碳抵消的未来不止于盐沼、海草床和红树林

Removing several hundred billion tonnes of carbon from the atmosphere is now considered necessary to avert the worst effects of climate change.
Removing several hundred billion tonnes of carbon from the atmosphere is now considered necessary to avert the worst effects of climate change.Image: Unsplash/Bre Smith
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  • 许多学者和私营部门团体认为,修复蓝碳栖息地有助于抵消碳排放。

  • 但新研究的作者指出,其气候效益远未确定,而且它们减缓排放的规模可能被夸大了。

  • 他们呼吁对蓝碳汇的潜在效益开展更深入的研究,同时强调栖息地修复的作用远不止于移除碳。

从大气中移除数千亿吨碳,如今被认为是避免气候变化最严重影响的必要之举。通过让栖息地再生来借助自然实现这一目标,似乎能为环境和气候带来双赢的解决方案。

红树林、盐沼和海草草甸下方的沉积物富含有机碳,这些碳历经数百年积累而成。希望抵消温室气体(如二氧化碳(CO₂))排放的企业和国家,正在探索通过资助修复这些所谓的蓝碳栖息地来实现抵消。

许多学者和私营部门团体支持这一做法,前提是能够准确预测这些生态系统未来很长一段时间内从大气中移除 CO₂ 的速率。

我们是研究海洋生物、化学过程与气候如何相互作用的研究人员。在考察海岸栖息地吸收(并释放)导致地球变暖的气体的过程后,我们对此并不确信。修复这些栖息地是否有益于气候——例如种植红树林——远未确定,而且它们减缓排放的规模确实有被严重夸大的风险。

我们的新分析发现,在当前条件下,要准确估算海岸生态系统的碳积累量极其困难,原因有很多。因此,我们几乎没有可靠依据来计算修复项目在未来 50 至 100 年可能带来的碳抵消量。

穴居生物会扰动并混合新旧沉积层,导致碳年代测定出现误差。Image: Stephanie Nolte/东英吉利大学

不确定性的成因

对蓝碳栖息地从大气中移除 CO₂ 速率的估算差异很大。数百项科学研究显示,盐沼碳埋藏量的最高估值与最低估值相差 600 倍,海草床相差 76 倍,红树林相差 19 倍。

将所有研究中某类栖息地的数值取平均,是估算新修复项目预期碳封存量最简单的捷径。但由于数值差异很大,预期的碳抵消量可能会严重失准。而且,由于报告的低值很多,特别高的数值却只有少数,高估气候效益的可能性要大得多。

即使相隔仅几公里,碳移除速率也会有所不同。要进行可信的碳核算,还需要大量额外测量,但这些测量耗时费力,会增加修复项目的成本。

问题远不止于此。研究报告中的碳埋藏速率通常是通过间接方法确定的:在不同深度采集沉积物样本,以估算其年代。穴居生物会扰动并混合新旧沉积层,导致年代测定出错,使沉积物显得比实际更年轻,碳埋藏速率也显得比实际更高。

海岸沉积物中埋藏的碳有很大一部分来自其他地方,例如被冲离陆地并由河流带来的土壤。外来碳的比例可能低至 10%,也可能高达 90%。在用于抵消核算的估值中,应排除外来碳,以明确有多少碳是因栖息地修复而埋藏的,又有多少即使没有修复也可能照样被埋藏。

遗憾的是,外来碳可能更不容易分解。在一项研究中,某处盐沼沉积物表层附近的外来碳比例为 50%,在更深层则升至 80%。由于较深处的数值代表该栖息地的长期碳埋藏速率,修复栖息地对移除碳的直接贡献可能远没有人们以为的那么重要。

其他难以量化的过程,可能会增强而非削弱修复蓝碳栖息地的气候效益。如果海岸栖息地的植物残骸被冲到海里,而不是在沉积物中积累,它仍可能在别处长期储存。例如,它可能沉入开阔海域的深水区。但科学家对这类过程中通常涉及多少碳知之甚少,因此无法将其妥善纳入核算。

将油棕种植园恢复为红树林,或淹没一片海岸区域以形成盐沼,都应有助于土地积累碳。但同一片土地也可能释放更多甲烷(又称沼气)和一氧化二氮——这两种都是强效温室气体——从而无法带来净气候效益。

这是因为土壤或沉积物缺氧时会形成这些气体,而这类条件也有利于碳积累。要准确了解实际情况,需要进行技术要求很高的测量。

将油棕种植园恢复为红树林,或淹没一片海岸区域以形成盐沼,都应有助于土地积累碳。Image: Judith Rosentreter/南十字星大学

此外,这些栖息地中还生长着会形成钙质结构的动物和植物,海草草甸尤为如此。海草带状的叶片上常覆盖着一层白色外壳,由有壳蠕虫和珊瑚藻形成。这些生物形成碳酸钙外壳时会产生 CO₂。

在佛罗里达州的一处水下草甸,海草释放的 CO₂ 多于其移除的量。在其他地方,环境条件可能有利于溶解的 CO₂ 与沉积物中的碳酸盐发生化学反应,从而额外吸收碳。同样,需要在每个地点进行精密测量,才能厘清这些影响的重要程度。

有壳蠕虫和珊瑚藻形成碳酸钙外壳时会产生 CO₂。Image: David Luquet/法国国家科学研究中心与索邦大学

最后,还要考虑未来。修复后的海岸生态系统能否抵御气候变化的冲击,包括热浪、风暴和海平面上升?它们能否得到充分管理,以防止农业、水产养殖、旅游业及其他产业和活动侵占——这些因素可能正是导致栖息地最初消失的原因?

我们仍应尽一切努力,遏止全球海岸植被的减少,并在可能的情况下扭转这一趋势。毕竟,蓝碳栖息地不仅是碳汇,还能保护社区免受风暴侵袭,促进生物多样性及渔业捕捞目标物种的繁衍,并改善水质。

我们衷心希望,未来对蓝碳栖息地的保护能够发挥作用,并且全球变暖能够控制在被认为对其存续至关重要的阈值以下,即比工业化前水平高2.3°C 至 3.7°C。遗憾的是,这远未确定。如果超过这些温度阈值,在植被不再能阻止沉积物侵蚀时,新积累的碳储量可能会重新释放到大气中。

蓝碳栖息地长期移除和储存碳的规模极不确定,因此依靠它们来抵消持续排放风险太大。未能实现预期效果的后果过于严重。因此,首要任务必须是加大减排力度;只有在确信碳移除方法有效的情况下,才应将其用于助力实现净零排放。

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