隐藏于海洋中的“基于自然的气候解决方案”

保护和恢复红树林、盐沼、海草草甸和海藻林将阻止生物多样性的丧失并吸收碳排放。

加利福尼亚圣卡塔利娜岛海藻林中的雀鲷。图片来源: Adam Obaza / NOAA

过去30年,印尼将40%的沿海红树林变成了虾塘,使数千公里的海岸线暴露在风暴潮和 致命的海啸之下。20世纪的最后25年,英国泰晤士河口五分之一的盐沼消失了,数百万吨的碳流失到空气中。面对升温的海水和海胆的入侵,加州的 海藻林正在崩溃

科学家们说,这种不为人知的生态灾难对气候的影响比破坏热带雨林更大。因为,按公顷算的话,这些沿海生态系统吸收的碳比最茂盛的丛林还多。

今年,越来越多的环保人士呼吁 ,将恢复自然生态系统作为应对我们这个时代双重环境危机——生物多样性的崩溃和气候危机——的双赢策略。

这种“基于自然的解决方案”的重点是森林。研究人员在7月份声称,在我们拥挤的大陆上,还有种植一万亿棵树的空间,这些树可以吸收2000亿吨二氧化碳——相当于目前全球5年的排放量。但沿着海岸从热带一直延伸到北极的红树林沼泽、盐沼、海草草甸和海藻林可能是拯救气候的另一条同样重要的途径。

全球蓝碳生态系统
生态系统切换选项

自然碳汇

沿海生态系统每年从空气中 吸收二氧化碳的速度一般在每公顷12.5至8吨之间,比成熟热带森林的净速度快几倍。尽管它们的范围在缩小,但最近的估算表明,幸存的红树林每年从空气中吸收约3000万吨碳,而盐沼每年吸收多达8000万吨,海草每年可能吸收1亿吨。

这并不是说我们不需要将碳基化石燃料从能源系统中剔除。遏止每年数百亿吨导致全球变暖的二氧化碳排放仍然是应对气候危机的首要任务。但是,鉴于气温已经比在前工业化时期升高了1摄氏度,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)警告说,实现2015年巴黎气候大会承诺的将变暖控制在2摄氏度以下,还需要恢复自然生态系统,让生态系统从大气中吸收更多二氧化碳。

沿海生态系统储存“蓝碳”的潜力将成为今年12月联合国气候谈判的中心议题。《联合国气候变化框架公约》第25次缔约方会议原定在智利首都圣地亚哥举行,在智利政府因动荡放弃在国内主办后,会址现已转移到西班牙马德里。

首先,我们必须防止情况恶化。政府间气候变化专门委员会9月发布的一份关于气候和海洋的报告中估计,过去一个世纪,由于建设、农业排水、改做鱼塘或气候变化,近一半的沿海生态系统已经消失。据“蓝碳倡议”的说法,每年仍有多达100万公顷的沿海湿地生态系统消失。美国国家科学院最近的一项研究表明, 由此造成的排放约为每年5亿吨。

然而,全球对这些海洋碳热点地区命运的关注远远不够。今年夏天,亚马逊森林破坏的加剧 震惊了全世界,但又有谁为同样迅速消失的沿海生态系统大声疾呼呢?

出路在海洋

红树林是热带树木,生长在潮间带。它们的根深深扎入海岸沉积物。在100多个国家大约14万公里的热带海岸线上,都能看到它们的身影,而且在河流带来大量沉积物的岸边生长得最好。树木及其根部固定的厚厚的富碳沉积物中可能含有多达64亿吨的碳,每年还能捕获约3000万吨的碳。

这些缺氧的沉积物通常会将碳保存几个世纪,而含氧的森林土壤则会在几十年内将碳以二氧化碳的形式释放到大气中。

除了储存碳,红树林纠结的根部还为海绵、蠕虫、虾和鲨鱼等复杂的生态系统提供庇护,同时也是鱼苗生长的重要温床。与茂密的树叶相结合,这些树根也非常善于吸收风暴和潮汐的能量。100米宽的红树林可以减少90%的海浪破坏力。2004年印度洋海啸发生后,印尼亚齐省的 实地调查发现,村庄前的红树林平均减少了8%的人员伤亡,挽救了1.3万人的生命。

它们还能降低平日潮水的高度。当它们被移除时,其存在的意义就变得格外明显。自从爪哇岛北岸的红树林被虾塘取代后,海潮在一些地方深入内陆长达数公里,淹没了池塘和村庄,将内陆的稻田灌满盐水。

蓝碳系统
数据来源: 蓝碳倡议; Sanderman等人《环境研究信》2018年

远离热带的地区对红树林来说太冷了,浅水的海岸线上经常生长着大量被水浸透的草本植物,被称为盐沼。正如最近热带的农民将红树林变成虾塘和鱼塘一样,土地所有者经常排干盐沼来开辟牧场。

但盐沼几乎和红树林一样,发挥着很好的海岸天然屏障功能,所以它们的命运正在改变。面对不断升高的海堤所带来的巨大成本,荷兰、英国和其他国家的政府现在开始通过拆除堤坝和堵塞排水沟来恢复盐沼。

除南极洲以外,所有大陆周围都能发现海草。据美国国家科学院的说法,它们形成的海藻林面积可能有约3000万至6000万公顷。 根据一些评估,它们是所有沿海生态系统中碳含量最高的,然而还没有对其全球分布进行的彻底调查。虽然它们避开了沿海开发的破坏,但也容易受到河流污染的影响。

针对海底大面积繁茂的海藻林也没有足够的调查。海带是巨大的海草,在所有植物中长得最快,每天能生长超过半米,高达45米,在水面下伸展着巨大的叶片。

从加利福尼亚到阿拉斯加,从澳大利亚到俄罗斯远东,海藻林广泛分布在地中海和寒冷的水域。一些研究表明,它们可能环绕着世界四分之一的海岸线。随着海洋变暖,它们正在向北极扩张,同时从温暖的水域消失。

除了海洋温度变化外,沿海生态系统还可能受到海平面上升的影响。但有证据表明沿海生态系统具有优秀的适应能力。只要有足够的沉积物进行重建,它们通常就能以与当前潮位上涨同样的速度爬上海滩。

如今,它们的适应能力往往受到损害。当它们向内陆进发时,经常发现自己的道路被海堤、高速公路或其他基础设施阻挡,从而导致它们生长空间受限,无处可去。研究表明,到2100年,海平面上升50厘米将导致超过一半的沿海湿地消失。 

推动恢复

因此,沿海生态系统未来的健康很可能依赖于积极的干预——不仅要保护剩下的,还要恢复失去的。这与恢复自然生态系统的更广泛议程相一致。联合国将2021-2030年定为“生态系统恢复十年”。明年在 昆明召开的《生物多样性公约》会议将为今后十年的行动建立一个框架。

气候谈判代表也加入了生态系统恢复派。在2015年的巴黎气候大会上,28个国家表示,他们打算通过在沿海生态系统中捕获碳来实现部分减排目标。其中包括印度尼西亚。位于印度尼西亚茂物的国际林业研究中心的丹尼尔·穆迪亚索说,只要保护好380万公顷的红树林和海草,该国就可以“顺利兑现”其巴黎承诺。

Mangroves, Raja Ampat, West Papua, Indonesia
印度尼西亚的红树林。图片来源:Alamy

即将在西班牙举行的气候会议将收到一系列基于自然的解决方案,包括由中国和新西兰主持的一个工作组收集的关于 “蓝碳”的解决方案。

帮助自然自我修复

但将生态理想变为现实可能并不容易。成功种植红树林、海草和盐沼植物的经验很少。这是一个先有鸡还是先有蛋的问题。它们需要有稳定的海岸才能茁壮生长,但这个海岸只有成熟的生态系统才能提供。据总部位于荷兰的非政府组织“湿地国际”称,世界各地重建红树林的尝试通常都以失败告终。

2016年在斯里兰卡进行的一项研究 发现,在23个尝试恢复红树林的地点中,只有3个地点的存活率超过50%,9个地点根本无一幸存。其他国家也好不了多少。“数千万欧元的公共和私人保护基金被浪费了,”“湿地国际”说。

 另一项最近的国际研究发现,虽然保护现有的沿海生态系统可以成功地避免二氧化碳排放,而且成本效益非常高,但“恢复植被以增加二氧化碳的捕获,成本效益非常低”。

“湿地国际”得出的结论是,与其种植,不如帮助大自然进行自我修复。该组织目前正率先在印度尼西亚尝试沿着爪哇北部海岸线设置灌木屏障。人们希望这些屏障能减少海岸侵蚀,让种子在稳定的沉积物中生根发芽。

这个项目才刚刚开始。但是,它将带来很高的回报,可以成功展示如何恢复沿海生态系统(如红树林)以储存碳。根据美国国家科学院的研究,恢复和创造沿海湿地有可能使这些重要生态系统目前的碳捕获率“提高一倍以上”。

 

翻译;奇芳