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蓝碳生态系统面临威胁 几千年以来，农业和工业经济的发展通过多种机制一直在大规模地改变沿海生物沉积的自然循环过程。农业开垦、滩涂开发和港口改造、盐生产蒸发池、水产养殖、潮汐发电和防洪等，往往会大规模地改变浅海生态环境，导致蓝碳生态系统功能的退化和丧失。浅海中的蓝碳生态系统，很容易受到石油、工业化学品的污染以及海水富营养化过程的影响，造成生态系统的退化。 因为浅海的蓝碳生态系统相互连接，污染和生态退化蔓延速度较快，蓝碳生态系统的退化速度远高于地球上任何其他生态系统，据目前的估计，每年损失2%-7%。这不仅损失了碳固存，而且还失去了沿海水生生物的栖息地。 目前蓝碳生态系统遭到破坏的原因很简单，主要是受到了人类社会工业、农业发展的污染影响。因为蓝碳生态系统是海洋中距离人类社会生活圈最近的，蓝碳区域的污染影响相比其他海洋区域更加严重，多种污染源会形成多重叠加的效果，并向深海扩散。 在沿海地区，大量的基础设施建设工程彻底改变了沿海地区的生态环境。2008年2月的《科学》杂志上发表的一项研究报告中，研究人员发现，人类活动从过度捕捞到温室气体排放、全球变暖，再到向环境中引入毒素，已经波及地球上每平方公里的海洋上，并对大约40%的海洋生态系统产生强烈的负面影响。 在工业化发展和污染迅速增长的地区，如美国和现在的亚洲，有毒废物成为世界上严重的污染问题。海洋哺乳动物处于食物链的顶端，它们的食物来源中的毒素会在它们的体内积累，特别是在它们的脂肪组织和母乳中。研究表明，海洋哺乳动物正在遭受毁灭性疾病的威胁，如神经系统和消化系统问题，污染引起的免疫抑制、内分泌系统损害、生殖畸形以及生长和发育问题等。 多溴联苯醚在85%的商业塑料、泡沫和纺织品中作为阻燃剂使用，它们存在于电脑、电视机、汽车、家具织物、泡沫床垫和室内灰尘中。目前，海洋生态系统中的污染物问题日益突出，我们和自然世界已经被它们包围了。即使我们明天完全禁止使用这种材料，它们所造成的健康问题也会持续好几代。 摇篮中的微藻养殖场 面对气候变暖问题，世界的科学家都在积极研究，试图找到解决问题的途径和方法，除了利用工程技术手段进行碳捕获和碳封存以外，一些专家经过小规模的试验证明，利用生物的光合作用，进行生物能源生产，或许是理论上具有技术可行性的途径之一。其理论依据来自著名的“盖亚假说”。 早在20世纪后期，创造“盖亚假说”的世界著名科学家詹姆斯?洛夫洛克认为，这种与生物炭相关的机理被称为碳储存生物能，每年可固定二氧化碳20亿吨，这样就可以极大地缓解气候变暖。 根据洛夫洛克的理论，浅海中的微藻在“富碳”环境情况下，生长非常快。一些研究资料表明，海洋中的微藻具有高脂肪含量，其生物光合作用的成果，可形成较大的微藻生物量生产量，作为有机碳的短期储存池，也作为未来生物工厂的备选。 理论上，可以通过构建一个厌氧环境生成生物甲烷以作为天然气的替代品。而所谓“富碳”环境就是建设一个封闭的系统，创造二氧化碳富集的环境，让植物或微生物利用“富碳”环境进行光合作用，创造一个人为干预的初级生产过程，获得更高的生物量产出效率，得到生物固碳的减排效果。其技术设计的基本原理是这样的：用大量透明的罐装通道，养殖微藻，将金属矿物烧结过程（也就是建筑材料，例如水泥火石灰）产生的二氧化碳烟气通到培育器皿管中，让微藻在生长过程中吸收二氧化碳，迅速生长，然后收集微藻，进行油脂提炼，制作生物能源。这样的生产过程，既可以发挥固碳效益，也为人类饲养的动物提供饲料，还可以作为生物燃料的原料。 在本世纪初期，美国的一项研究表明，利用浅海微藻的这种特性建造海藻养殖场，能够覆盖9%的海洋，就可以生产足够的生物甲烷来满足地球对化石燃料能源的同等需求，相当于每年从大气中清除53亿吨二氧化碳。在进入21世纪的10多年时间里，很多国家的科学家都在研究这样的装置。但结果并不像一些学者预期的那样：到2020年世界能源的供给将会彻底告别化石能源时代。 经过10多年的试验和研究，“富碳”环境对于提高光合作用的能力值得推敲，因为那是一个被洛夫洛克用亿万数据推理的过程，在短时间内，其效果有限。另外，建造“富碳”环境的成本太高，直接利用烟气所生产的植物富集有毒物质，而提纯二氧化碳的消毒过程成本还是太高。 专家简介朱永杰 北京林业大学管理学教授，博士生导师；1986年留学美国，学习商业管理，有很强的英语交流能力；完成《中国湿地保护行动计划》《大小兴安岭林区管理体制改革》等课题的研究；参与了全球环境基金、世界银行等涉外项目管理专家咨询工作；参与了天然林保护、京津风沙源治理、退耕还林等林业重点工程和国有林区改革及国有林场、自然保护区管理等咨询工作和课题研究工作；著有《世界林业简史》等。 （编辑：Wendy） |
