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微观碳猎人:小生物的大气候使命

加入时间:2026-02-27 18:04    访问量:277    信息来源: 知识就是力量 2025年10期

  “小暑大暑不是暑,立秋处暑正当暑”,今年立秋当天,杭州最高气温冲上了38摄氏度。连日高温“烘烤”把曲院风荷的荷叶都晒成了“卷心菜”,西湖水里的小龙虾差点变成“麻辣味”。“烧烤模式”背后,藏着地球的“碳烦恼”。科学研究表明,二氧化碳等温室气体过量排放是导致全球气温升高和气候变化的主要因素之一。

  在应对全球气候变化的进程中,广袤无垠的海洋扮演着至关重要的角色。海洋约占地球表面积的71%,是地球上规模最大的碳库。全球约93%的二氧化碳循环与固定过程通过海洋完成。

  海洋是地球上最高效的碳汇,如今,海洋已储存1500亿吨碳,这一成果背后的功臣,正是那些容易被忽视的海洋生物。此刻,数以万计的海洋生物正默默肩负着“碳捕获”的宏大使命,用它们独有的方式书写着对地球的深情守护。

大型海藻:浮游的“碳泵工厂”

  大型海藻包括天然海藻和人工栽培海藻,其中海带、裙带菜和紫菜等是人工栽培大型海藻的主力军。作为海洋初级生产者的重要组成部分,大型海藻是大气二氧化碳的主要捕获载体——一方面,它们在生长过程中通过高效光合作用持续提升海洋碳汇能力;另一方面,部分大型海藻的凋落物会被分解为溶解有机碳,沉降至海底,从而实现碳的长久封存。

  据相关研究,海洋初级生产者对全球碳的固定占比超过50%,碳储存量更是高达71%,而大型海藻在这一过程中发挥着关键作用。

牡蛎:建造钙质“碳长城”

  如果我说一只小小的牡蛎能将二氧化碳锁进自己的壳里几千年,大家会不会感到很惊讶?事实上,生活在海岸带牡蛎礁中的牡蛎,拥有极强的固碳能力与巨大的碳储量。牡蛎在生物沉积、物理沉积的过程中,能固定大量碳元素。牡蛎生长期间,会利用水体中的碳酸氢根与钙离子形成碳酸钙,这就是钙化作用。通过钙化作用封存于牡蛎壳内的无机碳,在自然状态下可保存上千年。

  牡蛎礁中的牡蛎还能不断将水体中的悬浮颗粒物以粪便和假粪的形式输送至水体底层,进而将这些悬浮颗粒物中的有机碳与无机碳埋藏到沉积物中,这一过程被称为生物沉积作用。科学研究发现,在牡蛎礁埋藏活动带下的有机碳积累速率可达每平方米30270克,并且能实现长期埋藏。

  此外,牡蛎礁具有复杂的物理结构,这种结构有利于减缓水流速度,促进水体悬浮物沉积。部分牡蛎礁位于陆地森林和盐沼的边缘,能够接收大量由这些生态系统输出的有机碳,从而很好地实现有机碳的碳埋藏,宛如筑起一条坚韧的钙质“碳长城”。

海草床:曼妙的海底“固碳草原”

  海草是由陆地植物演化而来、适应了海洋环境的高等植物,当一种或几种海草连片生长时,便会共同形成广袤柔软的海底“青青草原”,即海草床。

  海草床通常生长在浅海与河口水域,虽然它在全球海洋面积中的占比不足0.2%,但每年为海洋贡献了10%的有机碳埋藏。

  海草床生态系统之所以具备超高的固碳能力,主要缘于其较高的初级生产力、高效的悬浮物捕获能力、稳定的沉积环境以及较低的凋落物分解速率。作为天然“海水净化器”,它们强大的固碳能力,正为应对气候变化贡献着宝贵的蓝色力量。

棘皮动物:海底“碳封存军团”

  棘皮动物是广泛分布于全球海洋环境中的古老生物类群,绝大多数为底栖生物。依据外部形态特征的不同,棘皮动物可分为海参纲、海胆纲、海星纲、蛇尾纲和海百合纲。

  科学研究发现,棘皮动物能够直接从海水中吸收碳元素,形成外骨骼,并将碳封存在外骨骼内;它们死亡后,封存在外骨骼中的碳会留存于海底,这部分碳将脱离海洋地球碳循环。作为海洋中重要的“碳封存执行者”,棘皮动物每年能将约1亿吨碳永久锁进海底,对海洋碳埋藏具有重要意义。

  大型海藻、海草床、牡蛎、棘皮动物……这些小小的碳猎人,已被写入由我国科学家牵头的“全球海洋负排放计划”,成为“联合国海洋十年”全球行动计划的重要组成部分,承担起应对气候变化的大使命。预计到2035年,我国海洋碳汇能力将提升至41.2亿吨二氧化碳当量,吸收量比2022年增长20%

  下次去海边,别只捡贝壳——你可以带上一把尺子、一支温度计,记录下海草叶片的长度、礁石的温度。或许在未来,守护蓝碳的接力棒,就会交到你的手中!

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