海洋生物在海洋中儲存碳 - 可以保護它們有助於減緩氣候變化?

海洋生物在海洋中儲存碳 - 可以保護它們有助於減緩氣候變化? 抹香鯨在新西蘭凱庫拉(Kaikoura)潛水。 海蒂皮爾森, CC BY-ND 海蒂皮爾森, 阿拉斯加東南大學

隨著氣候變化帶來災難性後果的可能性越來越大,人們正在尋找降低風險的創新方法。 一種潛在的強大且低成本的戰略是識別和保護天然碳匯 - 儲存碳的地方和過程,使其遠離地球大氣層。

森林沼澤地 可以捕獲和儲存大量的碳。 這些生態系統包含在氣候變化適應和減緩戰略中 28國家已承諾採用履行“巴黎氣候協議”。 然而,到目前為止,還沒有製定這樣的政策來保護海洋中的碳儲存,海洋是地球上最大的碳匯,也是地球氣候循環的核心要素。

作為一名海洋生物學家,我的研究重點是 海洋哺乳動物的行為,生態和保護。 現在我也在研究氣候變化如何影響海洋哺乳動物 - 以及海洋生物如何成為解決方案的一部分。

海洋生物在海洋中儲存碳 - 可以保護它們有助於減緩氣候變化? 海獺在加利福尼亞附近的海帶森林裡休息。 通過餵食吃海帶的海膽,水獺幫助海藻森林蔓延並儲存碳。 妮可拉羅什, CC BY-ND

什麼是海洋脊椎動物碳?

海洋動物可通過一系列自然過程來隔離碳,包括將碳儲存在體內,排出沉入深海的富碳廢物,以及施肥或保護海洋植物。 特別是,科學家們開始認識到脊椎動物,如魚類,海鳥和海洋哺乳動物,有可能幫助鎖定大氣中的碳。

我目前正與同事一起工作 聯合國環境/ GRID-Arendal,一個位於挪威的聯合國環境規劃署中心,以確定海洋脊椎動物的自然生物過程可能有助於緩解氣候變化的機制。 到目前為止,我們發現了 至少有九個例子.

我最喜歡的是Trophic Cascade Carbon。 營養級聯 當食物鏈頂部的變化導致鏈的其餘部分發生下游變化時發生。 例如,海獺是北太平洋的頂級捕食者,以海膽為食。 反過來,海膽吃海帶,一種生長在岸邊岩石礁上的褐色海藻。 重要的是,海帶儲存碳。 增加海獺的數量會減少海膽的數量 允許海帶森林生長 並捕獲更多的碳。

海洋生物在海洋中儲存碳 - 可以保護它們有助於減緩氣候變化? 科學家已經確定了海洋脊椎動物在海洋碳循環中發揮作用的九種機制。 GRID Arendal, CC BY-ND

存儲在生物體內的碳被稱為生物質碳,存在於所有海洋脊椎動物中。 像鯨魚這樣的大型動物可能重達50噸並且壽命超過200年,可以長時間儲存大量的碳。

當它們死亡時,它們的屍體沉入海底,帶來一生的被困碳。 這被稱為死亡碳。 在深海底部,它最終可能被埋在沉積物中,並可能被鎖定在大氣中數百萬年。

鯨魚還可以通過刺激浮游植物的微小海洋植物的生產來幫助捕獲碳,浮游植物使用陽光和二氧化碳來製造植物組織,就像陸地上的植物一樣。 鯨魚在深處進食,然後在表面休息時釋放出營養豐富的營養豐富的糞便,這可以使浮游植物受到海洋科學家稱之為的過程。 鯨魚泵.

鯨魚在地理上重新分配營養素,按照我們稱之為的順序 大鯨魚輸送帶。 它們在高緯度地區攝食時攝取營養物質,然後在低緯度繁殖地禁食時釋放這些營養素,這些地方通常營養不良。 來自尿素等鯨魚廢物的營養物質的流入有助於刺激浮游植物的生長。

最後,鯨魚可以通過在整個水柱中游泳並將營養物質混合到表面來為浮游植物帶來營養,研究人員稱之為 Biomixing Carbon.

魚屎也在捕獲碳中起作用。 有些魚每天在水柱中上下游動,向地面游動,在夜間進食,白天下降到更深的水域。 在這裡,他們釋放出富含碳的糞便顆粒,可迅速下沉。 這被稱為Twilight Zone Carbon。

這些魚可能下降到1,000英尺或更深的深度,它們的糞便顆粒可以下沉得更遠。 暮光之城碳可能被鎖定數十年至數百年,因為在這些深度處需要很長時間才能使水再循環回地面。

“海洋雪”由糞便顆粒和其他有機物質組成,沉入深海水域,將大量碳帶入深處。

量化海洋脊椎動物碳

為了將與海洋脊椎動物相關的“藍碳”作為碳匯處理,科學家需要對其進行測量。 該領域的首批研究之一,發表於2010,描述了南大洋的鯨魚泵,估計120,000抹香鯨的歷史捕鯨前群體可能被捕獲 每年通過鯨魚便便消耗2.2百萬噸碳.

2010的另一項研究計算出,全球捕鯨前大約有2.5百萬隻大鯨魚將出口 每年通過Deadfall Carbon向深海輸送近210,000噸碳。 這相當於 每年大約採用150,000汽車.

2012的一項研究發現,通過食用海膽,海獺可能有助於陷阱 每年XN​​UMX至150,000萬噸碳 在海帶森林裡。 更為引人注目的是,2013的一項研究描述了在美國西部沿海地區存活的燈籠魚和其他暮光之城魚類的可能性 他們的糞便顆粒每年超過30百萬噸的碳.

對海洋脊椎動物碳的科學認識仍處於起步階段。 我們發現的大多數碳捕獲機制都是基於有限的研究,可以通過進一步的研究進行改進。 到目前為止,研究人員已經研究了所有海洋脊椎動物物種的碳捕獲能力低於1%。

海洋生物在海洋中儲存碳 - 可以保護它們有助於減緩氣候變化? 這種座頭鯨僥倖根部的褐色水是糞羽,可以使表面附近的浮游植物受精。 根據NMFS拍攝的照片允許10018-01。 海蒂皮爾森, CC BY-ND

海洋保護的新基礎

世界各地的許多政府和組織正在努力重建全球魚類資源,防止兼捕和非法捕魚,減少污染並建立海洋保護區。 如果我們能夠認識到海洋脊椎動物碳的價值,那麼這些政策中的許多都可以作為減緩氣候變化的戰略。

朝著這個方向邁出了一步,國際捕鯨委員會通過了2018的兩項決議 鯨魚對碳儲存的價值。 隨著科學在這一領域的進步,保護海洋脊椎動物碳儲存最終可能成為履行“巴黎協定”的國家承諾的一部分。

海洋脊椎動物有很多原因,從維持健康的生態系統到為我們提供敬畏和驚奇感。 保護它們將有助於確保海洋能夠繼續為人類提供食物,氧氣,娛樂和自然美景以及碳儲存。

GRID-Arendal的藍碳項目負責人Steven Lutz對本文做出了貢獻。談話

關於作者

Heidi Pearson,海洋生物學副教授, 阿拉斯加東南大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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