捕捉碳:超越林地

从泥炭沼泽到海草,大自然如何帮助我们实现净零碳?
2021年8月31日
提出的莎莉·勒·佩奇

海带波

海带水下

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本周,我们将深入探讨碳封存的世界,以及我们如何利用大自然来帮助我们解决气候变化问题。我们将涉水穿过泥炭沼泽,认真研究海藻,挖掘泥土的细节……

在这一集里

森林的照片

01:18 -捕获碳:为什么它很重要?

我们能用基于自然的解决方案来封存碳吗?

捕获碳:为什么它很重要?
露丝·格雷格,自然英格兰

随着本月初IPCC最新报告的出炉,气候变化已成为最近的首要议题。政府间气候变化专门委员会每6到7年就会发布一份这样的报告,总结1.4万篇关于历史气候模型、全球变暖及其对地球的影响的科学论文。这份报告的发现是明确的:至少在过去2000年里,人类对地球变暖的速度是前所未有的。这种变暖是由温室气体排放增加造成的,其中二氧化碳2甲烷是主要的贡献者。这已经导致了更热的热浪、更潮湿的季风、更频繁的干旱,以及自上一个完整冰河时代结束以来海洋变暖的最快速度。人类对地球造成的一些影响现在是不可逆转的。我们将使地球的温度比前工业化水平高出1.5摄氏度。无论我们做什么,海平面将在未来2000年上升几米,冰盖将继续融化,海洋将变得越来越酸。

但是,科学也很清楚:希望还是有的。如果我们能在2050年之前将全球碳排放量减少到零,地球将很快停止变暖。如果我们开始吸收比我们产生的更多的碳,它甚至会再次开始冷却,那些极端天气事件将再次变得不那么极端。莎莉·勒·佩奇与自然英格兰的露丝·格雷格就碳封存可能发挥的作用进行了交谈。

露丝:我们需要解决的绝对优先事项是使导致气候变化的部门脱碳,同时积极地从大气中吸收二氧化碳。

这是露丝·格雷格,一位气候变化专家,今年早些时候,她为自然英格兰撰写了一份240页的报告,研究气候变化和碳储存。

露丝:我们的报告的目的是观察你在英格兰能找到的所有栖息地,我们试图捕捉它们对碳储存和封存的重要性。所以我们涵盖了所有的东西,从你在山上和山上发现的泥炭地,到我们的沿海和海洋遗址,以及介于两者之间的一切。

莎莉:这就是我们所说的碳封存,对吗?吸收碳,吸收碳。

露丝:当然是。那么什么是碳固存;这是捕获和储存大气中二氧化碳的过程。所以栖息地可以做到这一点,正如我刚才所描述的,但它们也可以以其他方式做到这一点,因为它们可以捕获碳。因此,当我们处理芦苇床、盐沼或海草等栖息地时,它们实际上会捕获从其他地方释放的碳,并将其储存在沉积物中。

莎莉:当我们想到碳捕获时,很多人会自然而然地想到碳捕获技术,埃隆·马斯克提出了一项大奖,试图开发一些能够从大气中吸收碳的技术。你认为单靠这些技术我们就能达到净零排放吗?

露丝:所以我们实现净零排放的所有途径都要考虑到一些尚未真正发生的技术发展。目前,我们拥有的主要碳捕获和储存是我们的自然环境。

我们很快会回到露丝和基于自然的解决方案。首先,碳捕获技术真的还不存在吗?裸体科学家哈里·刘易斯(Harry Lewis)一直在研究,在直接从空气中去除二氧化碳方面,我们已经走了多远,还有多远。

哈利——我正站在穿过帕特尼高街的南环线的十字路口。现在,你可能已经猜到了,这是伦敦污染最严重的街道之一——实际上,根据今年早些时候发布的一份报告,这是伦敦污染最严重的街道之一。如果我们的技术负责排放污染,那么技术当然可以负责将其吸回。

哈里-二氧化碳捕获和储存,或CCS,被认为是答案。这是一个给任何有可能去除一氧化碳的技术的标签2从大气中提取并长期储存在水库中。所以CCS通常被用来指CO的剥离2从废物流中提取,它已经被广泛用于石油工业。然而,在8月初,一个研究小组指出,这些技术的效率比我们之前想象的要低。他们需要大量的精力才能产生切实的影响。现在,具有讽刺意味的是,在这种情况下,储存的天然气倾向于用于提高石油采收率,所以它被注入地下,试图将任何剩余的石油沉积物挤出。最终,它会慢慢地从油井中泄漏出来,并回到大气中。在全球21家大型采油厂中,除了5家外,其余的都将自己的仓库出售给了参与这种提高石油采收率的设施。

Harry -所以寻找替代方案,另一种人造碳封存技术是直接碳捕获和储存- DCCS -直接从我们周围的空气中吸收碳的技术。目前有三个工业规模的储存项目,到目前为止最大的是加拿大的加拿大韦伯恩二氧化碳项目。从2000年开始,第一阶段的试验发现,厚厚的盖层需要地质储存二氧化碳2并不是像人们普遍认为的那样阻挡气体向上运动的不可渗透的屏障。为了首先捕获二氧化碳,Weyburn项目直接通过氢氧化钾浸透的过滤器过滤空气。这些植物真的很耗能。伦敦帝国理工学院2019年的一份报告发现,要抵消全球排放,需要3万个大型DCCS工厂。每年需要全球供应六倍以上的这种化学物质。即便如此,为它们提供动力仍需要世界能源消耗的六分之一。另一个问题是找到储存这些气体的地方。因此,正如我们所讨论的,我们对地质基础及其保持二氧化碳的能力的理解在理论上是正确的,但在实践中并不那么有效。也许我们可以像挪威那样将天然气储存在海洋深处,或者通过制造矿物碳酸盐。甚至可以在不同的行业中使用它。 That's like a company just outside Zurich who sell their CO2可口可乐。

现在,在普特尼走了一圈之后,我偶然发现了一种基本的直接碳捕获功能,一棵城市树,这可能和你想象的不太一样。这是一个有趣的小功能。它大约有两米高,周围是木制的格子和格子。如果你离得很近,就会发现货架之间的黑暗是深绿色和浅绿色。其实它更像是一个小型的艺术装置。太不合适了。据了解,长方体内生长着各种各样的苔藓,它们都能吸收空气中的污染物,并使半径2到3米范围内的空气明显清洁。

哈利:
很明显,直接碳捕获技术迫切需要研究和开发。他们需要激励,才能真正对全球产生影响。站在这里,我不禁感到,在未来的20年里,保护将是至关重要的。一些我们还没有完全掌握的东西。你知道,自然吸收碳的生态和栖息地。它们是至关重要的。即使只是为了给我们争取更多的时间向大自然学习,比如这棵小小的城市树,来帮助我们进一步发展我们的技术。

如果我们想在2050年达到净零排放,我们没有时间等待碳捕获技术的发展。那么另一种选择是什么?露丝·格雷格认为这是基于自然的解决方案。

露丝:那么基于自然的解决方案是什么呢?它们是关于如何保护、恢复和管理自然系统来帮助解决社会问题。因此,它着眼于自然,为我们提供解决方案,而不仅仅是试图用技术来帮助我们解决这些问题。

莎莉:大自然能解决什么样的问题呢?

露丝:我们已经谈到了减缓以及栖息地如何在植被和土壤中捕获碳,但它也可以帮助我们适应气候变化,调节水,过滤水。因此,我们知道,在斜坡上敏感地种植林地,例如,可以帮助我们管理洪水风险。盐沼可以帮助防止或保护我们免受风暴潮和海平面上升的影响。所以他们能给我们带来很多好处。

萨利:如果我们想用一种基于自然的解决方案来捕获碳,所有这些流行语,我们只是种树吗?就是这样吗?气候变化的解决方案仅仅是树木吗?

露丝-是其中之一。这是非常重要的一点。他们为我们提供了一些最一致的封存率和高封存率。所以它们是这个谜题中非常重要的一块,但你只能在这么多地方种树。我们还需要考虑海洋和沿海环境能为我们提供什么。因此,像盐沼这样的东西已经被证明以相当高的速度储存和隔离碳。我们不应该忽视的一件事是保护栖息地,因为栖息地,如草原,我们的荒地,有可能储存大量的碳。我们希望这个碳保持在原来的位置。我们不希望它被泄露。所以不,不只是树木,树木也很重要。

泥炭水厂

12:25 -保护泥炭保护地球

什么是泥炭,我们如何优化土地利用来保护它?

保护泥炭,保护地球
洛娜·帕克,自来水公司

Sally Le Page在这个濒临灭绝的栖息地散步,以了解更多关于泥炭沼泽的历史和科学,以及正在做些什么来拯救它们……

莎莉——我已经设法逃离了家庭办公室,在思考气候变化时,在一个关键的生态系统——泥炭沼泽里走了一会儿。在剑桥郡,我们有一片广阔的低地泥炭地,叫做大沼泽,我现在所在的地方,是占英格兰泥炭地27%的大沼泽的一部分。泥炭是一种非凡的物质,我们说的不仅仅是一个叫彼得的人!泥炭是一种在潮湿的沼泽环境中经过数千年形成的土壤。苔藓植物,如泥藻土,进行光合作用,吸收空气中的二氧化碳,利用这些碳来生长。在正常土壤中,当植物死亡时,微生物利用氧气分解死亡的植物物质,将一些二氧化碳释放回大气中。但由于泥炭太过浸水,没有足够的氧气让苔藓分解,所以只要泥炭保持湿润,碳就会被困住。

这使得我们的泥炭地成为了极其重要的碳储存地。泥炭地只覆盖了世界陆地表面的3%,却储存了全球25%的土壤碳。英国拥有比世界上绝大多数国家更多的泥炭地——我们土地面积的10%被泥炭地栖息地覆盖。据估计,英国泥炭地的碳储量超过30亿吨,相当于英国、德国和法国森林中碳储量的总和。

莎莉-好了。在这座小木桥上。

莎莉:现在,泥炭不仅会因为氧化而消失在大气中,干燥的泥炭还会被风吹走。由于这一切,陆地正在下沉。

莎莉-我们到了,这就是我要去的地方。我站在两个看起来像维多利亚时代的灯柱前,它们位于一片荒无人烟的树林边上。非常奇怪。他们大约有我三个那么高;那是什么,四米高吗?它们被称为霍尔姆驿站。当我走近时,我可以看到这些黑色的标签,上面写着年份,有点像你在门框上标出孩子的身高,来测量他们长了多少,但不幸的是,这些标记并没有测量生长。恰恰相反。最上面的第一个我只能辨认出是1848年。就在他们抽干水的前一年,他们非常有远见地把这些木桩尽可能深入地下,直到到达下面坚实的粘土层。 Back in 1848 the top of this incredibly tall post was level with the ground. Then as they drained the mere, I can see the next marker down is 1860, that's already a good one and a half, two metres down. That drop in the level of the land is mostly from all of the water being removed. Then we go down further 1870, 1875 we're now at my eye level, 1892 we're at my belly button. Then of course my feet are currently at ground level in 2021. That is four metres worth of carbon stored in that peat that is now released into our atmosphere.

野生动物信托基金会支持恢复大沼泽的生物多样性,但他们也在研究如何有效地利用土地种植食物和建筑材料,而不排水和退化下面的泥炭土。几天前,莎莉沿着这条路来到大沼泽上一个名为“水厂”的实验农场,向修复经理洛娜·帕克(Lorna Parker)了解更多情况。

洛娜:这个项目被称为“水利工程”项目,这是一个展示一种新型农业的令人兴奋的机会。就土地高度而言,每年有多达两厘米的土壤流失。在那些土壤已经很浅的地方,但即使是在更深的地方,你可能会看到另一个80年的耕作,然后就没有更多的泥炭土了,我们需要找到另一个选择。

莎莉:当泥炭用完时,农民们该怎么办?

洛娜:泥炭下面是一层很厚的粘土。所以耕种要困难得多。在你到达那里之前,很多泥炭地实际上也很酸因为我们大约5000年前在海边。我们脚下有各种各样的地质环境,这使得耕种变得非常复杂。

萨利:要么是80年的蔬菜种植,生意正常,然后这个地区出现了农业危机。还有别的选择吗?

洛娜-这就是我们想要展示的。我们正在尝试展示一种新的农业形式,它将着眼于可以在潮湿土壤中种植的作物。我们可以捕获碳,把碳锁在里面,同时也有希望生产食物、燃料、纤维和药品。

莎莉:这是一个奇妙的词“paludiculture”。

洛娜-很不错,不是吗?这将是一个大多数人以前从未见过的词。'Paludi'是'沼泽'的意思,所以是沼泽农业。我们要做的是在我们的湿农业试点项目中散步,水厂项目,看看我们将要种植的一些新作物,希望能让你们对我们未来用这些作物所能做的事情的可能性感到兴奋。

莎莉——我已经很兴奋了。奶牛们已经很兴奋了。我们走吧。我们走过了一些小凸起的地带。我们走过了一些沟渠,我们现在在哪里?

洛娜-好吧,我们现在在一个新湿农场床的角落里。我们现在坐着的这个是我们希望能成为沼地未来的粮食作物,它是吗哪草。这是一种谷物作物,需要一些作物发展,但可以是粥或一种面粉。

莎莉,我正在看这些种子的头。我的意思是,与一穗小麦相比,它没什么可看的。你几乎看不到种子。种子会是什么样子?

洛娜:它们很小,就像一种粟粒,比如你可以把它放在漂亮的古代谷物粥里,或者你可以把它磨成低筋面粉。

莎莉:你得问,它尝起来是什么味道?

洛娜-我还不知道,因为这是我们的第一年。所以我们还没有收获。我认为这种种子现在是如此珍贵,我们可能会用它种植更多的植物,而不是吃它。

莎莉:你要花几年的时间来制作这种你都不知道味道好不好的食物?

洛娜-我希望如此。我们可以在粥里加果酱。我肯定天气会好的。

Sally -当你想到在潮湿的土壤里可以养活很多人的植物时,自然的选择是水稻。那你为什么不在这里种水稻?

洛娜-我们在看大米。目前英国的气候并不适合种植水稻,但你知道,随着全球变暖,它正朝着正确的方向发展。我们的苗圃实际上是在研究不同的水稻品种,寻找在与我们这里最相似的气候下生长的品种。

莎莉:正如你可能听到的,这块地比另一块湿得多。

洛娜-是的。我们来看看我们的牛蒡田。

莎莉:我们可以用牛蒡草做什么?

Lorna - Bullrush其实也是相当史诗般的。当它生长的时候,它有一个结构,在那里它把大量的空气困在茎里。对于纤维板来说,它绝对是非常棒的,所以对于建筑材料来说,它同时也是绝缘的。对于空腔壁填充,可以粉碎后吹入,代替人工制品。我认为,种植产品,然后用几英里外的原料在当地建造房屋,这真的很令人兴奋。

莎莉-是的,完全正确。

莎莉:我想说,我们旁边可能是我们去过的最大的地块之一,它被杂草膜覆盖着,这对任何种植土地的人来说都很熟悉。这里会是什么?

洛娜-好的。所以我们有大约15万个小泥沼苔藓,我们要在网下面种植几种苔藓,它会在下面长成一种绿色的地毯,这对我们来说是一种很好的作物,可以收获并将碳锁在土壤中。

种植苔藓作为作物。这有什么用呢?

洛娜-有很多方法。我可以就苔藓聊上几个小时。莫斯真的很令人兴奋。我们希望用苔藓做的最令人兴奋的事情之一是种植它并收获它作为堆肥的替代品,用于种植蔬菜。

莎莉:现在有一个大的趋势是不买含有泥炭的堆肥,对吗?这就是堆肥袋里的东西吗?

洛娜-我们希望能做得更大。我们希望这将是你在超市里吃到的蔬菜种植者用来种植小生菜的东西,而不是购买从野生泥炭沼泽中收获的泥炭。

莎莉:哇。这种苔藓不仅会阻止人们为了泥炭而挖掘泥炭。这样也能防止泥炭变干,我们还能得到蔬菜。

洛娜:当然。苔藓很神奇,因为它可以控制自己的环境。它可以控制自己的水。它可以控制杂草。这是抗生素。它的吸水性很强。它就像一棵英雄植物。

莎莉:你真的爱上这个苔藓了,不是吗?

洛娜-这有点让人担心,不是吗?

莎莉:如果你有一根魔杖,你会对英格兰东部所有的泥炭沼泽和以前的泥炭沼泽做些什么?

洛娜:这里大部分泥炭都是人工种植的。我想看看我们如何有效地利用它,因为这是当地经济和当地文化的重要组成部分,但以一种可以永远保护它的方式。如果我们现在不做点什么,未来几代人就会失去它。如果我们能以一种可持续的方式做到这一点,它有很多其他的好处,并以此为基础建造我们的房子,那么有什么不喜欢的呢。

农民田地里的红色谷仓

25:28 -碳友好型农业技术

如何在不牺牲生产力的情况下优化农场来封存碳?

碳友好型农业技术
贝基·威尔逊,农场碳工具包和索菲·亚历山大,海姆斯沃思农场

剑桥郡沼泽对碳友好型农业提出了一些独特的挑战。但在全国范围内,在我们推动英国到2050年实现净零碳排放的过程中,农民将是至关重要的。农业用地约占英国土地面积的70%;这是一个巨大的潜在碳储存区域。贝基·威尔逊是农场碳工具包的技术总监,这是一个由农民领导的组织,致力于将所有的碳封存研究转化为农民可以实施的简单实用的管理技术。她采访了Sally Le Page,她想知道,现在,农场是碳的净排放者还是净吸收者?

贝基:农场里有各种各样的活动。其中一些会排放温室气体,然后取决于我们如何管理我们的景观,根据我们对种植、栽培和草的做法,所有这类事情,将把碳从大气中吸收出来,以保持在我们的土壤中。对于我们绝大多数的农场来说,农场上发生的很多过程,比如我们如何施用肥料,我们在牲畜管理方面所做的事情,以及其他一些细节,都在产生温室气体排放。那些排放回大气中导致气候变化的气体。但农业的独特之处在于,它实际上提供了一种气候解决方案,这取决于我们如何管理我们的土地。

莎莉:你能告诉我农场如何从大气中吸收和储存碳吗?

贝基:农民需要真正关注两个关键领域。首先,这是在保护他们目前拥有的资产,即已经存在于土壤中的碳。土壤是一个巨大的碳库,我们需要确保我们保护现有的碳,不要通过我们的管理实践将其释放回大气中。这是第一个领域。第二个领域是了解我们已经获得了多少碳,然后看看我们必须改善的潜力。这种改善很大程度上取决于我们如何管理这片土地。如果我们谈论的是一个以种植为基础的系统,它非常关注我们种植的作物,根据作物在地下的时间长度,轮作的多样性。我们是一遍又一遍地种植同样的作物,还是我们要确保在不种植一年生作物的时候我们要保护土壤,用覆盖作物来覆盖它?我们扰乱土壤的频率。

莎莉:为什么犁地会产生影响?

贝基:犁地会产生影响,因为当我们翻动土壤时,也就是我们犁地时所做的动作,突然间,大量的氧气进入了沉睡在土壤下面的土壤,突然刺激了生活在土壤里的土壤细菌疯狂地呼吸。很明显,呼吸的副产品是二氧化碳,它会回到大气中。如果我们转移到我们的牲畜系统,主要集中在草上,通常的问题和讨论是因为我们有作物不是每年都种植,因为草往往会在很多季节下降,这些地区是否有潜力能够吸收更多的碳?那么问题就归结为现在是如何管理这些草的?你是怎么放牧的?你是否经常备货?所以,你是把同样数量的动物放在草原上,让它们在整个放牧季节都呆在那里,还是我们实际上开始移动这些动物?那片草原上有什么物种?有很多很多的机会,但归根结底还是要靠管理。对农民来说,真正令人兴奋的事情是,这与土壤碳的改善和土壤功能的改善有很好的相关性。 Actually, if we can pull more carbon into our soils, we're actually going to get a much more healthier functioning soil, which is going to be able to hold more water when we're in these periods of drought. To be able to do all the things that actually allow us to have this really healthy functioning soil ecosystem that not just provides brilliant food quality for us as consumers, but also allows those farmers to have a real resilient business that can deal with these different climatic conditions that are coming.

农民们不是在牺牲他们的农场生意来帮助我们拯救气候吗?这对他们的农场生意也有帮助吗?

贝基:当然。在过去的几年里,这是非常令人兴奋的事情,农民们开始真正参与到这些实践中来。他们看到,他们可能没有达到创纪录的产量,但实际上,产生这些产量所需的投入和成本要低得多。这可以带来巨大的经济效益,而且正如我所说,我们正在为未来的土壤健康和弹性生态系统创造这些效益。

莎莉:在农场实施了农场碳工具包中的一些建议后,你有任何数据或数字吗?他们是如何减少碳排放甚至实现负碳排放的?

贝基:当然。在我们合作的所有农场中,减少10%的碳足迹是相当简单的,所有这些实际上只是效率措施。我挑战每一个农场。每个农场都可以在不做任何重大改变的情况下减少10%到15%的碳足迹。在过去的几年里,我们也与一些农场合作,我们已经将它们从净排放者转变为净吸收者。以100头奶牛为单位,从排放815吨二氧化碳中减去100吨二氧化碳,从大气中去除900吨二氧化碳。在耕地领域也是如此;那些一直在排放5到600吨二氧化碳的农场,将它们封存在200到300吨之间。这是可能的。

莎莉:这是一个难以置信的区别。

贝基:是的,这是要考虑到我们土壤中正在发生的事情,因为重要的是要记住,你不必做大量的建筑有机物质来实际隔离大量的碳,这个数字可能相当惊人。如果你能在土壤中增加0.1%的土壤有机质,每公顷就能额外吸收9吨碳

Sally -目前,整个农业部门和食品生产部门确实为英国的温室气体排放做出了很大的贡献。随着土地管理的改变,你认为从整体上讲,它能够从大气中去除碳吗?成为英国的净碳负值?

贝基-我觉得这是个挑战。我们一直有这个问题,因为我们不仅仅是为了排放而排放。我们产生这些排放物是因为我们在生产食物。农业占英国总排放量的9%。是的,我们是一个重要的部门,但我们确实有一些这样的解决方案。用我们现有的技术来抵消我们所有的排放,这将是一个真正的挑战,但仅仅因为这将是一个挑战并不意味着我们不需要尝试。我认为这确实是在努力强调改善土壤健康的好处,它不仅能改善碳封存,还能帮助我们的景观和生态系统恢复,让我们的农民继续做他们需要做的事情,在生产食物的同时,以一种环境恢复的方式。

Sally想听听一位农民的意见,他一直在以经济上可行的方式将这些碳管理技术付诸实践。索菲·亚历山大在多塞特郡经营着一个400公顷的有机农场,种植可耕地作物和牲畜。有一个大农场要经营,有底线要满足的人,在农业生产时还会考虑碳吗?

苏菲:我一直在考虑土壤健康问题。特别是因为它是一个有机系统。它始于土壤,也终结于土壤,没有其他短期应用的出路。实际上,称之为碳封存,碳农业,是一个较新的术语,但储存碳和保护土壤实际上是同义词。

Sally:作为一个依靠大农场谋生的农民——我们不是在谈论那些你可以手工完成所有事情的小农场——你如何以一种经济稳定的方式向土壤中添加碳?

苏菲:提高土壤碳含量最重要的一个方面可能是我的畜牧企业。奶牛24小时都在外面。它们一边吃草,一边用粪便给土地施肥。当我们种植作物时,这是我们轮作的另一半,我几乎总是切碎稻草,我几乎从不打包。这是在增加土壤有机质和养分。

莎莉:我们在节目的早些时候听到了耕作对土壤的影响以及土壤储存碳的能力。你是否一直在研究你的耕作制度,看看它是否能改善你的土壤健康?

苏菲:是的,当然。显然,这是一个非常热门的话题。例如,在我的系统中,每六七年我们可能会犁三次。有时间让有机物积累起来,土壤中的碳积累起来,当我们开始种植谷物作物时,我们减少了它,但之后我们又增加了它。这不是一条直接的改善之路。这是一个渐进的过程。

莎莉-前进两步,后退一步,但总的来说你取得了进步。

苏菲-差不多吧。

莎莉:你认为全英国的农民应该优先考虑减缓气候变化吗?

苏菲-是的,我觉得每个人都应该这么做。我认为不仅仅是农民。它适用于我们所有人:每天在你的花园里,你使用的化学品,你冲进下水道的东西。但是,是的,农民绝对会在船上发挥他们的作用。

Sally -你认为农业社区愿意优先考虑……

苏菲-我不能代表整个农业社区,我当然不能!但我遇到和交谈过的人,是的。大多数农民真的把照顾自然世界的大部分作为一种责任和巨大的特权。

海带

36:10 -蓝碳:利用海洋去除二氧化碳

从海带森林到基于海藻的“塑料”包装

蓝碳:利用海洋去除二氧化碳
萨利·阿什比,苏塞克斯海带项目和艾卡·丹达尔,蓝色解决方案

碳封存领域的热门新话题是蓝碳,即利用我们的海洋去除CO2而不是陆地生态系统。蓝碳最大的好处是,它不会与可用于农业或建造房屋的土地竞争。

在英国,盐沼、海带森林和海草草甸都有可能迅速从大气中吸收二氧化碳,或者将碳困在泥泞的沉积物中,或者两者兼而有之。我们直到最近才开始认识到这些生态系统在减少气候变化方面有多好,因此,我们仍然缺少很多量化蓝碳的关键研究。但一些估计表明,例如,盐沼吸收碳的速度可能与成熟的林地一样快。

我们首先要深入了解海藻的世界,尤其是海带。这种巨大的海藻形成了水下森林,就像它们的陆地同伴一样,一直遭受栖息地的破坏,现在只剩下一小块。但像苏塞克斯海带项目这样的修复团队希望改变这一点,正如项目负责人莎莉·勒·佩奇从莎莉·阿什比那里听到的那样。但海带到底是什么?

萨莉·阿什比:海带是指大型棕色海藻或大型藻类。它们附着在岩石或坚硬的基质上,就像根一样,但是暴露在外,附着在岩石上。然后它们有一个茎,叫做茎柄,向上延伸,然后它们有这些叶子,像叶子一样,很长,可以长达三米。它们是很大的海藻。

Sally Ashby -海带特别形成栖息地或像森林一样的聚集,所以高度密集的区域。因为它们的结构形式就像树木,所以有一种森林的感觉。它不仅是渔业的苗圃,也为大量物种提供了庇护所和栖息地,从而维持了一个健康的生态系统和食物网。

Sally Le Page -这就像在传统的森林里,你会有筑巢的鸟类和小型哺乳动物的空间。水下也是一样吗?

莎莉·阿什比-没错,水下也是一样。最终,我们的目标是恢复一个至关重要的海洋生态系统,它支持大量的生物多样性,促进我们的渔业,并保护和维持对气候变化非常重要的海洋碳储量。

Sally Le Page—从碳的角度来看,海藻是如何帮助我们应对气候变化的?

莎莉·阿什比——海带是高产的,这意味着它从大气中吸收大量的二氧化碳,就像树木和植物一样。海藻的不同之处在于,它不会将碳直接封存到土壤或沉积物中。它吸收这些碳,然后喂养二次生产,也就是我们吃的鱼和所有其他动物。我们认为,大约只有10%的海带碳会被永久封存,而几乎90%的海带碳会进入沿海生态系统。

Sally Le Page -英国的海带森林状况如何?

萨莉·阿什比——英国南部的海带数量严重下降。在苏塞克斯,历史上,在80年代有这些巨大的海带森林,但我们已经失去了96%的海带森林。

Sally Le Page -用绝对面积来表示是什么?如果我们损失了96%现在只剩下4%呢?那用平方公里来表示是多少?

萨利·阿什比——过去,历史悠久的海带床面积约为170平方公里。所以这是一个很大的区域。

Sally Le Page -这只是苏塞克斯。

萨利·阿什比:这只是苏塞克斯郡的情况,但最终,在全球范围内,海带是一种生态系统,它正在衰落,受到各种人为因素的高度威胁。

Sally Le Page -是什么导致了海带数量的减少?

萨莉·阿什比:对海带的影响是复杂而多样的,但污染、富营养化、捕捞的影响——有各种各样的因素。

Sally Le Page -作为苏塞克斯海带项目的一部分,你负责修复。那么如何恢复海带森林呢?

莎莉·阿什比:特别是在苏塞克斯郡,我们希望海藻能自然恢复。300平方公里的海底拖网捕捞被禁止,这意味着海底有机会恢复。

Sally Le Page -这种拖网捕鱼是什么?它的用途是什么?

Sally Ashby -底部拖网捕鱼是用来捕捞栖息在海底的比目鱼和鲽鱼。所以这对海床来说是一种非常具有破坏性的做法,因为最终你要拖着非常重的装备,把沿途的所有东西都带走。

萨利·勒·佩奇:很明显,人们不是为了拖网而拖网,他们拖网是因为捕鱼是他们的生计,是他们赖以为生的东西。那么,这个项目会不会让当地的渔业无法生存呢?

莎莉·阿什比-不,一点也不。我们在这个项目中与当地渔业社区密切合作。《近岸拖网捕鱼条例》是由管理渔业的苏塞克斯近岸渔业和保护管理局专门制定的。该条例的重点是恢复海带,恢复生态和生态系统,这样它就能支持真正蓬勃发展的渔业。

虽然这个特殊的项目旨在恢复自然生态系统及其生物多样性的好处,但材料科学家也一直在关注海藻的光合作用和碳捕获能力。他们正试图利用它,来解决我们其他的一些全球危机。ayrada d达尔就是这样一位企业家,他对气候危机和塑料垃圾问题感到沮丧。她的解决方案是发明一种完全可堆肥的塑料薄膜替代品,由可持续养殖的海藻制成。她和丈夫弗朗西斯·菲尔德(Francis Field)共同创立了初创公司Solublue。Sally Le Page去剑桥拜访了他们两人,以了解更多关于这种材料的信息,他们声称这种材料可以帮助捕获大气中的碳,防止食物浪费,减少塑料污染——所有这些都来自海藻。

海藻是一种不需要土地使用的好材料。不像树木,它不需要淡水生长。它比树木能吸收更多的碳,而且生长得非常快。所以这是一个很好的材料和资源。

莎莉:你们是怎么把海藻变成包装的?

aya -主要的过程是收获海藻,大多数时候,它是干燥的,并通过一个清洗过程。如果海藻是干的,你就把它和水混合,这样你就可以给它加水,然后再煮。这是我们设计的部分。

莎莉-在我们面前,有一整桌的好吃的。你能跟我说说这是什么吗?

我们有一些我们制作的结构容器的样品以及薄膜样品。我们做了几项将新鲜食品放入包装的测试。正如你在这个奶酪样品中看到的,我们用包装包装的奶酪样品在不冷藏的条件下仍然保存了两年,而同样用塑料包装的奶酪样品在不冷藏的条件下放置了三周就发霉了。

莎莉——你说奶酪——我现在看到的是一团黑白色的、油腻腻的、发霉的东西。我只能相信你说的这是奶酪,或者曾经是奶酪,因为它现在肯定不是奶酪了。这是通常用来包裹奶酪的透明塑料薄膜。现在我拿起了蓝溶液样品——你们的海藻替代样品。在塑料薄膜方面,感觉是一样的。我绝对想不到它是用海藻做的。它是完全透明的,非常薄,非常灵活。但它看起来像奶酪。我是说,它看起来像硬奶酪。

我们尝过了,味道有点像成熟的切达干酪。

莎莉:你同意吗?

弗朗西斯:是的。我以为它更接近帕尔马干酪,但它是可以吃的。我们可以延长食物的保质期并减少食物浪费的发现对我们来说是一个真正的突破,因为今天40%的食物都没有被吃掉。我们迫切需要解决这个问题,其中一个方法就是包装。农民种植的海藻吸收了大量的碳,而且比树木吸收碳的效率更高,速度更快。当我们把海藻制成我们的包装时,碳仍然被捕获。作为我们产品在使用过程中的一部分,我们也在收集食物垃圾。所有这些都可以放在同一个堆肥箱里——我们正在简化废物流——碳被捕获和保留。当堆肥时,生物质被锁回土壤中。

Sally Le Page -给我举个例子吧,因为现在我的冰箱底部有一个用塑料包了一半的黄瓜,它已经变得湿漉漉的,糊状的,有点恶心。如果我们用海藻代替塑料来做包装,会有什么替代方案呢?

我们观察到的是,三周后没有潮湿。没有霉菌形成,因为我们开发的海藻材料是亲水的——它会吸收食物中多余的水分。这不是细菌生长的好环境。

弗朗西斯:这样你的黄瓜就不会被浪费了,你也不需要把它的包装袋切下来。你不必因为把它扔进垃圾桶而感到内疚,因为你正在把它变成堆肥。

这将是非常好的大零售商,现在不得不扔掉成吨的腐烂的黄瓜填埋。它可以用作动物饲料或堆肥。

莎莉:你说你的包装是可食用的——人类可食用的?

ayrada -是的,它是人类可食用的。还有动物。

莎莉:我能尝尝吗?

ay -当然,你可以试试。

莎莉:你有剪刀吗?我可以剪下一小段。

莎莉-好吧,这感觉很奇怪。它看起来就像塑料。这肯定是海藻味的而不是我放进嘴里的非海藻味的,对吧?哇,它真的能吸收水分。它粘在我的上颚上了。就像吃宣纸一样。我从来没有吃过塑料制品,所以我不能告诉你这和吃塑料制品有什么不同。

莎莉——我敢说我能挺过去。它不只是一个实心的薄片。现在有点像干了的果皮了。它一点味道都没有,但就是这样。如果节目播出时我还没死,我们就可以说它是人类可以吃的。

弗朗西斯:我们不鼓励人们吃它,但如果你愿意,你可以吃。这意味着如果动物吃了它,它不会堵塞它们的消化系统或类似的东西。

海面:海洋的表面

47:44 -海草草甸:创造水下土壤

捕获微小的有机物质颗粒以防止温室气体的释放

海草草甸:创造水下土壤
Leanne Cullen-Unsworth,海草项目和Loveday Trinick,海洋保护信托基金

海带森林和海藻养殖场并不是海洋捕获碳的唯一方式。海草是形成水下草地的非凡植物,能够捕获有机物的微小颗粒,形成稳定的富含碳的沉积物,防止温室气体释放到大气中。Sally Le Page与海草项目的研究主任Leanne Cullen-Unsworth聊了聊,以了解更多关于这个不起眼的生态系统的信息。

Leanne:它们是一种生活在海里的植物,它们创造了这个令人难以置信的栖息地,支持着非常高的生物多样性。所以它支持很多动物。

莎莉:它看起来像什么?

琳恩:它看起来就像陆地上的草,真的,陆地上的草。它们开花、结籽的方式和陆地上的草一样。

莎莉:海草为什么这么重要?

Leanne:它们是海洋动物和鸟类非常重要的栖息地,它们也以海草为食。它们对碳封存等事情也非常重要。目前,有很多人对海草草甸感兴趣,以帮助缓解气候问题。

莎莉:海草是如何储存碳的?因为我们刚刚听说了海带,它可以吸收碳,但它们不能保持那么多碳。海草也是这样吗?

琳恩-这和海草不一样。海草具有储存大量碳的能力。它们将其储存在沉积物下的叶子、根和根茎中,但它们也会将其压缩并储存在沉积物下。所以它们的储存能力非常大——它们可以把碳一直储存在地下。只要这些栖息地得以维持,那么碳就会被锁在沉积物下面。它们在氮循环中也很重要,所以它们也循环其他营养物质。它们对海岸保护非常重要——它们将沉积物聚集在一起,稳定海岸线,帮助保护我们的海岸免受海岸侵蚀。但它们对商业渔业也很重要——它们为许多大型近海商业鱼类提供了苗圃,例如鳕鱼。它们的重要性有很多原因。

莎莉:世界各地的海草草场怎么样了?

Leanne -海草在挣扎。在它们的活动范围内,它们面临着水质差、物理损坏、不适当的划船活动、锚拖拽、系泊不敏感、螺旋桨损坏、诱饵挖掘等威胁。

莎莉:所以那些在挖草的东西?

Leanne -是的。英国失去了大量海草。在过去的40年里,它失去了大约50%的海草草甸。我们知道,在过去的100年里,这个数字可能高达92%。

莎莉:那可是件大事。为什么我们失去了这么多?

琳恩:这是件大事。这是巨大的。20世纪30年代,在整个欧洲,有一种广泛传播的萎缩性疾病,它被认为是造成大面积海草灭绝的主要原因,但这也与工业化和我们所经历的最糟糕的水质高峰同时发生。所以还不完全清楚。然而,积极的一面是,特别是在英国,我们损失了大量的水,我们已经付出了很多努力来改善我们海岸周围的水质。所以我们现在的处境是,我们可以开始考虑恢复大面积的海草。

说到恢复,一个名为“减少和减轻对海床的侵蚀和干扰影响”的新项目,简称“补救”,最近从欧盟和自然英格兰获得了250万英镑的资金,用于在英格兰南海岸重新种植新的海草草甸,并通过开发和推广对海草友好的船只系泊系统来保护现有的草甸。但你到底要怎么在水下种一片草地呢?Sally Le Page采访了该项目合作伙伴之一海洋保护信托基金会的教育官员Loveday Trinick,以了解需要做些什么……

Loveday -它开始收集很多种子。种子不是这种植物繁殖的主要方式,它主要通过根繁殖,所以取下种子不会影响到床。所以我们去这些床上收集种子。这是由水肺潜水员完成的。

莎莉:种子长什么样子?

Loveday -它们很小,很小。它们就像一粒米。

莎莉:我想大米也是一种草,所以这说得通。

Loveday -是的,类似的场景。然后就是把所有这些种子带回国家海洋水族馆的过程,海洋保护基金会就在那里。我们有一个专门建造的实验室,由这个项目资助来照顾这些种子,照顾它们,培育它们。然后将其中一些直接种植到小的播种单元中,这些播种单元是由麻袋制成的。

莎莉:你为什么要把种子放在袋子里?

Loveday -那真的是因为他们会被吃掉。

莎莉-那它像种子炸弹吗?那些你用野花种子扔的小块粘土,但你用的是海草种子。

Loveday -就是这样。这就是它的全部。

莎莉:一旦你把所有的种子放进袋子里,你怎么种植它们呢?

Loveday -这是一次非常有趣的旅行。我们把成千上万的袋子搬到驳船上,我们在船的后面有两根大管子,我们走得很慢。我们把袋子扔到管道里。

莎莉:这个项目有多大?

Loveday -所以补救措施恢复部分的目标是恢复8公顷的海草草甸。

莎莉:种八公顷的海草需要多少种子炸弹?

Loveday -很多。这个季节我们收集了320万颗种子。

莎莉:哇。有谁会在乎呢?

爱的一天-一次一个。1,2,3…!而且它们还在增长。我们在那个地方进行了潜水监测,我们看到我们的播种袋里长着小植物,这非常令人兴奋。很高兴看到它。

被阳光照亮的又高又细的树林

54:30 -捕获碳:这就够了吗?

我们能封存足够的碳来避免减排吗?

捕获碳:这就足够了吗?
露丝·格雷格,自然英格兰

剑桥郡和英国的许多栖息地都有帮助我们应对气候危机的潜力。但这就足够了吗?Sally Le Page采访了自然英格兰的Ruth Gregg。

露丝:因此,模型显示,到2030年,我们可以将9%到10%的排放量封存起来。所以这是一个重要的部分,但它不是灵丹妙药。

莎莉:那我们需要把多少土地转换成那10%的土地?

露丝:气候变化委员会提出的是,我们需要把目前用于农业生产的20%的土地留给减缓气候变化的方法。这是一个很大的数目。

莎莉-你觉得有可能吗?

露丝——我认为这是可能的!我认为我们必须非常雄心勃勃,非常积极和乐观地看待我们如何改变我们的土地使用以应对气候变化。我们别无选择。所以我们必须对如何解决这个问题持乐观态度。当我们说留出20%用于农业生产时,并不意味着我们不能继续使用这些土地。我们只需要注意,我们正在引入减少温室气体排放和捕获碳的方法。

莎莉:很明显,这个节目一直在考虑碳。碳是一切的全部吗?

露丝-碳不是最重要的!这是这个问题非常重要的一部分。因此,基于自然的解决方案在碳捕获方面提供了巨大的好处,可以支持减缓气候变化。但这只是谜团的一小部分。更大的图景是,它使社会成为一个更好的居住地,一个更好的环境。它为我们提供了洪水风险管理、水质和空气质量方面的水资源管理。就娱乐和文化遗产而言,它是伟大的。所以,是的,基于自然的解决方案提供了如此巨大的好处,当我们展望未来应对气候变化时,它们非常应该摆在桌面上。

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