绘制“黏液和泥浆”地图有助于了解海底碳储量

2025-08-04 09:41来源:本站

  两份新的报告显示了加拿大和英国海岸周围海洋沉积物中的碳储存程度,这有助于加强对海底的保护,作为减缓气候变化努力的一部分。

  他们还强调了对这个水下碳汇的一些威胁,特别是海底拖网捕鱼(一种捕鱼方法)造成的沉积物干扰。

  一个由英国自然环境组织资助的新项目政府研究委员会将调查是否会这样做持续的扰动有可能使海床变成二氧化碳的来源。

  在海洋生态系统中,红树林、海草草甸和海带森林储存碳的能力得到了充分的记录,但对海底沉积物的了解却很少。

  最近在加拿大和英国沿海水域开展的两个“蓝碳”测绘项目正在改变这一现状。通过提高地图的准确性,该报告的作者旨在为决策者提供他们需要的证据,使气候变化考虑成为海底保护的一部分。

  加拿大维多利亚大学的研究员格雷厄姆·爱泼斯坦(Graham Epstein)表示,由于缺乏可靠的高分辨率地图,迄今为止,海底储存的碳一直被忽视。

  他参与撰写的这项研究使用了一种机器学习预测制图过程,该过程分析了加拿大周围海底沉积物组成的最佳现有数据,以及其他环境数据,以创建有机碳储量的地图。

  这张地图覆盖了加拿大大部分浅于2500米(8200英尺)的水域,总面积达450万平方公里(174万平方英里)。地图显示,109亿吨碳储存在加拿大海床顶部30厘米(1英尺)的地方。

  5月份发表的这项研究强调了地理差异,表明与较浅地区相比,深峡湾和进水口内的泥泞沉积物的碳含量特别高,在较浅地区,强烈的水流会阻止沉积物沉降。

  Seagrass in Helford

  英国赫尔福德的海草盐沼和海草草甸都有很好的记录

  发现了碳储存热点,但已知的较少

  关于海底的沉积物。图片由Paul Naylor/野生动物信托基金会提供。

  在英国,“蓝碳测绘项目”(Blue Carbon Mapping Project) 9月份发布的一份报告显示,2.44亿吨碳储存在英国海床最上面10厘米(4英寸)的地方。据估计,这些沉积物每年可以吸收多达1300万吨的碳,几乎是英国森林所吸收碳量的三倍,尽管面积更大。

  这份报告是为非营利保护组织世界自然基金会(WWF)、野生动物信托基金会(Wildlife Trusts)和英国皇家鸟类保护学会(Royal Society for Protection of Birds)制作的,它利用现有数据,包括英国地质调查局(British Geological Survey)的大量工作,对数千个海底刮痕进行了分析。

  非营利性机构苏格兰海洋科学协会(Scottish Association for marine Science)的海洋生态学家迈克·巴罗斯(Mike Burrows)告诉Mongabay,在英国报告之前,关于英国海洋栖息地,尤其是海底沉积物中储存了多少碳的信息协调有限。

  他说:“从保护的角度来看,粘稠物和泥浆并没有得到太多关注,因为它很难卖出去。”

  “盐沼和海草床是重要的碳储存热点,而海带床,特别是浮游植物每年向海底贡献大量有机碳。然而,沉积物中储存的碳的确切比例仍然不确定。通过整合各种信息来源,我们获得了对沿海海底的宝贵见解。”

  A red bandfish, a species that burrows in the seabed, in Plymouth, U.K. Image courtesy of Paul Naylor/The Wildlife Trusts.

  一只红带鱼,一种在海底挖洞的物种,在英国普利茅斯。图片由Paul Naylor/野生动物信托基金会提供。

  二氧化碳主要被海洋表面附近的浮游植物吸收,这些浮游植物死后沉到海底。爱泼斯坦说,浮游植物内部的有机碳化合物可以被细菌分解,并在它们向下漂流的过程中被鱼类吃掉。

  剩下的在海底形成了一层富含碳的沉积物,不断从上面补充。在这一层下面是几十米厚的沉积物,其中含有碳和其他有机化合物,这些化合物已经被封存了几千年。

  爱泼斯坦说:“就可能释放的碳而言,最顶层是非常重要的,”因为它既含有最多的碳,又面临最大的干扰风险。威胁包括疏浚、海上风电场等基础设施建设和海底拖网捕捞,这是一种常见的捕鱼技术,爱泼斯坦将其描述为“对海底最广泛、最普遍的人类压力源”。

  渔具通常只会干扰海床顶部的几厘米,但这足以产生巨大的沉积物羽流,将碳释放回水中。根据爱泼斯坦的说法,其中一些碳可能会到达地表并被大气吸收,但大多数会留在海洋中。他补充说,这可能会产生双重效果,一方面减缓从大气中吸收更多的二氧化碳到海洋中,因为水中的二氧化碳含量已经太高了,另一方面也会加剧海洋酸化。

  这两份报告都表明,沿海地区储存的碳最多,这是由于一些因素造成的初级碳产量增加,比如浅水的光照增加,促进了光合作用,以及来自陆地的碳径流的影响。

  尽管未来深海开采稀土矿物所造成的破坏的全面影响尚不清楚,但爱泼斯坦说,由于储存在深海中的碳需要很长时间才能重新到达地表,“深海的扰动可能对大气的直接影响较小。”

  A thornback ray on a maerl bed.

  一个刺背射线在一个maerl床。图片由Paul Naylor/野生动物信托基金会提供。

  Burrows说,能够确定碳储量最高的特定地区可以帮助决策者决定哪些地区最需要保护。与加拿大一样,英国的报告也强调了保护深峡湾和入海口的重要性。报告还敦促加大对英国指定的海洋保护区的保护力度,因为那里的拖网捕捞活动十分猖獗。报告认为,海底可以帮助英国实现到2050年实现净零排放经济的承诺,并在2030年之前保护至少30%的海洋。

  该报告还呼吁英国政府在其海洋计划中更多地考虑蓝碳,并通过开展蓝碳影响评估来最大限度地减少捕鱼和其他活动的影响。从长远来看,该报告主张捕鱼业远离破坏海床的活动。

  苏珊娜·富勒(Susanna Fuller)是安大略省非营利组织“北方海洋”(Oceans North)的保护负责人,也是加拿大这项研究的合著者之一,她说她同意这种研究可以成为重要的规划工具。她说,虽然对海底碳储量的一些早期估计是在全球范围内进行的,但这项新研究提供的详细的当地信息更具可操作性,特别是在涉及渔业时。行业成员“希望被视为环境管家,因为他们实际上100%依赖于环境,”她说。

  她说:“多年来,海底拖网捕捞的大部分工作都是在硬底基质上进行的,(以及)对栖息地的影响,但实际上,很多拖网捕捞是在软底泥生态系统中进行的”,软底泥生态系统储存了更多的碳。“由于渔业也将被要求证明它正在降低碳足迹,我认为他们了解[海底碳储存]是有真正价值的。”

  2021年的一篇论文计算出,拖网捕捞每年会激起多达1公吨的碳。通过调整使用的模型,今年早些时候发表的一篇后续论文重新计算了碳的数量,发现55-60%的碳将在9年内被释放回大气中,其余的将溶解在水中并导致酸化。

  A mussel bed.

  贻贝床。图片由Paul Naylor/野生动物信托基金会提供。

  这两篇论文都遭到了同行科学家的反驳,他们认为,2021年的研究高估了海底储存的碳量,以及海底拖网捕捞在将碳释放回大气中的作用。苏格兰赫瑞瓦特大学莱尔中心的助理教授Marija Sciberras是批评者之一。她告诉Mongabay,这项研究使用的全球估计过于宽泛,没有考虑到海底的地方和地理差异,加拿大和英国的两份新报告部分纠正了这一点

  她说,使用更详细的当地调查结果,而不是全球平均水平,将有助于避免过去研究的缺陷。然而,她补充说,研究人员仍然需要挖得更深,才能绘制出顶层以下沉积物的碳组成。

  这项研究是英国自然环境研究委员会(Natural Environment Research Council)资助的一项耗资200万英镑(合256万美元)的新项目的一部分,该项目由包括西伯拉斯在内的研究人员组成,重点研究拖网捕捞如何影响海底碳储存。这项研究的一个关键方面将是评估扰动将海洋沉积物转变为二氧化碳净来源的可能性,以及这种再悬浮碳如何影响海洋化学。它还将更密切地关注生物扰动,即蛤和蠕虫等穴居动物在将富含碳的沉积物埋在海底深处所起的作用。

  横幅图片:海底的海葵。图片由Paul Naylor/野生动物信托基金会提供。

  海洋拖网作业向大气中排放了多少碳?

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