海洋是一个巨大的二氧化碳天然吸附剂,吸收了全球年碳排放量约30%。但一项于3月28日发表在《科学进展》杂志上的研究表明,某些人类活动正在削弱这种吸附能力。拖网捕捞比目鱼和甲壳类动物以及为维护港口而进行的疏浚活动扰乱了海底,导致一系列化学变化,降低了海洋吸收大气中气候变暖碳的能力。
疏浚和拖网捕捞的影响每年共同释放20亿至80亿吨(2-8百万公吨)二氧化碳——相当于多达100万户美国家庭的年能源排放量,根据这项新分析。不可否认,与全球燃烧化石燃料产生的所有碳排放量(甚至是一个工业化国家的年排放量)相比,这个二氧化碳的量是微小的。
“首先,我们需要减少排放。这是不可避免的,”新西兰奥塔哥大学海洋地球化学家、该研究的首席作者Sebastiaan van de Velde告诉《流行科学》杂志。“然而,当政府和企业投资者将巨额资金和资源投入的“登月”碳捕获项目时,海底的研究结果就显得尤为重要,” van de Velde说。

他指出,改变拖网捕捞的方式和地点,其减少的温室气体排放量将是目前地球上所有运行的直接空气碳捕获装置的数百倍。他解释说,以有气候意识的方式减少拖网捕捞和疏浚,其碳效益可能与大型红树林和湿地恢复项目相当,而成本却低得多。这并不是说我们应该停止恢复沿海生态系统,沿海生态系统提供了许多好处,如最大限度地减少侵蚀和提高风暴韧性。但也许这意味着我们也应该考虑改变我们的捕鱼方式。
之前的研究曾发现拖网捕捞和其他海底扰动会释放温室气体。然而, prior research has focused on the organic carbon: basically the decaying muck at the bottom of the ocean that keeps some sliver of carbon trapped in limbo. Trawling brings that muck back to the surface, where the stored carbon can be cycled through the microbe food web and re-released into the air as CO2. 以前的研究侧重于有机碳:基本上是海底腐烂的淤泥,它将一部分碳封存起来。拖网捕捞将这些淤泥带回海面,储存在那里的碳会通过微生物食物网循环,并作为二氧化碳重新释放到空气中。
这项新研究考察了硬币的另一面:无机碳和海洋酸化。涉及溶解的岩石颗粒和矿物质的关键化学反应发生在海底。这些反应有助于使海洋环境更具碱性(即碱性)。产生碱度是海洋碳循环的一个核心特征。这就是为什么海洋能够从空气中吸收二氧化碳——因为溶解在水中的二氧化碳会变成碳酸。如果一切变得太酸,海水就会饱和,无法吸收更多。海底的碱性过程可以对抗酸化,并使海洋为吸收更多的二氧化碳做好准备。
用沉重的渔网和链条拖过海底捕鱼,或通过疏浚舀起沉积物,都会扰乱这些正常的化学循环。这两种活动都会向海底引入比正常情况下更多的氧气。氧气会逆转产生碱性分子的反应,而是产生更多的酸性,并阻碍海水吸收大气中二氧化碳的能力。

为了估计全球疏浚和拖网捕捞的全部影响,van de Velde及其同事依赖于实际数据,对海底碳通量、氧含量和pH值进行了编目。他们构建了一个全球海底碱度的数学模型,然后利用关于疏浚和拖网捕捞的独立统计数据来推断这些活动扰乱酸碱化学的程度。他们确定,沿海大陆架的泥泞区域是产生碱度最重要的海底类型,因此受疏浚和拖网捕捞的影响最大。
他们得出的最终数值(即每年产生20亿至80亿吨二氧化碳)包含一些不确定性,因为关于疏浚和拖网捕捞的数据有限,海底并非均匀分布,每次捕鱼船或疏浚船搅起的沉积物量取决于所用设备的类型和地点。
“这些是我们能获得的最好的数字,但它们不一定是最(100%)准确的数字,” Van de Velde告诉《流行科学》。“我们做了很多事情,但我们并不真正了解其影响。在海洋中,有很多未知的未知——我们甚至不知道我们不知道的事情。”他希望他的研究能成为更好地理解的开端,并能带来更精确的未来分析。
与此同时,他也希望这项首次量化拖网捕捞和疏浚对无机碳影响的尝试,能促使海洋产业和监管机构做出调整。设备上的进步可以使拖网捕捞的危害性更小,燃油效率更高,而不会危及海产品供应。而且,根据国际海洋探险理事会(International Council for the Exploration of Sea)2021年的一份报告,在某些地区,拖网捕捞的区域可以限制在当前渔场的40%或更少——将60%用于保护,产量只会下降10%。
“对我来说,这似乎是显而易见的,” van de Velde说。理论上,既可以有鱼吃,又可以保持健康(对气候影响小得多)——但这需要行业愿意接受变革的潮流。