藍(lán)碳正成為一個越來越受歡迎的術(shù)語，但它到底意味著什么?答案可能會略有不同，具體取決于您詢問的對象。但從廣義上講，根據(jù)國家海洋局的說法，“藍(lán)碳只是世界海洋和沿海生態(tài)系統(tǒng)捕獲的碳的術(shù)語。

那么為什么它很重要呢?它在應(yīng)對氣候變化方面可以發(fā)揮什么作用?為了找到答案，我們與哥倫比亞氣候?qū)W院的研究人員Dorothy Peteet，Ajit Subramaniam和Romany Webb討論了處理海洋和沿海生態(tài)系統(tǒng)碳的一些機遇和挑戰(zhàn)。

保護和利用藍(lán)碳

科學(xué)家們正在以兩種主要方式探索藍(lán)碳。首先，他們希望測量和保護已經(jīng)儲存在海洋和沿海濕地(如沼澤和紅樹林)中的碳。其次，他們想知道我們?nèi)绾卫眠@些生態(tài)系統(tǒng)來緩解氣候變化。

美國宇航局/戈達德空間研究所的高級研究科學(xué)家、哥倫比亞大學(xué)地球與環(huán)境科學(xué)系兼職教授多蘿西·皮蒂特(Dorothy Peteet)正試圖解決第一個謎語。她和她在Lamont-Doherty地球天文臺的同事正在測量當(dāng)?shù)卣訚沙练e物中的碳含量。

“鹽沼儲存的碳是陸地森林的50倍，盡管它們的面積相對較小，”她說。“隨著海平面上升，這種碳處于危險之中，如果沼澤被洪水淹沒，將有助于大氣溫室氣體加熱。

在沉積物之上，哥倫比亞氣候?qū)W院Lamont Doherty地球觀測站的研究教授和海洋學(xué)家Subramaniam專注于生活在這些生態(tài)系統(tǒng)中的生物及其儲存碳的能力。“海洋中的種群、海草和微藻中儲存著大量的碳，并沿著海岸生長。所以你要確保任何沿海開發(fā)或建筑或人類活動，如養(yǎng)蝦或水產(chǎn)養(yǎng)殖，最終不會釋放這種碳，“他說。

研究表明，濕地儲存了世界上20%至30%的碳，與它們覆蓋的相對較小的陸地表面相比，這尤其令人印象深刻。

用捕獲的碳保護濕地至關(guān)重要，但我們不能止步于此，Subramaniam繼續(xù)說道，并指出我們認(rèn)為藍(lán)碳的更重要的方式是從大氣中吸收碳。

“當(dāng)你去海上時，許多從大氣中去除碳的計劃都是從種植海帶開始的 - 在光合作用過程中吸收二氧化碳 - 然后收獲它。在這里，你可以采取不同的途徑：你可以消費或重新利用海帶?；蛘吣憧梢砸猿志玫姆绞匠翛]和掩埋它，“他說。

Subramaniam認(rèn)為，以食物或生物燃料的形式重新利用海帶并不是應(yīng)對氣候變化緊迫性的充分方法，因為一旦海帶被消耗或燃燒，碳就會返回大氣。“如果你想到綠色生物柴油，它很棒，也是向下彎曲排放曲線的另一種方法。但這實際上不會降低排放率或大氣中的碳含量。他說，這是第一步，但“用生物柴油代替柴油”不能成為最終目標(biāo)。

因此，另一種選擇是將海帶沉入海洋深處至少100年，這樣光合作用捕獲的碳就不會回到大氣中循環(huán)，Subramaniam說。理想情況下，在那個世紀(jì)的時間里，你也為科學(xué)家和工程師爭取了時間來提出新的更好的技術(shù)。

“我們已經(jīng)有了模型，可以幫助我們弄清楚我們需要將碳下沉多深以及它會在那里停留多長時間。但是當(dāng)你這樣做時，你正在影響一個不同的生態(tài)系統(tǒng)，這也需要考慮，“他說。

“基于自然的解決方案”

對于他目前的一個項目，Subramaniam提出了他所謂的“基于自然的解決方案”，用于去除碳，將馬尾藻大型藻類吸收到海洋表面以下2米處。馬尾藻是一種中上層大型藻類，這意味著它的整個生命周期都在海洋表面度過，肉眼可見。“它永遠(yuǎn)不會附著在陸地上，除非它被沖上去擱淺，否則不會上岸。

Subramaniam說，雖然這種大型藻類已經(jīng)認(rèn)識了幾個世紀(jì)，但在過去的10年或20年里，一個新的種群越來越接近赤道。“他們稱之為”大馬尾藻帶“，基本上從西非海岸一直延伸到墨西哥海岸，穿過加勒比海的墨西哥灣。這是一個很大的麻煩。

他補充說，這種海帶堆積在加勒比海向風(fēng)群島的海灘上，破壞了它們在很大程度上依賴旅游業(yè)的經(jīng)濟。“你怎么擺脫它?你不能埋葬它。你不能把它從海灘上拿下來，放在陸地上的任何地方，因為這些島嶼太小了。

相反，Subramaniam和他的同事們希望使用包括遙感，人工智能和海洋機器人在內(nèi)的先進技術(shù)“驅(qū)動一系列平臺，這些平臺在離岸約15或20英里處拉網(wǎng)，以便在馬尾藻到達海灘之前捕獲它。

他解釋說，一旦網(wǎng)里裝滿了這種大型藻類，它就會破裂，當(dāng)這種情況發(fā)生時，網(wǎng)上有一個緊固件，旨在將其關(guān)閉。緊固件有一個附加的重量，然后將這種馬尾藻下沉到2米，這意味著“我們將完全將這種碳從循環(huán)中移除，”他說。

“在這個'新'馬尾藻種群中大約有1萬公噸的碳，”Subramaniam說。作為保守的估計，他認(rèn)為使用擬議的技術(shù)，他們可以吸收至少10%的碳，即每年約100萬噸。“就上下文而言，冰島的逆戟鯨設(shè)施是最大的碳捕獲廠，每年有能力從大氣中抽取000公噸。

當(dāng)然，在提出這樣的方法時，要考慮的重要一點是碳生命周期分析。“例如，你不能消耗100公斤的碳來吸收10公斤的碳。我們需要確保我們在下沉?xí)r消耗的碳量不超過我們吸收的碳，“他說。他們希望使用遙感、機器人和人工智能將最大限度地提高效率。

Subramaniam指出，他個人“對地球工程深感懷疑”，但由于所討論的馬尾藻種群是新的 - 因此可能已經(jīng)與人類活動和氣候變化有關(guān) - 他對它的移除感到滿意。

他還與哥倫比亞大學(xué)法學(xué)院副研究學(xué)者、薩賓氣候變化法中心副主任韋伯合作，研究這一過程的法律方面，因為它屬于現(xiàn)有環(huán)境法的灰色地帶。

法律和社會考慮

“我認(rèn)為關(guān)于藍(lán)碳在緩解氣候變化中的作用還有很多懸而未決的科學(xué)問題，”韋伯說，她花了很多時間考慮從大氣中去除和儲存二氧化碳的技術(shù)，以及旨在確保它們以安全和負(fù)責(zé)任的方式發(fā)生的框架。

但她補充說，除了科學(xué)問題外，還有一些社會和治理問題可能會影響我們是否可以有效利用任何擬議的戰(zhàn)略。“我們可能會有社會或公眾對項目的反對，因為它們被視為不自然或干擾海洋生態(tài)系統(tǒng)，許多人認(rèn)為海洋生態(tài)系統(tǒng)是地球上最后一個未受破壞的部分，或者因為它們被視為影響其他海洋活動。一些團體還表示擔(dān)心，由于項目將在海洋中進行，海洋是全球公域的一部分，它們可能會受到各國政府的有限監(jiān)督和控制。

她說，雖然大量的國際法適用于海洋活動，但沒有專門處理海洋碳去除技術(shù)的綜合國際法律框架，導(dǎo)致很多不確定性。例如，海洋肥沃化和海洋堿度增強，即向水中添加物質(zhì)，可以被視為海洋傾倒的一種形式，具有既定的國際法律框架。

“然而，該框架是為了解決諸如向海洋傾倒石油等問題而制定的，”她說。此外，正如Subramaniam在他的項目中指出的那樣，“在這種情況下，你正在將海洋中已有的東西轉(zhuǎn)移到另一個地方。

韋伯補充說，另一個挑戰(zhàn)是，你離海岸越近，就越有可能有國內(nèi)法，從而產(chǎn)生潛在的重疊框架。“特別是在美國，國內(nèi)法律可以包括多層政府，因為你可能有聯(lián)邦、州甚至地方法律。因此，關(guān)于如何處理不同的活動以及它們將如何適應(yīng)現(xiàn)有的框架，存在很多復(fù)雜性和不確定性，這些框架并不是真正為碳去除而開發(fā)的。

后續(xù)步驟

韋伯和她在薩賓中心的同事目前正在寫一本書，研究這些現(xiàn)有的國際和國家法律框架，以及它們?nèi)绾螒?yīng)用于不同的海洋碳去除活動。除了學(xué)習(xí)美國法律外，他們還與其他六個國家(中國、加拿大、德國、挪威、荷蘭和英國)的法律學(xué)者合作。這本名為“海洋二氧化碳去除促進減緩氣候變化：法律框架”的書將于今年春天出版。

與此同時，韋伯和她在薩賓中心的同事也在為海洋二氧化碳清除項目編寫一套示范法。“我們希望起草可以由國會頒布的示范立法，以創(chuàng)建一個專門針對海洋二氧化碳去除研究的綜合法律框架，”她說。該文件涵蓋的領(lǐng)域?qū)ǎ郝?lián)邦對海洋二氧化碳清除項目的管轄權(quán)范圍，監(jiān)督這項研究的責(zé)任是否完全由聯(lián)邦承擔(dān)，或者各州是否將發(fā)揮作用，哪些機構(gòu)應(yīng)該頒發(fā)許可以及他們需要考慮哪些因素這樣做，以及研究項目的環(huán)境審查和公眾咨詢過程應(yīng)該是什么樣子。

“我們預(yù)計將在2023年初發(fā)布示范立法草案，”韋伯說。

通過這樣的舉措，專家們希望為科學(xué)家、立法者和公眾帶來更清晰的藍(lán)碳研究領(lǐng)域。

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