海洋生物碳储存在海洋中 - 可以保护他们帮助减缓气候变化？

随着气候变化带来灾难性影响的可能性越来越大，人们正在寻找减少风险的创新方法。一个潜在的强大和低成本的策略是认识和保护自然碳汇——储存碳的地方和过程，使其远离地球大气层。

森林和湿地可以捕获和储存大量的碳。这些生态系统包括在气候变化适应和减缓战略，28个国家承诺履行《巴黎气候协定》。。然而，到目前为止，还没有制定这样的政策来保护海洋中的碳储存，海洋是地球上最大的碳汇，也是地球气候循环的核心元素。

作为一名海洋生物学家，我的研究重点是海洋哺乳动物行为、生态与保护。现在，我也是研究气候变化如何影响海洋哺乳动物 - 以及如何海洋生物可能成为解决方案的一部分。

什么是海洋脊椎动物碳？

海洋动物可以通过一系列的自然过程来吸收碳，包括在体内储存碳，排出富含碳的废物并沉入深海，使海洋植物受精或得到保护。特别是，科学家们开始认识到，脊椎动物，如鱼、海鸟和海洋哺乳动物，有可能帮助锁住大气中的碳。

我在与同事的工作联合国环境/ GRID-Arendal该项目旨在确定海洋脊椎动物的自然生物过程可能有助于缓解气候变化的机制。到目前为止，我们发现至少有九个例子。

我最喜欢的一个是营养级联碳。营养级联当在食物链的顶部改变引起的链的其余部分的下游发生变化。作为一个例子，海獭是在北太平洋顶级掠食者，海胆为食。反过来，海胆多吃海带，生长在近海岩礁褐色海藻。重要的是，海带可以储存碳。增加海獭的数量减少了海胆的人群，这允许海藻森林生长(PDF)捕获更多的碳。

存储在活的生物体的碳被称为量碳，并在所有海洋脊椎动物中发现。大型动物，如鲸鱼，可能重达50吨，活了200多年，可存储大量的碳的很长一段时间。

当它们死时，它们的尸体下沉到海底，带来了它们一生被困住的碳。这叫做死碳。在海底深处，它最终会被埋在沉积物中，并可能与大气隔绝数百万年。

鲸鱼还可以通过刺激被称为浮游植物的微小海洋植物的产生来帮助捕获碳，浮游植物利用阳光和二氧化碳来形成植物组织，就像陆地上的植物一样。鲸鱼在深海觅食，然后在海面休息时释放出浮力强、富含营养的排泄物，这可以为浮游植物施肥，海洋科学家称之为鲸泵。

鲸鱼还可以通过刺激被称为浮游植物的微小海洋植物的产生来帮助捕获碳，浮游植物利用阳光和二氧化碳来形成植物组织，就像陆地上的植物一样。

和鲸鱼重新分配营养素地理位置，在一个序列中，我们把它称为大鲸鱼输送带。他们采取的营养成分，而在高纬度地区，然后喂养，而在低纬度的温床，这是典型的贫营养的释放禁食这些营养素。从鲸鱼废物，如尿素养分的大量涌入可能有助于刺激浮游植物的生长。

最后，鲸鱼可以简单地通过整个水柱游泳，对表面混合营养素，效果的研究人员长期带来的营养物质浮游植物Biomixing碳。

鱼便便也起着捕集的碳的作用。有些鱼每天向表面迁移上下贯通的水柱，游泳饲料在夜间和白天下降到更深的水域。在这里，他们释放出富含碳的粪粒，可迅速下沉。这就是所谓的阴阳魔界碳。

这些鱼可以下潜到1000英尺或更深的地方，它们的粪便颗粒可以下潜得更远。过渡带的碳可能会被封存数十到数百年，因为这些深度的水需要很长时间才能再循环回到表面。

“海洋雪”是由粪便颗粒和其他渗入深海的有机物质组成，它们携带着大量的碳进入深海。

量化海洋脊椎动物碳

与海洋脊椎动物作为碳汇的相关治疗“蓝碳”，科学家们需要对它进行测量。在该领域的首批研究，在2010年出版的，所描述的鲸鱼泵在南大洋，估计是12万条抹香鲸一个史前捕鲸人口可能被困220万吨碳每年通过鲸便便。

另一项2010年的研究计算出，全球捕鲸前大约有250万头大型鲸鱼出口每年有将近21万吨的碳通过排放到深海中。这相当于每年到大约15万辆上路。

2012年的研究发现，吃海胆，海獭可能会有助于陷阱15万至2200万吨每年的碳在海带森林。更为惊人的，2013年的研究中描述了潜在的灯笼鱼科和其他阴阳魔界鱼离西部海岸的美国存储达30万吨以上，每年的碳在他们的粪粒。

对海洋脊椎动物碳的科学认识仍处于起步阶段。我们发现的大多数碳捕获机制都是基于有限的研究，可以通过进一步的研究加以完善。到目前为止，研究人员已经检查了所有海洋脊椎动物中不到1%的物种的碳捕获能力。

对海洋保护的新基础

许多国家的政府和世界各地的组织正在努力重建全球鱼类，防止兼捕和非法捕鱼，减少污染，建立海洋保护区。如果我们能够认识到海洋脊椎动物碳的价值，许多这些政策有资格作为减缓气候变化的策略。

在这个方向迈出的一步，国际捕鲸委员会通过了两项决议在2018年，承认鲸鱼储存碳的价值。作为该领域科学的进步，保护海洋脊椎动物碳储量最终可能成为国家承诺履行巴黎协议的一部分。

海洋脊椎动物的原因有很多有价值的，从维护健康的生态系统为客户提供我们敬畏和惊奇感。保护它们将有助于确保海洋能继续为人类提供食物，氧气，娱乐和自然风光，以及碳储存。

史蒂芬卢茨，在阿伦达尔蓝碳计划的领导者，促成了这篇文章。