤

碳也被覆盖在地球上的土壤所吸收。这主要发生在植物死亡期间。分解的过程分解了植物，释放出储存的二氧化碳和碳分子回到土壤中。随着时间的推移，在巨大的压力下，土壤中的碳可以产生化石燃料，或某些类型的岩石和矿物质。

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土壤含有矿物质颗粒，分解的植物物质，空气，水，甚至生物体。这意味着它们保留了大量的碳，这些碳是那些物质(主要是植物)以前从大气中吸收的。土壤可以储存这些碳，否则这些碳会以二氧化碳的形式返回大气很长一段时间。

泥炭地是一种湿地， 在这里，浸水的环境减缓了植物的分解，从而产生了大量富含碳的土壤，或“泥炭”。植物从大气中吸收的碳自然储存在这些泥炭土壤中，有助于减缓全球变暖。尽管泥炭地只覆盖了全球陆地表面的3%，但它们含有超过6000亿吨的碳，占所有土壤碳的44%，使泥炭地成为世界上最大的陆地碳汇。

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04 碳汇与气候变化

碳汇对于管理大气中的碳水平和确保全球变暖得到控制至关重要。唯一的问题是，碳汇有一个最大限度。

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当气候碳汇被破坏或破坏时(例如，亚马逊雨林大火肆虐，或者海洋中过量的碳导致海水变酸)，这些生态系统可能会完全停止吸收碳，甚至将储存的碳排放回大气中。例如，海洋变暖会影响海洋生态系统吸收二氧化碳的能力，因为温暖的海水自然会吸收更少的二氧化碳，因为它对海洋栖息地造成了压力，而海洋栖息地本应在较低的温度下生存。

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随着地球上，特别是地球大气中碳的增加，影响在世界各地都可以看到。海洋正变得越来越酸，这对许多海洋物种来说是非常有害的，因为它们无法在这样的水域中茁壮成长。此外，大气中碳的增加正在使许多地区的温度升高，并破坏地球生态系统的平衡。气温上升影响着世界各地的动植物。

燃烧煤炭、石油和天然气等化石燃料是迄今为止气候变化的最大贡献者。根据联合国的数据，中国的二氧化碳排放量占全球的近90%，温室气体排放量占全球的75%以上。

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减少化石燃料的使用是平衡碳循环的关键途径之一。化石燃料需要数千年的时间才能形成，但由于先进的技术，这些燃料矿床的开采速度比形成速度要快得多。太阳能、风能或电力等替代能源可以缓解化石燃料的压力，并提供对环境更环保的替代能源。

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同样，改变工业和农业生产过程也可以减少二氧化碳排放。有机农业还注重可持续性和减少排放。据称，轮作和免耕农业可以减少大约50%的碳排放。

05 保护我们的碳汇

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在碳循环中保持碳平衡，更广泛地说，保持地球健康至关重要。出于这个原因，人们在创造和维持碳汇方面做了一些工作。关注可持续森林管理，保护公园和森林地区，有助于确保确实存在的碳汇继续发挥过滤空气中碳的作用。同样，减少森林砍伐，专注于重新种植和维护现有的森林，有助于保持规模平衡。即使在重新造林之外，刺激植物生长也很重要。在海洋中，向公海添加铁键分子有助于促进海洋植物的生长，这些植物可以吸收多余的二氧化碳。

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吸收二氧化碳的天然碳汇执行生物碳封存，但气候工程师也在开发从工业来源捕获碳并将其注入地下存储的新技术。然而，这些解决方案远远不能提供足够的碳储存来降低当前大气中的二氧化碳浓度，也不能取代自然碳汇的力量。

不幸的是，人类活动和随后增加的二氧化碳排放正在破坏碳和地球大气之间的微妙平衡。保护和恢复我们最不可或缺的碳汇和其他重要的自然资源，对于维持未来环境的稳定至关重要。

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资料来源：

https://www.worldatlas.com/articles/what-is-a-carbon-sink.html，

https://www.treehugger.com/what-are-carbon-sinks-6833534