世界海洋森林如何緩解氣候危機

海帶福雷斯特7 12塔斯馬尼亞東南部海岸附近海帶的最後一塊海帶的照片,由Matthew Doggett提供

研究人員正在尋找海帶,以幫助將二氧化碳儲存在海面以下。

六十年前,塔斯馬尼亞島的海岸線被如此密集的海藻般柔軟的海藻緩衝 這樣一來,當地漁民便會在船上駛向他們。 博士後研究員凱恩·萊頓(Cayne Layton)表示:“我們特別與老一輩的漁民交談,他們說,'當我還是您的年齡時,這個海灣佈滿了海帶,實際上我們必須切斷海帶。'塔斯馬尼亞大學海洋與南極研究所。 “現在,那些海灣的規模可能只有10或20個足球場,完全沒有海帶了。 剩下的只有一棵植物。”

自1960年代以來,塔斯馬尼亞州曾經廣闊的海帶森林減少了 90%以上。 主要的罪魁禍首是氣候變化:這些巨型藻類需要在涼爽,營養豐富的海流中沐浴才能壯成長,然而近幾十年來,區域性變暖已將東澳大利亞海流溫暖的水域擴展到塔斯馬尼亞海,具有破壞性作用,一步一步走出海帶森林。 溫暖的水域也增加了掠奪性海膽的數量,這些海膽咬海帶根,加劇了流失。

塔斯馬尼亞州不是唯一的破壞場所。 在全球範圍內,海帶生長在沿海地區的森林中 除南極洲以外的所有大洲; 其中大多數受到氣候變化,沿海發展,污染,捕魚和侵入性掠食者的威脅。 所有這些都很重要,因為這些生態系統具有巨大的優勢:它們可以緩解海岸線的風暴潮和海平面上升的影響; 他們通過吸收多餘的營養來淨化水; 他們還可以吸收二氧化碳,從而有助於降低海洋酸度並為周圍的海洋生物營造健康的環境。 這些森林(對於塔斯馬尼亞州生長的巨型海帶物種而言,可以達到40米(130英尺)的高度),也為 數百種海洋物種。

海帶分佈7 12

經過多年的研究,萊頓(Layton)現在正嘗試將塔斯馬尼亞(Tasmania)掙扎中的海帶森林帶回來。 每隔幾週,他會潛入海面,檢查他在海岸上創建的三個12乘12米(39乘39英尺)的地塊,每個地塊都由拴在海底的繩索拉出而來。 這些海帶苗圃是雷頓項目的一部分,該項目旨在確定實驗室中飼養的具有氣候適應力的“超級海帶”在塔斯馬尼亞不斷變化的海洋中是否會更好。 但是他的實驗也引起了人們對海帶吸收碳和幫助應對氣候變化的巨大潛力的關注。

氣候前向海帶

吸收二氧化碳的能力2 來自增加了“緩解氣候變化”作用的海帶的好處。 當我們談論海洋如何固碳時,討論通常圍繞紅樹林,鹽沼和 海草草甸。 但是“沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學海洋科學教授卡洛斯·杜阿爾特(Carlos Duarte)說:“被藻類森林隔離的碳的數量可與所有這三個棲息地的碳數量相比。” “不應留下藻類森林。 他們已經藏了太久了。”

關於海帶如何存儲二氧化碳,我們仍然有很多不了解的地方2。 但是研究人員開始對這種巨型海藻以及我們如何提高其應對氣候變化的能力進行更好的了解。

困境在於海帶本身也受到了海洋變暖的困擾,而這正是萊頓工作的重點。 在塔斯馬尼亞州的原始森林中,僅剩下約5%。 研究人員認為這些植物通過自然變異和選擇而得以生存。

Layton解釋說:“在塔斯馬尼亞,確實有一些適應能力強的人,能夠在我們通過氣候變化創造的現代條件下生活。”

從剩下的野生海帶中,他和他的同事們確定了雷頓所說的“超級海帶”,這種海帶可能抵禦變暖的海洋帶來的影響。 他從這些植物中收穫了孢子,將它們纏繞成細繩,然後纏繞在扎在海底的繩索上。 希望這些超級海帶孢子將發展成幼樹,從而使自己的孢子隨洋流漂流,在附近播種新的小型森林。

Layton解釋說:“要使大型海帶修復工作在海岸線範圍內進行,我們將需要種很多這類種子。” “這個想法是,隨著時間的流逝,它們會自我擴張,最終融合在一起-而且還有巨大的海帶森林。”

世界各地的其他海帶修復項目正在應對不同的威脅。 在加利福尼亞州聖莫尼卡灣,環保主義者正試圖從貪婪的紫色海膽中拯救當地的海帶森林,自從一個主要的捕食者-海獺-爆發以來,海膽的數量激增了。 幾十年前急劇下降。 海膽食慾不振導致該海灣前海帶森林損失了四分之三。 但是漁民正在仔細地清理海膽-吸引人的是,隨著海帶的恢復,漁業也是如此。 到目前為止,他們已經 設法清理了海藻森林開墾的52英畝(21公頃)土地。

“我們要做的就是清除頑童,”該公司執行總監湯姆·福特(Tom Ford)說 海灣基金會,這是努力的方向。

世界海洋森林如何緩解氣候危機

海水變暖和諸如海獺之類的自然食肉動物的清除,導致海帶食海膽種群在加利福尼亞州聖莫尼卡灣爆炸。 照片©iStockphoto.com | 邁克爾·齊格勒

福特說,該項目的成功使其他人開始思考其碳固存潛力。 聖莫尼卡市最近制定了到2050年實現碳中和的目標,並且 問海灣基金會如何將海帶修復納入其中。 一家名為 可持續衝浪 還啟動了一項計劃,使人們能夠 投資於海帶修復項目 抵消自己的碳足跡。

福特說:“這些海帶森林生長得如此之快,吸收了大量的碳。” 他解釋說,在加利福尼亞州,重點在於保護具有碳信用額的荒地。 但是,地區野火​​的增加意味著陸基森林似乎不再是最安全的選擇。 “現在,在沿海地區工作可能正在成為一個更重要的選擇。”

同樣,在英國,一項名為“幫助我們的海帶”旨在恢復該國南部蘇塞克斯海岸沿岸180平方公里(70平方英里)的歷史性海帶森林。 它 它吸引了兩個地方議會和一家自來水公司的興趣,這對它提供新的碳彙的潛力很感興趣。 “三個組織都對碳感興趣,但對(海帶森林)更廣泛的利益也很感興趣,” Sean Ashworth解釋說, 副漁業和自然保護局副局長 近岸漁業和保護當局協會, 該項目的合作夥伴。

捕獲碳?

然而,關於所有儲存的碳最終儲存在何處仍是關鍵問題。 樹木停留在一個地方,因此我們可以合理地估計森林儲存的碳量。 另一方面,海帶可以漂浮到未知的目的地。 西蒙·弗雷澤大學(Simon Fraser University)和加拿大漁業與海洋學系的海洋生態學家喬丹·霍拉爾史密斯(Jordan Hollarsmith)解釋說,如果它開始分解,其儲存的碳可能會釋放回大氣中。 她說:“要從全球碳預算中真正去除碳,就需要將那些海藻葉以某種方式掩埋或運輸到深海。”

實際上,新興研究開始描繪海藻在海洋中的旅程。 一個2016 研究 估計約有11%的全球大型藻類是 永久隔離在海洋中。 其中的大部分(約90%)沉積在深海中,其餘則沉入沿海海洋沉積物中。

海帶

在良好的條件下,在塔斯馬尼亞州生長的巨型海帶物種可以達到40米(130英尺)高,並形成一個密集且在視覺上無法穿透的海底森林。 照片由Matthew Doggett提供

“如果藻類到達1,000米以下的地平線,它就不會在更長的時間範圍內與大氣交換,並且被認為是永久性的隔離,” Dorte Krause-Jensen說。 丹麥奧爾胡斯大學海洋生態學教授,並與杜阿爾特一起撰寫了2016年研究報告。 儘管如此,解決這一問題的挑戰依然存在。 與將碳直接且可靠地沉積到下面的沉積物中的紅樹林,海草和鹽沼相比,海帶森林的固有可變性使隔離更加難以準確量化。 杜阿爾特說,但是如果海帶森林受到嚴格的人類控制,這可能會改變 管理- 全球範圍內種植的用於食品和肥料的較小型海藻已經在發生這種情況。

未來海帶

為了地球的利益,我們是否可以同樣地將廣闊的海帶森林置於人類控制之下? 非營利組織執行董事Brian Von Herzen 氣候基金會,是這樣認為的。 氣候基金會是Cayne Layton的氣候適應性海帶項目的合作夥伴,Von Herzen是 海洋永續養殖”,這是一種開放式海藻養殖,模仿野生海帶森林以更新海洋生態系統,提高糧食安全性並封存碳。

馮·赫爾岑(Von Herzen)目前正在菲律賓嘗試試驗原型陣列,以幫助使海藻養殖業更能適應氣候變化。 馮·赫爾岑(Von Herzen)視野的中心是海藻將在其上生長的陣列,其懸浮在海面以下25米(82英尺)處。 利用太陽能,風能和波浪能驅動運動,固定在建築物下方的軟管將從下方深處虹吸較冷,富含營養的水。 這種冷水注入將為拴系海帶的繁衍創造一個理想的微環境。 馮·赫爾岑(Von Herzen)解釋說,海帶然後會給水中充氧並創造新的魚類棲息地-同時捕獲碳。

雖然這些深海海帶森林僅是假設性的,但馮·赫爾岑(Von Herzen)目前正在菲律賓嘗試試驗原型陣列,以幫助使海藻養殖業更能適應氣候變化。 由於溫暖的洋流席捲並破壞了作物,海藻養殖者遭受了重大損失。 但是隨著新陣列產生的冷卻水上升, 海藻又開始蓬勃發展。

這個項目以及在歐洲和美國沿海開發的其他項目,為馮·赫爾岑的最終野心奠定了基礎: 為了顯著擴大海帶陣列的規模,最終跨越大片深海,它們可以共同吸收 數十億噸的二氧化碳2 同時還以貝類水產養殖和魚類棲息地的形式提供食品安全,並提供他所謂的“生態系統生命支持”。

海帶可以埋在深海中以隔離碳,也可以收穫海藻以生產低排放的生物燃料和肥料。 他說。 “我們使用蓬勃發展的野生海帶森林作為我們可以在海洋中擴展的生態系統模型,”馮·赫爾岑(Von Herzen) 他說。

目前的利益

在研究的背後, 克勞斯·詹森(Krause-Jensen)對海帶的固碳潛力以及可持續農業可以大大擴大海帶的潛力持樂觀態度。 但實際上,在澳大利亞和美國等國家,杜阿爾特說:“海藻農場的特許權要比油氣勘探的特許權難得多。” 而且,尚未建立全球性的碳封存補償系統來容納海帶。

克里斯托夫 致力於減少碳排放計劃的公司Nori的首席開發官Jospe認為,擁有如此強大的固碳工具,我們應該加快其接受度,即使海藻養殖者只能保證隔離10年。

“我們將自己投入到激烈的環境辯論中,人們說,那不是永久的。 但是沒有什麼是永久的,而正是由於我們正處在氣候危機中,我們需要增加的碳儲量,”他說。 “因此,對於確保10年永久性的程序而言,這具有巨大的環境價值。”

有跡象表明事情正在朝這個方向逐漸發展。 與...合作 海洋2050是由亞歷山德拉·庫斯托(Alexandra Cousteau)領導的全球聯盟,旨在恢復世界海洋,杜阿爾特(Duarte)現在正在幫助制定一項可用於海藻養殖的碳信用計劃。 這使我們可以想像一個世界,有一天我們可能會在海帶農場上投資碳信用額,或者將野生森林恢復視為緩解措施。

同時,回到塔斯馬尼亞州,萊頓繼續照顧他的嬰兒海帶苗圃,他敦促我們意識到海帶森林目前正在為我們做的事情。

“它們就像陸地上的森林。 很少有人質疑其價值。”他說。 “有些人可能對海藻不感興趣。 但是他們可能對釣魚感興趣,或者他們的海濱財產沒有被沖走,或者確保沿海水域乾淨。 所有這些都與海帶森林息息相關。”

這篇文章最初出現在 Ensia

關於作者

艾瑪·布萊斯(Emma Bryce)是倫敦的自由撰稿人,她在其中撰寫有關環境,技術和食品的文章。 她的作品出現在 有線雜誌,TED教育, “紐約時報”,並在中 監護人,她在其中撰寫有關食物和環境的文章。 twitter.com/EmmaSAanne

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