为什么保护“蓝碳”储存对应对气候变化至关重要

人类活动将大气中的二氧化碳浓度提高到了一定水平比过去16万年的任何测量值都要高。人们对气候变化严重影响风险的担忧不断加剧，促使人们开始研究生态系统如何通过在植物和土壤中储存过量碳来减缓全球变暖。

我们的研究小组研究过红树林的生态学吗超过40年。红树林是热带森林，在海水中茁壮成长，在潮间带(低潮时在水面上，高潮时在水下的区域)的沉积物中与大气形成一个树冠和广泛的根系。科学家把它们称为“蓝色”碳生态系统，而不是陆地上的“绿色”碳生态系统，比如森林和草原。

在最近的一项研究中，我们估计沿着世界海岸线的红树林的木材和土壤含有30亿公吨的碳——比热带森林还多。

红树林在世界各地的热带和亚热带海岸线上很常见，是地球上最重要的生物系统之一。美国宇航局地球观测站

我们也已经表明，以前的研究已经高估了蓝碳储量在一些河流三角洲地区，如巴西的亚马逊河;印度孙德尔本斯地区，恒河、雅鲁藏布江和梅克纳河汇合处;莫桑比克的赞比西河三角洲;还有巴基斯坦的印度河三角洲。其他国家严重低估了碳酸盐(以泥炭为主)海岸的蓝碳储量，如伯利兹、佛罗里达群岛、波多黎各、墨西哥的尤卡坦半岛、古巴、多米尼加共和国和几个加勒比海岛屿。

我们发现，改善这些估计的关键在于考虑河流、潮汐、海浪和气候如何塑造海岸地形，从而创造出不同的环境环境。利用这种方法，我们对全球蓝碳“热点”做出了更准确的估计——这是保护它们的重要第一步。

适应多种环境

红树林可以沿着热带海岸线延伸到位于暖温带气候区的边缘，由霜冻频率的变化控制。它们在潮汐和来自海洋的盐与携带着大陆沉积物的河流相遇的地方生长，混合形成不同类型的潮间带。

三角洲存在于河水非常浑浊，盐分很少的大河将沉积物带到海岸，形成了广阔的泥岸。相比之下，泻湖和海岸主要由碳酸盐岩构成，如白垩或石灰岩，有美丽的蓝色咸水和沿着海岸线的坚实的砂或珊瑚质沉积物。在中等的类别中，河口形成于河流与大海交汇的地方，潮汐混合了淡水和咸水，形成了随河流水位升降而季节性变化的咸水。

红树林在这些不同的环境中生长得非常不同。在三角洲地区，一些世界上最大的红树林达到了热带雨林的高度，其粗大的根系渗透到柔软的淤泥中。相比之下，生长在碳酸盐海岸沉积物中的红树林要小得多，看起来就像公园里的观赏树木一样矮小。

美属维尔京群岛，在红树树根处的咕哝声和其他鱼类庇护所。美国地质调查局/卡罗琳·罗杰斯

沿海环境中的碳储量

为什么红树林在不同的环境中生长得如此不同?在我们看来，原因在于气候、河流、潮汐和波浪如何形成红树林生长的条件。

为什么红树林在不同的环境中生长得如此不同?在我们看来，原因在于气候、河流、潮汐和波浪如何形成红树林生长的条件。

潮汐大的三角洲和河口的泥沙含有高浓度的必需营养素。这就创造了良好的环境，使树木充分发挥其生长潜力。相比之下，由碳酸盐构成的沉积物和潮汐较小的海岸线往往缺乏营养。这阻碍了树木的生长，并在沿岸形成了灌木林。

随着红树林的生长，它们将大气中的碳储存在木材中。随着有机物(如枯叶和枯枝)的积累，更多的碳积聚在红树林的土壤中。我们想知道在不同环境下控制红树林生长的生态条件是否也可以表明这些生态系统在其一生中积累了多少蓝碳，或者它们每年吸收了多少碳。

平均而言，红树林能够储存的碳是山地热带森林的三到五倍，主要是在土壤中。

红树林每年的固碳量

毫无疑问，世界各地的红树林和土壤自开始生长以来已经积累了大量的碳。平均值范围从三角洲地区的每英亩50公吨碳到碳酸盐海岸地区的每英亩220公吨碳。

为了遏制气候变化，最重要的问题是生态系统每年吸收多少碳，以减少人类活动(如燃烧化石燃料)产生的碳排放。红树林的固碳作用是指每年在树木或土壤中积累的碳量，并与大气隔绝，储存在那里。总的来说，世界上的红树林每年在土壤中吸收约2400万公吨的碳。密克罗尼西亚太平洋科斯雷岛上的一片红树林，每年能储存的碳相当于巴拿马的热带雨林。

我们的综述发现，不同类型的红树林吸收碳的速度存在非常显著的差异。潮间带的红树林土壤每年都随着沉积物的沉积而升高。拥有主要河流的沿海地区是土壤形成率最高的地区之一，因此它们的年固碳率也很高。随着红树林在这些更加温和的三角洲环境中长高，它们每年也会吸收更多的碳。

在墨西哥西部的Pajaritos镇，政府正在付钱给渔民，以帮助恢复被砍伐、旅游和不良捕鱼行为破坏的红树林。

总的来说，三角洲海岸的红树林，如密西西比河三角洲、巴西的亚马逊河、印度的孙德尔本斯河和孟加拉国，每年吸收的碳比全球任何其他水生或陆地生态系统都要多。这些是世界上的蓝碳热点。

在墨西哥西部的Pajaritos镇，政府正在付钱给渔民，以帮助恢复被砍伐、旅游和不良捕鱼行为破坏的红树林。

然而，重要的是要区分红树林土壤的碳密度(单位面积储存的碳量)和碳固存(同一地区每年积累的碳量)。由于河流不断在红树林土壤中沉积沉积物，三角洲地区的固碳作用增强。这导致了更高的碳埋藏率，既来自树木本身，也来自河流携带的碳。

三角洲土壤还含有大量的矿物沉积物(岩石)，因此它们的碳含量相对较低。相比之下，在加勒比群岛等碳酸盐环境中，大部分土壤体积由植物根系组成，因此碳含量较高。但是三角洲的土壤堆积速度更快，因为河流总是在沉积新的沉积物。

这种区别对于保护策略很重要。为了修建道路、虾池或其他商业项目而破坏红树林，可能会向大气释放大量的碳——即使是在碳酸盐环境中，因为那里的大部分土壤都是由植物材料构成的。这使得在各种环境中保护红树林变得非常重要。

恢复红树林也非常重要，特别是在三角洲地区，它们可以增加这些生态系统的能力，以清洁现有的二氧化碳大气。通过提高我们对红树林在不同条件下如何发挥作用的理解，我们可以保护和增加这些宝贵的蓝碳储量。