利用大型海藻养殖增加碳汇已成为全球公认的减缓气候变化和实现碳中和目标的重要路径之一。然而，一部分野生大藻（例如浒苔和马尾藻等）在全球升温、大气CO2浓度上升和沿海富营养化趋势不断加重背景下，具有非常强的环境适应性，呈现出极强的生存竞争优势，大量增殖导致大规模绿潮和金潮事件在全球很多国家地区频发。我国黄海海域也已连续多年暴发大规模浒苔绿潮。绿潮期间巨量的浒苔藻体具有非常重要的潜在碳汇效应。基于此，浒苔绿潮也被认为是对气候变化和近海富营养化的一种响应和反馈。然而绿潮末期巨量浒苔下沉到浅海海底，经历剧烈快速的微生物有氧降解，不仅导致近海水质迅速恶化，并出现低氧和酸化等负面效应，同时绝大部分浒苔藻体碳在矿化作用下重返大气，其潜在碳汇效应严重丢失。
近日，研究组在Science合作期刊Ocean-Land-Atmosphere Research 上发表“观点”文章，创新性地提出了一种可充分挖掘绿潮藻的碳汇潜力，且高效降低其环境危害的一举多得的先进策略。
如上所述，全球最大规模的浒苔绿潮在我国黄海连年暴发，由于浒苔具有非常高效的固碳效率，巨量浒苔生长过程中从大气固定了相当可观的CO2，具有巨大的碳汇潜力（图1）。然而，大藻的固碳≠储碳，藻体的碳汇潜力取决于多大量的藻源碳可最终被封存于海洋而与大气长久隔离。绿潮末期巨量浒苔下沉至浅海海底后，在微生物快速有氧降解作用下，消耗大量氧气，并释放大量CO2，快速导致近海水质恶化，并出现低氧和酸化等现象。不仅浒苔藻体的碳汇效应被极大削弱，同时导致严重的生态灾害。
图1 海上大规模漂浮浒苔场景
文章提出了一种旨在降低浒苔绿潮的生态危害并同时有效挖掘其巨大碳汇潜力的创新策略（图2）。该策略核心是制备一种包含环境友好型粘土矿物、絮凝剂、碳酸钙和天然杀藻菌/物质的混合剂，将该混合剂对海上浒苔藻体聚集区实施喷洒，可实现一举多赢。其中，天然粘土矿物（蒙脱石等）和絮凝剂（如聚合氯化铝）的有机结合可使浒苔快速絮凝沉降至海底，有效避免其向近海堆积，不仅大幅节省海上人工打捞浒苔的经济成本，同时有效降低浒苔藻体分解速率，促使更多藻体碳在海底埋藏或向深远海输出，从而增强其碳汇效应，并降低因藻体快速分解导致的负面生态环境效应；碳酸钙等天然碱性矿物的补充能进一步减轻藻体降解过程中的海洋酸化现象；天然杀藻菌/物质的添加则通过消灭浒苔藻体而有效抑制浒苔种子库的形成，从而降低次年绿潮暴发的潜在风险。最终实现一举多得。
图2 挖掘浒苔绿潮碳汇潜力并减低其生态危害的创新策略
全球气候变化和近海富营养化背景下，近海大藻藻华（如绿潮和金潮）呈明显递增趋势，且规模巨大。该文章提出的创新策略不仅能缓解有害大藻藻华对环境的负面影响，并能充分挖掘其巨大的碳汇潜力，最终将有害藻华变为能高效增加海洋碳汇的有益平台，是具有重要应用前景的一种海洋负排放创新策略。
相关文章：Yongyu Zhang, Dong Liu, Nianzhi Jiao. Tapping Carbon Sequestration Potential of Blooming Macroalgae to Mitigate Climate Change. Ocean-Land-Atmos Res. 2023; 2:0033. DOI:10.34133/olar.0033
位置：