美国海洋愿景组织发布海洋浮游植物碳解决方案

作者: 2026-05-08 08:22 来源:
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23日,美国海洋愿景组织(Ocean Visions)发布报告《浮游植物碳解决方案:探究二氧化碳移除潜力和知情决策的优先研究框架》,通过评估开阔海域浮游植物二氧化碳去除(CDR)方法的现有知识与活动状况,识别其有效性与安全性的关键不确定性和知识缺口,最终提出关键行动和研究重点,以填补知识差距并促进未来决策[1]。海洋愿景组织是具有全球影响力的非营利海洋保护组织。

1、总体优先事项。涉及适用于所有浮游植物碳解决方案(PCS)路径的问题与事项。推进这些方面的进展将有效解决PCS的共性问题,并为特定路径研究提供框架和背景信息。

1)降低净二氧化碳移除过程中的不确定性。在所有PCS路径中,CDR的附加性和持久性以及最终的可扩展性存在很大的不确定性。建议确定每个PCS优先路径的不确定性来源及其对CDR的影响,明确降低不确定性的目标和开展降低至这些目标所需的研究活动。

2)提高海洋生物地球化学模型的实用性。仅通过野外观测很难确定和测量利用PCS移除10亿吨级规模二氧化碳产生的长期环境影响和附加效应,因此,需要模型模拟和实地观测相结合来解决这一问题。建议启动模型改进计划,包括模型相互比较和场景开发、识别和优先考虑数据输入改进、评估模型创新潜力、使用人工智能等。

3)提高对海洋生物碳泵的理解。海洋变暖和酸化持续影响着生物碳泵和整体海洋健康,需要更好地了解这些现象的动态条件,确定衡量PCS影响的不断变化的基线。建议结合从正在进行的生物碳泵研究中获得的经验,包括天然植物生长条件研究、区域生产力变化研究、多营养动力学研究和PCS路径自然模拟研究,丰富PCS相关知识。确保知识整合,以更好地描述生物碳泵基线条件和预测结果,根据照常排放情景(BAU)下的海洋健康状况评估PCS干预措施。

4)确定并推进具有重大影响力的实地试验。大规模的实地试验是评估PCS可行性的重要步骤,然而,实地试验的执行成本高昂,同时需要严格遵守相关法规并开展大量的社区参与工作。建议采用竞争性流程来确定实地试验的设计方案与提案,优先支持能产出普适性成果、符合特定阶段评审标准、有效应对监管流程、在实地试验规划和执行过程中纳入社会参与的试验方案。

2、特定路径优先事项。除了总体优先事项外,还需要对个别PCS路径进行直接调查,以更好地了解特定路径所涉及的环境与社会经济风险以及潜在的协同效益。

1)加深对南大洋铁肥化的可扩展性潜力的理解。基于可获得的大量营养素和理想的模型情景,多数模型和研究都认为在南大洋进行铁施肥是最具可扩展性的PCS机遇。然而,理想化的情景往往并未充分考虑现实环境条件和实施能力的复杂性,同时对CDR潜力的估计也存在很大的不确定性。建议开展切实可行的规模分析和情景模拟,以更准确地量化CDR潜力,明确运营需求,为南大洋铁肥化的生态影响评估提供依据。

2)提高对亚热带氮固定型铁肥化的认识。与南大洋等高营养盐、低叶绿素(HNLC)海域的铁肥化研究相比,低营养盐、低叶绿素(LNLC)的亚热带海域的相关研究较少。LNLC海域的铁肥化研究值得更进一步,因其有可能会促使特定的浮游植物物种进行氮素固定,从而形成一个新的氮源,为更大规模的浮游植物群落生长提供支持。建议通过实验室、模型和实地研究,评估亚热带氮固定型铁肥化的可行性和效益。评估其他大量营养元素以及特定地点的限制因素,以改进针对CDR可扩展性的评估。

3)关于促进浮游植物碳传输的创新工作。将浮游植物捕集的碳传输到深海的创新工作,可以提高PCS路径的总体附加性、可测量性和技术经济可行性。传输创新技术涉及一系列方法,例如,利用粘土絮凝增强沉降作用,或者通过添加铝抑制有机碳的降解。建议确定并资助一系列旨在促进传输的早期开发、创新与测试项目。

4)持续关注并评估其他新兴PCS路径。其他PCS方法,例如大分子营养物质施肥、人工上升流和基于光照的藻类繁殖刺激等,技术成熟度较低,缺乏关于CDR影响的明确理论以及评估CDR可行性所需的强有力的基础知识,无法全面描述社会经济与环境风险。建议持续关注新兴PCS方法与路径,定期评估其进展情况,为未来资金支持作好准备,同时采用阶段式方法评估路径的优劣性和投资的可行性。

3、实施重点。鉴于PCS技术的潜在规模、效益和风险,推进上述研究、开发与示范需要制定周密且符合伦理的实施流程。建议:优先考虑社区参与在研究考量和设计中的作用;在受影响的沿海社区和渔业部门进行有针对性的能力建设;确保在替代方案和无行动情景下针对PCS的影响进行考量;设立PCS研究、开发与示范专项。      

(秦冰雪)


[1] Phytoplankton Carbon Solutions: A Prioritized Research Framework to Investigate Carbon Dioxide Removal Potential and Inform Decision Making. https://oceanvisions.org/phytoplankton-report/

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