張泉湧觀點:全球暖化與氣候變遷之危機與轉機—聯合國訂定世界海洋日

2023-01-09 07:00

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海洋。(作者提供,取自Pixabay)

海洋。(作者提供,取自Pixabay)

當我們提到有效減少二氧化碳的生物時,一般人最先想到的都是指陸上綠色植物,但其實海洋沿岸的紅樹林、沼澤濕地及海草地等生態系統,占地僅有陸地森林覆蓋面積的2~6%,但固碳的效率卻比一般陸地綠植物來得高。據估計,每公頃的紅樹林生態系能儲存1,030公噸的,沼澤也能儲存920公噸的二氧化碳,固碳效果出乎意料。研究也發現在海洋沿岸大量生長的海藻,也具備透過多種不同方式進行碳吸存的生態功能。2022年聯合國訂定6月8日為世界海洋日,希望藉此喚醒人類對於海洋的保育與永續利用。

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藍碳(Blue Carbon)指的是保存在海洋生態系統中的碳,將二氧化碳保存在藍碳中已被確認是減緩大氣中二氧化碳的可行方法之一。藍碳位處藍色海洋周圍的海草、紅樹林、鹽草及小型浮游微藻等生態系,牠們具備有強力碳吸存的功能,可分成3類:1. 沿岸藍碳:即鹽沼、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,比陸地森林高出數6倍以上。2. 大洋藍碳:生物和物理幫浦之生物幫浦,即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。3. 人工藍碳:除了利用自然幫浦,科學家也利用人工手段來提升海洋固碳能力,如:「海洋鹼化」或「加速風化 」等方法。

「海洋鹼化」是指在海洋中撒下可提高鹼度的物質,如石灰或含有碳酸根(CO32-)的天然礦物細粉(CaCO3),加入鹼性物質,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。但人工鹼性物質對海洋生態可能造成負面影響,仍須更多的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,乃相對比較溫和。「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,促進大氣二氧化碳溶入海水。過去數十年來,海洋吸收了全球碳排放的20~30%,如此藍碳具有強大的能耐,不僅可大幅降低全球增溫和氣候劇變的惡化程度,更可成為全球減碳的重要助力。

藍碳生態系能吸收二氧化碳,變成固體的碳。(作者提供,取自網路)
藍碳生態系能吸收二氧化碳,變成固體的碳。(作者提供,取自網路)

海洋成為解決環境永續發展重要的一環

極端氣候造成全球天災不斷與增強,2020年中、日、韓等國相繼宣布碳中和目標,加入歐盟、英國、南非、加拿大及紐西蘭等國家,正式邁入減緩氣候危機的行列;要達到碳中和已成為各國頭痛卻非作不可的目標,2019年澳洲學者發現海洋植物每年每單位面積固碳速度與效率,是陸地森林的6~10倍,紅樹林、沼澤及海草地等生態系統,僅占陸地森林覆蓋面積的2~6%,但固碳的效率卻比一般綠植來得高。全球乃逐漸重視藍碳,非政府組織以及歐美大企業也都開始積極致力要創造藍碳權。2010年肯亞海洋與漁業中心與蘇格蘭慈善機構Plan Vivo Foundation,攜手肯亞加濟(Gazi)臨海村莊的居民一起啟動紅樹林保育計畫,因而振興該村莊的經濟。Mikoko Pamoja為世界第一個紅樹林碳權交易計畫,每年幫助加齊村民賣出3,300公噸的二氧化碳排放權,獲取的資金不僅幫助當地居民改善生活,村民停止砍伐紅樹林,魚類的數量增加了,紅樹林外的森林地也變得更加欣欣向榮。2021年4月23日澳洲總理宣布鞏固海洋公園管理,包括:(1) 海洋公園保護計劃、(2)支持澳洲印度洋領域周圍原始水域健康和永續發展、(3) 改善澳洲沿海「藍碳生態系統」等。

由於日本具有總長約35,000公里海岸線,擴大藍碳範圍的潛力十足,企業與大學教授於2017年成立「藍碳研究會」。該會估計日本海岸線的吸碳能力一年超過100萬噸;美國已在維吉尼亞州的沙比克灣種植各式不同種類的海草,蘋果和寶鹼(P&G)均以投資紅樹林保育的方式,攤除公司部分二氧化碳排放,美國並在國會推動藍碳相關計劃。

肯亞海岸加濟臨海村莊居民一起啟動Mikoko Pamoja,為世界第一個紅樹林碳權交易計畫,村民停止砍伐紅樹林,魚類數量增加,紅樹林變得更加欣欣向榮。(作者提供,取自Unsplash)
肯亞海岸加濟臨海村莊居民一起啟動Mikoko Pamoja,為世界第一個紅樹林碳權交易計畫,村民停止砍伐紅樹林,魚類數量增加,紅樹林變得更加欣欣向榮。(作者提供,取自Unsplash)

紅樹林是目前發展最迅速的「藍碳商品」

若要環境永續發展,以藍碳救藍碳是極具潛力的一條大道,國立中興大學森林學系柳婉郁教授,正在推動「種樹生碳權」的觀念。在所有種類的藍碳生態系中,紅樹林是目前發展最迅速的「藍碳商品」,全球大約有20%的紅樹林地,以每噸碳排放量5美元價格進行碳權交易,就可得到完善的保護。目前已有許多官方或民間組織,於世界各地監測、發展紅樹林碳權交易制度。位於肯亞東海岸的加齊村( Gazi )內擁有相當豐富的紅樹林資源,包含9種紅樹林種、超過180種魚類以及難以計數的鳥類。由於近年魚類資源逐漸減少,至少80%的加齊村民生計受到威脅,他們只能砍伐販賣紅樹林木,導致沿海生態環境遭到大幅破壞。為了保護紅樹林地並改善沿海居民生活,2010年肯亞海洋及漁業研究所與蘇格蘭慈善機構(Plan Vivo)基金會合作,發展「Mikoko Pamoja計畫」,出售碳額度予需要的企業後,將獲得的資金用於改善居民經濟,在社區內種植木麻黃林作為替代木材、教導村民保護紅樹林及碳權交易之概念,以及於合適地點栽種、復育紅樹林。

肯亞海岸加濟臨海村莊居民一起啟動Mikoko Pamoja,為世界第一個紅樹林碳權交易計畫,村民停止砍伐紅樹林,魚類數量增加,紅樹林變得更加欣欣向榮。(作者提供,取自Unsplash)
肯亞海岸加濟臨海村莊居民一起啟動Mikoko Pamoja,為世界第一個紅樹林碳權交易計畫,村民停止砍伐紅樹林,魚類數量增加,紅樹林變得更加欣欣向榮。(作者提供,取自Unsplash)

日本石垣島上有許多大自然天然形成的觀光景點,如宮良川、吹通川沿岸分布著廣闊的紅樹林;橫濱市社團法人與漁夫合作養殖昆布,一方面將昆布做為商品銷售,所得則應用於新的昆布養殖,以擴大藍碳生態系,企業與大學教授於2017年成立「藍碳研究會」。2020年日本電力公司活用藻類的行動日漸活潑化,J-POWER公司開發可促進海中藻類繁殖的建材,開發容易讓藻類漂著的消波塊,利用煤炭火力發電產出的碳灰製作出水泥塊,混入銅的副產物,並與水泥塊流出的鐵成分,藉此促進藻類的繁殖。

日本海岸線總長約35,000公里,電力公司開發可促進海中藻類繁殖的消波塊。據日本國土交通省指出,日本海域的二氧化碳吸收量約達204~910萬噸。(作者提供,取自日本國土交通省)
日本海岸線總長約35,000公里,電力公司開發可促進海中藻類繁殖的消波塊。據日本國土交通省指出,日本海域的二氧化碳吸收量約達204~910萬噸。(作者提供,取自日本國土交通省)

我國有廣大紅樹林、鹽沼及東沙群島海草床極富藍碳資源

2018年中興大學生命科學系教授林幸助與團隊,花了4年時間研究發現紅樹林,每年每公頃吸收100公噸的二氧化碳,是一般陸地森林的6倍,紅樹林吸收碳後,樹葉中就含有80%以上的碳,會隨著落葉掉入泥土後分解,成為微生物之食物來源,最後再供給魚蝦、貝類等作為食物,形成完美的食物鏈,而其中紅樹林乃扮演著碳吸存功能角色。紅樹林、海草床及鹽沼生態系並列為臺灣3大濱海「藍碳」生態系,其中紅樹林分布地點最多。本島約有紅樹林680公頃、鹽沼33公頃,面積最大的是高美濕地以及新竹香山沿海、東海岸鄰近海底峽谷等地的海藻生態系,最有潛力的是東沙群島,有高達5,400公頃的海草床,因此台灣沿海環島一周,都富有藍碳。為達成2050淨零排放目標,海保署藉由盤點、調查了解此3大濱海「藍碳」生態系之植物土壤碳吸收量及儲存量,以及土壤溫室氣體排放量等,目前已初步完成全臺紅樹林生態系碳匯量估算,調查結果我國紅樹林每年碳吸收量約4,486座大安森林公園碳吸收量。

*作者為歷任飛航服務總臺主任氣象員、民航局組長及多所公私立大學兼任副教授,著有《圖解全球暖化之危機與轉機》、《圖解大氣科學》、《全球氣候變遷─危機與轉機》、《中尺度氣象學》等書。

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