中国的“蓝碳”方案如何与众不同?

2021-10-9 16:03 来源: 中外对话 |作者: 蒋亦凡

“海洋微生物碳泵”为什么重要?


王宏副部长所说的“海洋微生物碳泵”(microbial carbon pump)是来自另一位院士——中国科学院院士、厦门大学海洋与地球学院教授焦念志的理论创新。它深刻影响了国际科学界对海洋固碳能力的理解,扩张了“蓝碳”的边界,以这个理论为基础,中国科学家提出多种雄心勃勃的海洋“负排放”方案。

有机碳以两种形式在海洋中存在——溶解性有机碳(DOC)和颗粒有机碳(POC),前者占绝大多数,是后者的20倍。而溶解有机碳中,95%都是惰性溶解有机碳(RDOC),其余则是活性溶解有机碳(LDOC)。前者不容易降解,可以在海洋中被储存4-6千年,而后者容易被微生物降解而成为新的排放。惰性溶解有机碳构成了海洋中一个巨大的碳库,其容量与大气中二氧化碳的含碳量相当。通过人工手段扩充这个碳库,就成为增加海洋固碳能力的重要途径。

科学家们早就知道惰性溶解有机碳的存在,但半个世纪以来一直不知道它是怎么产生的,甚至猜想它可能来自海床下的有机物渗漏,但被后来的研究否定。但是焦念志等人的研究发现,深海中惰性溶解有机碳的大部分是微生物对活性溶解有机碳转化而来的。而且这种转化不仅效率高,而且由于海洋微生物数量巨大而总量惊人。他们把这种机制称作“微生物碳泵”(Microbial Carbon Pump)。

理解了这座巨大且稳定的碳库的来源,帮助焦念志和同行们提出了两种巩固和扩大它的方案,两者都试图加强微生物泵的固碳效能,并且防止微生物本身排放过多的温室气体。两者都和治理近海的富营养化有关。

第一种方案是“陆海统筹减排增汇”,提出通过控制化肥使用等手段减少来自陆上农业的氮、磷排放量,从而减少入海营养盐,防止近海富营养化——因为过多的营养盐会抑制微生物的碳泵效率,同时促进其呼吸排放温室气体。

第二种方案叫“海水养殖区人工上升流增汇”。它提出使用清洁能源将积累在近海养殖区海底的富营养化海水打到上层供海藻等养殖对象使用,同时缓解海底的缺氧状况。这一方面实现了“养殖增汇”,另一方面也如前文所述,有助于提高微生物碳泵的效率,避免碳排放。还有一个额外的好处是,它可以缓慢释放海底的“富营养炸弹”,从而避免风暴潮的突然扰动引发赤潮等生态灾害——有学者认为导致年初胶州湾海星爆发的一个原因就是台风过境泰来的营养盐提高了海星幼虫的成活率。

在焦念志看来,红树林等海岸带蓝碳虽然看得见摸得着,但是总量有限(IPCC认为可能只能抵消不到2%的当前排放),“除了生态系统服务功能之外,难以起到应对气候变化的作用”。在提出以上两种增汇方案的同时,他还呼吁在酸化和缺氧海区通过实施海洋碱化实现大规模海洋储碳,从而实现更广义的“海洋负排放技术”(海洋碱化一般不被认为是增汇,而是二氧化碳移除技术),从而支撑“碳中和”需求。

IPCC的《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》认为陆海统筹减排增汇方案的好处有待得到量化确认,其移除二氧化碳的长期有效性以及相关的碳计量(MRV)依然存在不确定性。只有当这些问题得到解决,刺激惰性溶解有机碳的生成才能成为一种可操作的长期气候变化减缓措施。关于“人工上升流”方案,报告将其认可为一种气候变化适应方案,而未评估其固碳功能。而海洋碱化则“由于增加不可欲的生态后果的风险,将遭遇治理挑战”。

焦念志看到,为了实现这些尚未成为国际主流却雄心勃勃的方案,需要国际跨学科合作来开发监测技术、评估方法和标准体系。为此他和其他中国科学家发起了“海洋负排放国际大科学计划”(ONCE),并期望通过 ONCE 推出中国领衔制定的海洋碳汇/负排放标准体系,“为全球治理提供中国方案”。

他也看到蓝碳对于提升中国国际影响力的意义。在五年前的“两会”上,作为全国人大代表的他还带去了一份建议,将蓝碳技术推广到一带一路沿线国家。

8月底,生态环境部表示将探索“以增强气候韧性和提升蓝色碳汇增量为导向的海洋生态保护修复新模式。”2021年,中国将发布首份海洋环境保护“十四五”规划,蓝碳有望在其中占有一席之地。未来五年中国将如何把这些新颖的蓝碳路线付诸实施?它们是否会有效?依然充满悬念。

■ 蒋亦凡,中外对话资深编辑,多年来从事国际环境与农业议题的研究、传播与编辑,拥有挪威卑尔根大学社会人类学硕士学位。
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