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海草能「吃」碳?這裏4年種出600畝能「吃」碳的「海底草原」

2024-08-12科學

「你們看,日本鰻草都長到這裏來了,只是沒有核心區斑塊那麽密集。」7月23日,時隔數月,再次來到東營黃河三角洲沿岸海域的灘塗上,看著腳下不斷出現的日本鰻草,中國科學院海洋研究所研究員周毅難掩興奮。

黃河入海口是日本鰻草的原生地之一,全國面積最大的日本鰻草海草床曾在這裏生長。2019年,台風「利奇馬」入侵,導致海草床淪陷殆盡。2020年起,周毅研究團隊開始在這裏修復海草床。如今,四年過去,他們欣喜地發現,這片海域日本鰻草的面積已經達到四五十公頃,相當於一個大明湖大小,核心修復區恢復到了破壞前的70%,底棲大型海洋生物種類也由修復前的9種增至15種。

不僅如此,作為「吃」碳的高手,海草床具有極高的生態服務功能。接下來,廈門大學將針對該區域進行海草床碳匯測算,以研究並建立海草床碳匯核算方法的統一標準。

4公頃的海草床擴大10倍

23日上午,東營黃河三角洲沿岸海域,潮水已經褪去,裸露出成片的灘塗。周毅團隊和廈門大學環境與生態學院教授陳鷺真團隊一行人穿上灘塗鞋,深一腳淺一腳地向距離岸邊2公裏的海草床修復專案所在區域進發。他們此行的目的,是對該區域4公頃的海草床修復情況進行驗收。

周毅清晰記得四五年前這裏的情景,「2019年的‘利奇馬’台風導致海草被連根拔起,海草床基本上全軍覆沒,剩下不足一兩公頃,滿眼盡是光禿禿的裸露灘塗。」

由於腐殖質特別多,海草床是底棲生物的樂園,為眾多魚類、貝類、蝦蟹類等海洋動物提供重要的產卵場、育幼場、索餌場和棲息場。因此,失去了海草的庇護,海草床特有的海洋生物生物量大振幅減少。

「在對這裏的海草床進行修復前,這裏的大型底棲海洋生物種類只剩下9種。」中國科學院海洋研究所副研究員徐少春介紹。

由於當地日本鰻草自然恢復十分困難,為保護海草床的生物多樣性,助力海洋藍碳事業發展,2022年,騰訊資助廈門大學等高校和研究機構在東營黃河三角洲開展海草床修復工作,以科學有效地恢復黃河口自然保育區的海草床生態系。

隨著眾人離岸邊越來越遠,如今出現在大家眼前的已是另一番景象:斑塊分布的日本鰻草越來越多,肉眼還能看到小魚、小螃蟹、泥螺等海洋生物。

走進海草床修復的核心區域,日本鰻草的分布密度讓周毅和陳鷺真都很驚喜,「長得特別密,1平方米能達到五六千株,有的甚至上萬株。」

8月份是海草結種的季節,周毅輕輕撥開日本鰻草草叢,能看到一個小小的呈麥穗狀的花苞,裏面便是日本鰻草的種子。「秋天種子成熟後,種子會在水動力的作用下四處擴散,埋藏入底質中,次年4月左右就開始萌發生長。」周毅介紹,2020年開始,他們在這裏修復海草床,種植後第二年再根據生長情況進行補種,「今年就沒有再進行大規模補種,依靠種子的自然擴散,海草床的長勢很好,現在分布區域已經向外擴張了至少10倍,能達到四五十公頃的面積了,只不過海草的分布沒有這4公頃核心區裏一樣密集。預計再過兩年,這一區域就可以恢復至被台風破壞前的狀態。」

海草床的成功修復,為底棲生物營造了良好的生態環境。徐少春此行的任務之一,就是要取樣帶回去,進行生物多樣性的調查。結果很快出來,「海洋生物種類增加到了15種,出現了方蟹科、日本擬鉤蝦、極地蚤鉤蝦、內肋蛤、青蛤、四角蛤蜊等種類。」徐少春告訴記者。

像生產元宵一樣批次生產種子球

海草床修復,聽起來容易,操作起來難度極高。

海草種子如果直接放進海水裏進行人工保存,短時間內它就會長滿細菌並腐爛。如何保存?周毅團隊透過研究,在海水中添加防腐劑等途徑,如今種子保存時間可以達到三年。

有了種子,可以像陸地播種一樣,直接在海底播種嗎?「我們嘗試過直接栽植、直接播種等辦法,但是受海底泥沙、水流等因素影響,直接移植的植株和種子很容易被海水沖走。」周毅介紹,經過多次試驗,團隊研發出種子球修復法和植株根莖固定移植修復法。

其中,種子球修復法俗稱「泥丸法」,是將種子用泥土像包湯圓一樣包在裏面,並添加適量營養物質,用泥丸播種器在灘塗上一插一提進行播種;植株移植修復法俗稱「插苗法」,是將海草種苗從苗圃培育基地挖取,在室內進行根部綁重物(石塊)方式加以固定,低溫運輸至施工現場,按區域組織人工進行海草移植,具有操作簡單、成活率高、破壞性小等特點。

經過多年的研究摸索,海草床修復技術也在不斷改進,大幅提高了海草床生態修復的效率和效果。例如,此前種子球都是由人工搓成泥丸,捏成餅狀放入種子包好後,再搓成泥丸,一人一小時頂多能搓三四百個種子球,費時費力。「現在我們已經不需要人工制作種子球,今年上半年我們研發出了機械器材,可以像生產元宵一樣批次機械生產種子球,一小時能生產約4000個,大大提高了生產效率以及種子的萌發率。」周毅介紹。

在周毅看來,透過對該區域海草床的修復,已經建立了相對完整的技術體系,有助於促進海草床生態修復工程規模化開展。據其介紹,去年12月,由中國科學院海洋研究所牽頭制定的中國首個海草床生態系修復技術國家標準【海洋生態修復技術指南第4部份:海草床生態修復】,由國家市場監督管理總局批準實施。該標準對海草床生態修復的流程、內容和技術要求都進行了詳細闡述。

單位面積固碳量是森林的兩倍以上

不過,海草床也是海岸帶地區消失最快的生態系之一。研究表明,受人類活動和全球氣候變遷影響,全球三分之一的海草床已經消失。在中國,周毅團隊牽頭完成的「中國近海重要海草資源及生境調查」,摸清了全國沿海海草資源「家底」——當前中國海草床面積約2.65萬公頃,近岸海域超80%的海草床已經消失。因此,對海草床的生態修復和保護刻不容緩。

「這些年來,從國家到地方對海草床的保護和修復越發重視。2017年,山東省就在全國率先開展海草修復工程,取得了不錯的效果。」周毅介紹,在東營黃河口南岸,他帶領的研究團隊還承擔著另一片修復面積為25公頃的海草床修復專案。「從去年開始修復,目前進展比較順利,相信再用3年的時間,我們會再修復一片廣袤的‘海底草原’。」

除了能夠保護生物多樣性,海草床還是碳捕獲和碳封存「高手」。它與鹽沼濕地、紅樹林並稱為三大典型濱海藍碳生態系,能夠捕獲和儲存大量碳並將其長期封存在海洋沈積物裏,是全球「藍碳」的重要貢獻者。海草床分布雖只占海底面積的0.1%,但海草床的碳埋藏量卻占海洋碳埋藏總量的10-18%,單位面積的固碳量是森林的兩倍以上。據測算,每修復1萬畝面積的海草床,就相當於中和20余萬輛汽車一年的尾氣碳排放量。

接下來,陳鷺真研究團隊就要展開對該區域的海草床碳匯測算。「海草的密度、生物量、土壤等等都會對碳匯量產生影響。」陳鷺真現場檢視發現,該區域的海草床修復效果不錯,「從海草的覆蓋密度、健康程度來看,它們應該會有比較高的碳匯量。」陳鷺真介紹,海草床等生態系的監測、計量相對復雜,專案產生的研究成果將服務於藍碳生態系的固碳能力評估。

修復海草床不僅有助於更好地保護海岸帶生態系,減緩氣候變遷,對生物多樣性和生態系的長期健康產生積極影響,而且生態修復工程產生的額外碳匯量還可以透過碳匯產品交易市場進行交易,推動生態產品價值實作。

就在上月,全國首筆公開的海草床藍碳意向認購在廈門大學成功簽約,根據簽約內容,儒艮保護區第一期28.12公頃的海草床修復專案自2018年11月30日以來產生的所有碳匯量,將全部由騰訊碳中和實驗室意向認購。該海草床藍碳專案依托BLUE-CARE專案(即「藍碳生態系的評估、修復及核算專案」)中陳鷺真等共同編制的【海草床生態修復碳匯計量與監測方法】進行開發。

就在前不久,山東省首筆碳普惠海洋碳匯交易在威海落地,標誌著山東基本打通了省級海洋碳匯交易路徑,引領實作海洋碳匯價值轉化新模式。

據了解,陳鷺真團隊憑著20多年的研究基礎,從省級和地方碳匯市場入手,探索濱海濕地碳匯方法學的開發,助推中國藍碳交易。「我們參考國際方法學,利用從沿海20多個野外監測站點得來的豐富數據做成碳匯計量參數。」陳鷺真說,方法學采用較穩定的參數,可以降低專案開發的成本,以此鼓勵更多買方進入市場。在她看來,藍碳碳匯交易單價較高,因為藍碳生態系的價值遠遠超出了金錢的範疇。充分利用市場機制,吸引更多社會資本投入到濕地生態系的可持續保護中,是多方共贏的一件事。

(大眾新聞記者 劉笑笑 張錫坤)