「藍碳」看漲!幾個你必須知道的海洋固碳方式

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過去數十年來,海洋吸收了全球碳排放的20~30%!如此強大的「藍碳 」能耐,不僅大幅降低全球增溫和氣候變異的惡化程度,更成為人類減碳的重要幫手。

 

(圖片來源: 海洋國家公園管理處 臉書)

過去數十年來,海洋吸收了全球碳排放的20~30%!如此強大的「藍碳 」能耐,不僅大幅降低全球增溫和氣候變異的惡化程度,更成為人類減碳的重要幫手。

可是,你知道藍碳有哪幾種嗎?海洋固碳背後的科學原理又是什麼?《低碳生活部落格》攜手Future Earth Taipei海洋工作小組的專業學者群,來幫大家上堂科普課!

一、沿岸藍碳

講到「藍碳」,大家直覺可能會想到: 鹽沼、紅樹林及海草床等看得見的「沿岸藍碳」生態系,這些沿岸綠色植物和生態系統的儲碳能力,比陸地森林高出了數十倍以上!

這麼強勁的固(二氧化)碳和儲(有機)碳效果,歸功於沿岸生態系極高的初級生產力,以及垂直向上的生長能力、向下的有機碳儲藏能力,凡是沿岸植物的葉、枝、幹、地下的根、莖,以及成為沉積物中有機質的落葉、枯枝,都是固碳小幫手。

學者初步估算,台灣本島和離島周圍的「沿岸藍碳」,包含海岸濕地、海草床、紅樹林,綜合起來每年能吸收10~12萬噸碳。然而,更精準的海岸碳儲存數據,未來仍需更多本土研究來佐證。況且,「藍碳」不只在看得見的沿岸區域,開放性的大洋地帶,還能透過「生物幫浦」跟「物理幫浦」(又稱「溶解度幫浦」),幫地球儲碳、減碳。

沿岸生態是最最常被提起的海洋藍碳。 (圖片來源: 海洋委員會海洋保育署 臉書)

二、大洋藍碳: 生物和物理幫浦

「生物幫浦」是浮游植物在透光層中行光合作用,將海水二氧化碳轉化成顆粒態的有機碳,並傳送到深海的過程。

雖然大部分有機碳會都上層海水被細菌分解再循環利用,但有一部分的有機碳,會沉降至深層海洋中,被分解或長眠於沉積物中。這些降落到寒冷深海中、或沉積物裡的碳,短時間很不容易再回到表層海洋,不論是分解後的二氧化碳、還是有機碳,要重見天日,至少要數百年以上的時間!

因此,只要促進大海中隱形森林的光合作用,就能增強海洋吸收二氧化碳的功力,像是利用人為方法讓次表層海水湧升 (又稱「人工湧升流」),帶來的營養鹽便可強化光層浮游植物行光合作用,使其快速生長,並提升生物幫浦的作用效率。

就「溶解度或物理幫浦」而言,大家可以想像一下冰冷可樂被開罐的過程,二氧化碳氣體在水中的溶解度會與溫度成反比,水溫越高的地方,二氧化碳溶解度越低,反之亦然。所以,高緯度表層海水將遠比赤道溶入更多的大氣二氧化碳,低溫表層海水也因密度較高,能沉降到深海,這就是所謂的「溫鹽環流」(依靠海水溫度鹽度驅動的全球洋流循環系統),將表層較高二氧化碳濃度的海水輸送至深海,深層海水雖然會再透過風所驅動而湧升回到表層海洋,但要費時百年到一千年之久。

海中生物進行光合作用,也有助於儲碳。 (攝影:高宜凡)

三、人工藍碳: 海洋鹼化及加速風化

除了利用自然幫浦,科學家也探索如何利用「人工」的手段來提升海洋固碳功力,例如:「海洋鹼化(Ocean alkalinization)」或「加速風化 (enhancing weathering)」。

「海洋鹼化」是指向海洋撒下可提高鹼度的物質,像是石灰(CaO)或是含有碳酸根(CO32-)的天然礦物細粉(e.g. CaCO3),加入的鹼性物質(如:碳酸根CO32-),會和海中二氧化碳進行酸鹼反應,將其轉換成碳酸氫根(HCO3-),促進大氣二氧化碳溶入海水。不過,人工鹼性物質對海洋生態可能造成負面影響,仍須更多的科學研究來評估其可行性,相較之下,天然的碳酸鈣、碳酸鎂礦物細粉及牡蠣殼粉,就相對比較溫和。

「加速風化」的原理也是大同小異,就是將岩石礦物撒入土壤及沿岸沉積物中,藉由微生物及水的作用來加快岩石或礦物風化,加速碳酸根或矽酸根加入海洋,並與海水中的二氧化碳作用,轉換成碳酸氫根離子(HCO3-),促進大氣二氧化碳溶入海水。

 跟海洋有關的生態復育及減碳潛力,已是國際熱門話題。 (攝影:高宜凡)

過去一萬年來,大氣二氧化碳濃度的變化相當小,介在260~280 ppm之間,那時海洋與大氣二氧化碳的交換作用處於平衡,但短短一百年間,人類活動造成二氧化碳濃度提高到420 ppm,導致全球氣候環境失衡,更需要海洋的力量來固碳!今後請繼續關注《低碳生活部落格》,讓我們一起動員來保護海洋!

(本文整理2021年未來地球臺北海洋行動座談會紀實第一單元「海洋是減碳得解方!自然與科學的交手」,科普內容由Future Earth Taipei海洋工作小組提供,特別感謝周文臣和何東垣教授協助校閱及修改。)

 

參考資料:

2021未來地球臺北海洋行動座談會(http://www.cfss.sinica.edu.tw/index.asp?url=304&cno=18&ano=185&pageno=1&fbclid=IwAR1Bl_ZKtyy71_R7n-TPr-7JOT55hNF48uHKh_CxJpRhGM4ghXs4N0o06Uo)

環境資訊中心(https://e-info.org.tw/node/71077

環境資訊中心(https://e-info.org.tw/node/224232

Mcleod et al. (2011), A blueprint for blue carbon: toward an improved understanding of the role of vegetated coastal habitats in sequestering CO2. Frontiers in Ecology and the Environment, 9(10), 552-560.

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