過去數十年來，海洋吸收了全球碳排放的20~30%！如此強大的「藍碳 」能耐，不僅大幅降低全球增溫和氣候變異的惡化程度，更成為人類減碳的重要幫手。
(圖片來源: 海洋國家公園管理處 臉書)
過去數十年來，海洋吸收了全球碳排放的20~30%！如此強大的「藍碳 」能耐，不僅大幅降低全球增溫和氣候變異的惡化程度，更成為人類減碳的重要幫手。
可是，你知道藍碳有哪幾種嗎？海洋固碳背後的科學原理又是什麼？《低碳生活部落格》攜手Future Earth Taipei海洋工作小組的專業學者群，來幫大家上堂科普課！
一、沿岸藍碳
講到「藍碳」，大家直覺可能會想到: 鹽沼、紅樹林及海草床等看得見的「沿岸藍碳」生態系，這些沿岸綠色植物和生態系統的儲碳能力，比陸地森林高出了數十倍以上！
這麼強勁的固(二氧化)碳和儲(有機)碳效果，歸功於沿岸生態系極高的初級生產力，以及垂直向上的生長能力、向下的有機碳儲藏能力，凡是沿岸植物的葉、枝、幹、地下的根、莖，以及成為沉積物中有機質的落葉、枯枝，都是固碳小幫手。
學者初步估算，台灣本島和離島周圍的「沿岸藍碳」，包含海岸濕地、海草床、紅樹林，綜合起來每年能吸收10~12萬噸碳。然而，更精準的海岸碳儲存數據，未來仍需更多本土研究來佐證。況且，「藍碳」不只在看得見的沿岸區域，開放性的大洋地帶，還能透過「生物幫浦」跟「物理幫浦」（又稱「溶解度幫浦」），幫地球儲碳、減碳。
沿岸生態是最最常被提起的海洋藍碳。 (圖片來源: 海洋委員會海洋保育署 臉書)
二、大洋藍碳: 生物和物理幫浦
「生物幫浦」是浮游植物在透光層中行光合作用，將海水二氧化碳轉化成顆粒態的有機碳，並傳送到深海的過程。
雖然大部分有機碳會都上層海水被細菌分解再循環利用，但有一部分的有機碳，會沉降至深層海洋中，被分解或長眠於沉積物中。這些降落到寒冷深海中、或沉積物裡的碳，短時間很不容易再回到表層海洋，不論是分解後的二氧化碳、還是有機碳，要重見天日，至少要數百年以上的時間！
因此，只要促進大海中隱形森林的光合作用，就能增強海洋吸收二氧化碳的功力，像是利用人為方法讓次表層海水湧升 (又稱「人工湧升流」)，帶來的營養鹽便可強化光層浮游植物行光合作用，使其快速生長，並提升生物幫浦的作用效率。
就「溶解度或物理幫浦」而言，大家可以想像一下冰冷可樂被開罐的過程，二氧化碳氣體在水中的溶解度會與溫度成反比，水溫越高的地方，二氧化碳溶解度越低，反之亦然。所以，高緯度表層海水將遠比赤道溶入更多的大氣二氧化碳，低溫表層海水也因密度較高，能沉降到深海，這就是所謂的「溫鹽環流」（依靠海水溫度和鹽度驅動的全球洋流循環系統），將表層較高二氧化碳濃度的海水輸送至深海，深層海水雖然會再透過風所驅動而湧升回到表層海洋，但要費時百年到一千年之久。
海中生物進行光合作用，也有助於儲碳。 (攝影:高宜凡)
三、人工藍碳: 海洋鹼化及加速風化
除了利用自然幫浦，科學家也探索如何利用「人工」的手段來提升海洋固碳功力，例如：「海洋鹼化(Ocean alkalinization)」或「加速風化 (enhancing weathering)」。
「海洋鹼化」是指向海洋撒下可提高鹼度的物質，像是石灰（CaO）或是含有碳酸根(CO32-)的天然礦物細粉(e.g. CaCO3)，加入的鹼性物質(如：碳酸根CO32-)，會和海中二氧化碳進行酸鹼反應，將其轉換成碳酸氫根(HCO3-)，促進大氣二氧化碳溶入海水。不過，人工鹼性物質對海洋生態可能造成負面影響，仍須更多的科學研究來評估其可行性，相較之下，天然的碳酸鈣、碳酸鎂礦物細粉及牡蠣殼粉，就相對比較溫和。
「加速風化」的原理也是大同小異，就是將岩石礦物撒入土壤及沿岸沉積物中，藉由微生物及水的作用來加快岩石或礦物風化，加速碳酸根或矽酸根加入海洋，並與海水中的二氧化碳作用，轉換成碳酸氫根離子(HCO3-)，促進大氣二氧化碳溶入海水。
跟海洋有關的生態復育及減碳潛力，已是國際熱門話題。 (攝影:高宜凡)
過去一萬年來，大氣二氧化碳濃度的變化相當小，介在260~280 ppm之間，那時海洋與大氣二氧化碳的交換作用處於平衡，但短短一百年間，人類活動造成二氧化碳濃度提高到420 ppm，導致全球氣候環境失衡，更需要海洋的力量來固碳！今後請繼續關注《低碳生活部落格》，讓我們一起動員來保護海洋！
（本文整理2021年未來地球臺北海洋行動座談會紀實第一單元「海洋是減碳得解方！自然與科學的交手」，科普內容由Future Earth Taipei海洋工作小組提供，特別感謝周文臣和何東垣教授協助校閱及修改。）
參考資料：
2021未來地球臺北海洋行動座談會(http://www.cfss.sinica.edu.tw/index.asp?url=304&cno=18&ano=185&pageno=1&fbclid=IwAR1Bl_ZKtyy71_R7n-TPr-7JOT55hNF48uHKh_CxJpRhGM4ghXs4N0o06Uo)
環境資訊中心（https://e-info.org.tw/node/71077）
環境資訊中心（https://e-info.org.tw/node/224232）
Mcleod et al. (2011), A blueprint for blue carbon: toward an improved understanding of the role of vegetated coastal habitats in sequestering CO2. Frontiers in Ecology and the Environment, 9(10), 552-560.
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