海洋在减缓气候变化中,扮演着重要的角色。我们常常将其视为地球的“碳吸尘器”,通过吸收大气中的二氧化碳,帮助缓解温室效应。不过,科学家们发现,一些我们不太注意的海洋活动——特别是拖网捕鱼,正在影响海洋的这一重要功能。“海洋与湿地”(OceanWetlands)小编注意到,一项于2025年2月27日发表在《地球与环境通讯》(Communications Earth & Environment)期刊上的最新的研究表明,拖网捕鱼引起的沉积物再悬浮,可能正在减少海洋吸收二氧化碳的能力,从而给气候变化带来额外的挑战。

▲上图:拖网是一种常见的捕鱼方式,渔船拖着巨大的网具在海中捕捞鱼虾。但是,拖网捕鱼对生态环境的影响很大。比如拖网在海底拖曳的过程中,会对海底的珊瑚礁、海草床等生态系统造成严重的破坏,这些生态系统是许多海洋生物的栖息地和产卵场。而且拖网捕捞往往会捕获大量的非目标物种,例如海龟、海鸟、鲨鱼等,这些物种会被丢弃,造成巨大的浪费和生物多样性的丧失。上图是一艘渔船正在斯蒂芬斯通道进行拖网作业。图源:NOAA海洋中的沉积物,特别是那些位于海底的细小颗粒,具有吸收和存储二氧化碳的能力。这些沉积物通过一种叫做“碳泵”的机制,帮助海洋将大气中的二氧化碳锁定在海底,防止它再次回到空气中。但当这些沉积物被扰动、并再次浮动到水中时,碳泵的功能就可能受到影响。这一过程,不仅影响了二氧化碳的储存,还可能引发一系列复杂的化学反应,进一步改变海洋的碳循环。

拖网捕鱼,作为一种常见的渔业活动,其本质上就是通过大网拖拽海底的沉积物,捕捞海洋中的鱼类或其他生物。这种活动不仅扰乱了海底的自然生态环境,还导致了大量沉积物的再悬浮,也就是原本沉积在海底的细小颗粒被搅动,重新浮动到水柱中。这一过程,看似与渔业资源的捕捞无关,但却可能对海洋生态系统、以及全球气候产生重要影响。

根据这个最新的研究,沉积物的“再悬浮”对海洋碳吸收能力产生了直接影响。研究人员在不同的海洋区域进行了实验,结果发现:当沉积物被再悬浮后,它们不再有效地吸收和储存二氧化碳。相反,这些被搅动的沉积物可能释放出之前储存的二氧化碳,或者由于化学反应的发生,降低了海洋对二氧化碳的吸收能力。这一发现令人吃惊,因为它挑战了我们长期以来对海洋碳循环的基本理解。

科学家们通过实验发现,沉积物的粒度和氧气的可获得性对其再矿化速率(即二氧化碳释放的速度)有着显著的影响。在较粗糙的沉积物中,氧气的暴露往往会加速有机物的降解,导致更多的二氧化碳释放到水中;而在细粒沉积物中,由于有机物与矿物质之间的紧密结合,沉积物的扰动和氧气暴露并不会显著改变碳的储存状态。因此,沉积物的粒度和环境条件在其中起到了关键作用。

这种“再悬浮”现象,还不仅仅限于拖网捕鱼。科学家们发现,任何能够扰动海底沉积物的活动,如船只航行、海底工程建设等,都可能引发类似的效应。尽管这些活动在某些情况下可能是不可避免的,但我们仍然需要更加关注它们对海洋生态系统、尤其是碳循环的潜在影响。

在实验中,研究者们特别关注了沉积物中的有机碳含量。“有机碳”是指沉积物中存储二氧化碳的主要形式,而其降解和矿化速度则直接影响到二氧化碳的释放和储存。当沉积物被再悬浮后,暴露于氧气中,这些有机碳会发生氧化反应,转化为二氧化碳释放到水中。这一过程的速率,在不同的沉积物中差异很大。例如,在一些沉积物中,氧化条件下的再矿化速率是缺氧条件下的两倍。这意味着,某些地区的海洋可能在受到拖网捕鱼等活动影响后,释放出更多的二氧化碳,减少了对气候变化的减缓效果。

更令人担忧的是,沉积物再悬浮对海洋碳循环的影响,不仅仅局限于二氧化碳的释放。研究还发现,这一过程中还会引发其他化学反应,进一步改变海水的碱度和酸度。比如说,氧化有机物的同时,沉积物中的碳酸钙会溶解,释放出更多的碱性物质,从而改变海水的化学环境。这一变化可能影响到海洋中的其他生物,特别是那些依赖碳酸钙构建外壳的生物,如珊瑚、贝类等。

不过,这一现象并非不可逆。在一些地区,科学家们已经开始研究如何减少沉积物再悬浮对碳吸收的负面影响。如采用更为环保的捕鱼方式,减少拖网捕鱼对海底沉积物的扰动,或者通过减少其他人为活动对海洋底部的干扰,可能有助于减缓这一过程。同时,研究人员还在探索如何通过海洋保护区等措施,保护海洋生态系统中的重要碳储存功能。

这项拖网捕鱼引发的沉积物再悬浮对海洋碳循环的影响,提醒人们必须更加关注人类活动对海洋环境的影响。海洋作为地球碳循环的重要一环,其碳吸收能力直接影响到全球气候变化的进程。而在这个过程中,沉积物的扰动和氧化有机碳的释放,显然是之前未曾充分考虑的因素。

从未来看,拖网捕鱼和其他海洋活动所带来的沉积物再悬浮现象,可能在未来成为我们研究海洋碳循环时必须面对的新挑战。随着气候变化的加剧,全球对海洋碳吸收能力的依赖越来越大。而海洋中的沉积物,则作为一个关键的碳储存库,在这一过程中发挥着至关重要的作用。因此,减少海洋沉积物的扰动,保护其原有的碳储存功能,将成为我们应对气候变化的一个重要课题。

作者 | 王海诗(Amphitrite Wong)

审核 | Linda Wong

排版 | 绿叶

参考资料略

来源: 海洋与湿地