“自然地球工程”如何帮助减缓全球变暖

就自然奇观而言，也许最令人惊叹的是每年120万头牛羚的迁徙，它们穿越东非广袤的塞伦盖蒂草原。失去这些动物将是一场悲剧。但在20世纪中期，我们几乎做到了，当时，由于疾病和偷猎，它们的数量锐减至30万只。

那次崩溃的后果是深远的。塞伦盖蒂的大部分生态系统仍未被放牧。不断积累的枯草反过来又成为大规模野火的燃料，这些野火每年烧掉该地区80%的土地，使塞伦盖蒂成为二氧化碳排放的重要地区来源。

然后，根除疾病和打击偷猎的保护项目使角马恢复了生机，恢复了放牧系统，并扭转了大规模野火的规模。现在的放牧使草中的大部分碳以动物粪便的形式释放出来，而这些粪便反过来又被昆虫吸收到不易燃烧的土壤中。

塞伦盖蒂的生态系统已经恢复到二氧化碳水槽如此之大，估计足以抵消东非目前每年化石燃料的碳排放。

角马的减少和恢复给我们上了宝贵的一课，不仅是失去一个标志性的动物物种是多么容易，更重要的是，一个物种的消失会对生态系统和气候产生深远的影响。

来自生态科学的越来越多的证据表明，一种或几种动物物种可以帮助确定生态系统和大气之间交换的碳量。并不是说任何单一的动物物种本身对碳预算有巨大的直接影响。相反，角马的例子表明，作为更大食物链的一个组成部分，该物种可能引发连锁反应，通过食物链生长，使大量碳进入陆地或海洋的长期储存。

气候变化通常被认为会对生物多样性造成附带损害。人们的观念正在改变，认为动物物种是气候航船的重要驱动者。

例如，最近的研究表明，从北方森林的狼到海草草地的鲨鱼，重要的捕食者的消失会导致陆地和海洋食草动物数量的增加，它们的广泛放牧降低了生态系统的能力吸收二氧化碳．

然而，生物多样性丧失对气候系统的影响仍未得到充分认识，扭转这种损失很少被认为是帮助减缓大气中二氧化碳积聚的有效工具。

相反，人们的谈话往往转向被广泛称为气候地球工程．这些计划包括向大气中喷洒硫酸盐气溶胶，以将更多的太阳能反射回太空，以及用铁粉给海洋施肥，以刺激浮游植物大量繁殖，这些浮游植物在光合作用中吸收碳，并在死亡时将其带到海底。

出售的口号是“给我一艘装满铁的油轮，我就给你下一个冰河世纪”，这些口号引发的是焦虑，而不是行动。但是，如果由于我们的无知，我们已经通过使用技术搞砸了气候系统，谁还会冒着用其他技术搞砸的风险呢?

因此，所谓的“自然地球工程”也颇具吸引力。

自然生态过程已经提供了许多从大气中去除二氧化碳的可靠和安全的方法。目前，自然过程——例如热带树木和海洋浮游植物的光合作用，以及海水对二氧化碳的吸收——清除和储存了人类活动产生的一半以上的碳排放。深思熟虑的环境管理是做更多的承诺，以更环保的方式来做。

然而，做更多的事情需要心态的巨大变化。它需要将气候问题与另一个全球范围的环境问题——生物多样性保护混为一谈。

气候变化通常被认为会对生物多样性造成附带损害。一些物种，尤其是动物，被视为不知情的受害者，被困在一艘航行不幸的船上的乘客。观念的转变将动物物种视为气候航船的重要驱动者，所以生物多样性管理和保护可能是解决气候变化问题的关键。

与以往一样，细节决定成败，因为动物对碳交换的影响可能因生态系统的不同而不同。

但是，如果物种保护不仅仅是为了保护物种的标志性或魅力价值，而是为了保护它们在生态系统和气候系统中所扮演的角色，那么就可以取得很大进展。要想令人信服地做到这一点，需要欣赏和了解这些物种是如何融入食物链的，以及它们的损失会如何影响自然系统固碳的能力。

加拿大的北方森林吸收并储存了足够的大气二氧化碳，足以抵消该国每年燃烧化石燃料所排放的二氧化碳。

以加拿大北部和俄罗斯广阔的北方森林地区为例，它覆盖了地球陆地面积的10%以上。北方树木从大气中吸收二氧化碳，形成茎、叶和根。但是大部分的碳并没有储存在植物的活体中。相反，它以枯叶、枯枝和枯根的形式在土壤中长期储存。寒冷的北方土壤条件极大地限制了土壤微生物分解有机物并将其以二氧化碳的形式呼吸回大气。

因此，北方森林能够比地球上大多数其他地方储存更多的碳——是热带森林的两倍。据估计，加拿大的北方森林移走并储存了足够的大气二氧化碳，足以抵消该国每年因燃烧化石燃料而排放的二氧化碳。在全球碳预算中，这不是一个微不足道的数目，因为加拿大是十大二氧化碳排放国之一。

二氧化碳的大量储存在一定程度上是完整的食物链的结果，这些食物链包括大型食肉动物，如黑熊和狼，以及食草动物，如以树木为食的驼鹿和森林驯鹿。但野生动物管理机构忽视了这一关键好处，他们担心黑熊和狼会威胁驼鹿和驯鹿的种群，正在系统地捕杀它们。

一旦摆脱捕食压力，驼鹿的数量就会增加，并过度啃食正在生长的树木。据估计，即使麋鹿密度从每平方公里0.5只增加到1.5只，这是北方森林有记录的驼鹿密度的较低水平，也足以使每单位面积的土壤碳储量减少10%到25%。此外，食草动物造成的森林变薄会使土壤变暖，从而增加微生物活动的风险，使北方森林成为净碳源而不是碳汇。

为了跟上科学进步的步伐，野生动物管理官员和自然资源保护主义者需要权衡消除狼或其他食肉动物威胁的益处和增加猎物物种数量的影响。

在此之前，大型食肉动物的数量将继续在许多生态系统中不成比例地减少，原因是栖息地的丧失和与人类价值观和生计的冲突所导致的灭绝。无论是鲨鱼、老虎还是野狗，顶级掠食者的消失会让食草动物的数量失控，伴随而来的是碳储量的潜在损失。

这些影响的潜在程度与重新造林或种植新森林等传统土地管理活动相同。

但仍有希望和机会扭转顶级掠食者数量下降的趋势，恢复它们的数量。最明显的例子就是海獭的故事。在皮毛贸易中，海獭被猎杀到濒临灭绝的边缘，法律保护和管理的努力帮助海獭的数量增长，并通过管理破坏了这些森林的草食海胆，重建了沿海海藻森林。

海獭恢复到历史水平甚至只是沿着薄从温哥华岛的海岸线延伸到阿留申群岛的西部边缘创造了潜在的吸收和储存6 - 10%的年度碳释放化石燃料排放在不列颠哥伦比亚,据一项研究发表在《生态系统。

更广泛地说，沿海海洋生态系统为碳储存提供了一些最大的机会。盐沼、海草草地、红树林和大陆架是世界上最重要的碳汇。这些海洋碳汇通常受到捕食者驱动的连锁效应的控制，它们储存碳的速度比热带森林快40倍。

但是，在马萨诸塞州科德角盐沼等地，对掠夺性鱼类和蟹类的过度捕捞，导致了食草蟹类和蜗牛的激增，大片沼泽死亡，随之而来的是暴露在潮汐之下的沉积物被侵蚀。伴随而来的是数百年储存的碳的损失，以及未来二氧化碳吸收潜力的损失。

在大陆架上，鱼类和无脊椎动物，如海星和海参，会在肠道中沉淀碳酸盐矿物质，这是一种生理过程的副产品，以防止体内吸收过量的钙。在全球范围内，每年的碳酸盐生产和作为废物排放到海底，估计相当于巴西、英国或澳大利亚等国家每年的化石燃料碳排放。

但全球海洋渔业已经降低了这种碳酸盐岩的生产潜力。现在也许是时候重新考虑海洋渔业管理了，根据海产品收获的社会效益和失去碳储存潜力的社会成本来设定配额。

更多的动物驱动效应的例子使许多物种和生态系统的碳储量有望增加。

这些影响的潜在程度与传统的土地管理活动相同，例如重新造林或种植新森林，这些政策正日益作为技术地球工程的无害环境替代品而得到推广。

人类已经出于其他目的管理许多动物的种群，所以扩大对碳动态的考虑，虽然代表了管理目标的转变，但不会涉及管理方法的根本转变。

开发自然地球工程解决方案需要研究如何使最有前景的选择有效和经济效益。问题是，单个动物物种往往只出现在区域内，而不是全球范围内。这意味着，我们需要避免试图找到单一的、全球范围的、全本垒打的地球工程解决方案，而需要寻找更有地域差异的替代方案。

这种方法将考虑到当地社会的价值观和偏好，并将允许区域参与者将他们的特殊关切和价值观与更广泛的气候解决方案相协调。许多地方和区域战略在全球范围内叠加起来，形成了一系列解决方案，这些解决方案可以切实帮助减缓气候变化。