海草能“吃”碳?这里4年种出600亩能“吃”碳的“海底草原”
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大众新闻记者 刘笑笑 张锡坤
“你们看,日本鳗草都长到这里来了,只是没有核心区斑块那么密集。”7月23日,时隔数月,再次来到东营黄河三角洲沿岸海域的滩涂上,看着脚下不断出现的日本鳗草,中国科学院海洋研究所研究员周毅难掩兴奋。
黄河入海口是日本鳗草的原生地之一,全国面积最大的日本鳗草海草床曾在这里生长。2019年,台风“利奇马”入侵,导致海草床毁灭殆尽。2020年起,周毅研究团队开始在这里修复海草床。如今,四年过去,他们欣喜地发现,这片海域日本鳗草的面积已经达到四五十公顷,相当于一个大明湖大小,核心修复区恢复到了破坏前的70%,底栖大型海洋生物种类也由修复前的9种增至15种。
不仅如此,作为“吃”碳的高手,海草床具有极高的生态服务功能。接下来,厦门大学将针对该区域进行海草床碳汇测算,以研究并建立海草床碳汇核算方法的统一标准。
4公顷的海草床扩大10倍
23日上午,东营黄河三角洲沿岸海域,潮水已经褪去,裸露出成片的滩涂。周毅团队和厦门大学环境与生态学院教授陈鹭真团队一行人穿上滩涂鞋,深一脚浅一脚地向距离岸边2公里的海草床修复项目所在区域进发。他们此行的目的,是对该区域4公顷的海草床修复情况进行验收。
周毅清晰记得四五年前这里的情景,“2019年的‘利奇马’台风导致海草被连根拔起,海草床基本上全军覆没,剩下不足一两公顷,满眼尽是光秃秃的裸露滩涂。”
由于腐殖质特别多,海草床是底栖生物的乐园,为众多鱼类、贝类、虾蟹类等海洋动物提供重要的产卵场、育幼场、索饵场和栖息场。因此,失去了海草的庇护,海草床特有的海洋生物生物量大幅度减少。
“在对这里的海草床进行修复前,这里的大型底栖海洋生物种类只剩下9种。”中国科学院海洋研究所副研究员徐少春介绍。
由于当地日本鳗草自然恢复十分困难,为保护海草床的生物多样性,助力海洋蓝碳事业发展,2022年,腾讯资助厦门大学等高校和研究机构在东营黄河三角洲开展海草床修复工作,以科学有效地恢复黄河口自然保护区的海草床生态系统。
随着众人离岸边越来越远,如今出现在大家眼前的已是另一番景象:斑块分布的日本鳗草越来越多,肉眼还能看到小鱼、小螃蟹、泥螺等海洋生物。
走进海草床修复的核心区域,日本鳗草的分布密度让周毅和陈鹭真都很惊喜,“长得特别密,1平方米能达到五六千株,有的甚至上万株。”
8月份是海草结种的季节,周毅轻轻拨开日本鳗草草丛,能看到一个小小的呈麦穗状的花苞,里面便是日本鳗草的种子。“秋天种子成熟后,种子会在水动力的作用下四处扩散,埋藏入底质中,次年4月左右就开始萌发生长。”周毅介绍,2020年开始,他们在这里修复海草床,种植后第二年再根据生长情况进行补种,“今年就没有再进行大规模补种,依靠种子的自然扩散,海草床的长势很好,现在分布区域已经向外扩张了至少10倍,能达到四五十公顷的面积了,只不过海草的分布没有这4公顷核心区里一样密集。预计再过两年,这一区域就可以恢复至被台风破坏前的状态。”
海草床的成功修复,为底栖生物营造了良好的生态环境。徐少春此行的任务之一,就是要取样带回去,进行生物多样性的调查。结果很快出来,“海洋生物种类增加到了15种,出现了方蟹科、日本拟钩虾、极地蚤钩虾、内肋蛤、青蛤、四角蛤蜊等种类。”徐少春告诉记者。
像生产元宵一样批量生产种子球
海草床修复,听起来容易,操作起来难度极高。
海草种子如果直接放进海水里进行人工保存,短时间内它就会长满细菌并腐烂。如何保存?周毅团队通过研究,在海水中添加防腐剂等途径,如今种子保存时间可以达到三年。
有了种子,可以像陆地播种一样,直接在海底播种吗?“我们尝试过直接栽植、直接播种等办法,但是受海底泥沙、水流等因素影响,直接移植的植株和种子很容易被海水冲走。”周毅介绍,经过多次试验,团队研发出种子球修复法和植株根茎固定移植修复法。
其中,种子球修复法俗称“泥丸法”,是将种子用泥土像包汤圆一样包在里面,并添加适量营养物质,用泥丸播种器在滩涂上一插一提进行播种;植株移植修复法俗称“插苗法”,是将海草种苗从苗圃培育基地挖取,在室内进行根部绑重物(石块)方式加以固定,低温运输至施工现场,按区域组织人工进行海草移植,具有操作简单、成活率高、破坏性小等特点。
经过多年的研究摸索,海草床修复技术也在不断改进,大幅提高了海草床生态修复的效率和效果。例如,此前种子球都是由人工搓成泥丸,捏成饼状放入种子包好后,再搓成泥丸,一人一小时顶多能搓三四百个种子球,费时费力。“现在我们已经不需要人工制作种子球,今年上半年我们研发出了机械设备,可以像生产元宵一样批量机械生产种子球,一小时能生产约4000个,大大提高了生产效率以及种子的萌发率。”周毅介绍。
在周毅看来,通过对该区域海草床的修复,已经建立了相对完整的技术体系,有助于促进海草床生态修复工程规模化开展。据其介绍,去年12月,由中国科学院海洋研究所牵头制定的我国首个海草床生态系统修复技术国家标准《海洋生态修复技术指南第4部分:海草床生态修复》,由国家市场监督管理总局批准实施。该标准对海草床生态修复的流程、内容和技术要求都进行了详细阐述。
单位面积固碳量是森林的两倍以上
不过,海草床也是海岸带地区消失最快的生态系统之一。研究表明,受人类活动和全球气候变化影响,全球三分之一的海草床已经消失。在我国,周毅团队牵头完成的“我国近海重要海草资源及生境调查”,摸清了全国沿海海草资源“家底”——当前我国海草床面积约2.65万公顷,近岸海域超80%的海草床已经消失。因此,对海草床的生态修复和保护刻不容缓。
“这些年来,从国家到地方对海草床的保护和修复越发重视。2017年,山东省就在全国率先开展海草修复工程,取得了不错的效果。”周毅介绍,在东营黄河口南岸,他带领的研究团队还承担着另一片修复面积为25公顷的海草床修复项目。“从去年开始修复,目前进展比较顺利,相信再用3年的时间,我们会再修复一片广袤的‘海底草原’。”
除了能够保护生物多样性,海草床还是碳捕获和碳封存“高手”。它与盐沼湿地、红树林并称为三大典型滨海蓝碳生态系统,能够捕获和储存大量碳并将其长期封存在海洋沉积物里,是全球“蓝碳”的重要贡献者。海草床分布虽只占海底面积的0.1%,但海草床的碳埋藏量却占海洋碳埋藏总量的10-18%,单位面积的固碳量是森林的两倍以上。据测算,每修复1万亩面积的海草床,就相当于中和20余万辆汽车一年的尾气碳排放量。
接下来,陈鹭真研究团队就要展开对该区域的海草床碳汇测算。“海草的密度、生物量、土壤等等都会对碳汇量产生影响。”陈鹭真现场查看发现,该区域的海草床修复效果不错,“从海草的覆盖密度、健康程度来看,它们应该会有比较高的碳汇量。”陈鹭真介绍,海草床等生态系统的监测、计量相对复杂,项目产生的研究成果将服务于蓝碳生态系统的固碳能力评估。
修复海草床不仅有助于更好地保护海岸带生态系统,减缓气候变化,对生物多样性和生态系统的长期健康产生积极影响,而且生态修复工程产生的额外碳汇量还可以通过碳汇产品交易市场进行交易,推动生态产品价值实现。
就在上月,全国首笔公开的海草床蓝碳意向认购在厦门大学成功签约,根据签约内容,儒艮保护区第一期28.12公顷的海草床修复项目自2018年11月30日以来产生的所有碳汇量,将全部由腾讯碳中和实验室意向认购。该海草床蓝碳项目依托BLUE-CARE项目(即“蓝碳生态系统的评估、修复及核算项目”)中陈鹭真等共同编制的《海草床生态修复碳汇计量与监测方法》进行开发。
就在前不久,山东省首笔碳普惠海洋碳汇交易在威海落地,标志着山东基本打通了省级海洋碳汇交易路径,引领实现海洋碳汇价值转化新模式。
据了解,陈鹭真团队凭着20多年的研究基础,从省级和地方碳汇市场入手,探索滨海湿地碳汇方法学的开发,助推中国蓝碳交易。“我们参考国际方法学,利用从沿海20多个野外监测站点得来的丰富数据做成碳汇计量参数。”陈鹭真说,方法学采用较稳定的参数,可以降低项目开发的成本,以此鼓励更多买方进入市场。在她看来,蓝碳碳汇交易单价较高,因为蓝碳生态系统的价值远远超出了金钱的范畴。充分利用市场机制,吸引更多社会资本投入到湿地生态系统的可持续保护中,是多方共赢的一件事。
(大众新闻记者 刘笑笑 张锡坤)
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