新研究揭示了海洋铁肥化的潜在好处和后果

除了大幅减少持续排放之外，还需要去除大气中过量的二氧化碳，以避免气候变化带来的最严重后果。大规模海洋铁施肥是有助于消除二氧化碳的几种策略之一，但毕格罗海洋科学实验室研究人员及其同事本周在《全球变化生物学》 上发表的新研究表明，它也可能对遥远角落的海洋生态系统产生负面影响海洋的。

研究小组利用海洋生物地球化学和生态学的先进模型表明，南大洋的铁施肥可能会加剧气候变化导致的热带地区营养短缺和生产力损失，从而可能损害许多人赖以生存的沿海渔业。这些发现说明了海洋相互关联的性质，以及需要对海洋二氧化碳清除的相对优势和意外后果进行更客观的研究。

毕格罗实验室高级研究员表示：“这些建模实验表明，不仅需要了解海洋二氧化碳清除策略对碳循环的影响，而且还需要了解生态和‘下游’影响，甚至是未来几十年或数千英里之外的影响。”研究科学家本·特温宁(Ben Twining)是该研究的共同主要作者之一。

海洋是地球上最大的碳排放汇。因此，毫不奇怪，二氧化碳清除计划越来越关注铁施肥等基于海洋的策略。其基本思想是，向海洋的某些区域(例如铁含量有限的南大洋)添加有价值的微量营养素，可以让其他营养素更完全地被消耗，从而增加浮游植物在表面吸收的二氧化碳量，从而刺激初级生产力。最终，它们后会沉入海底。

海洋铁施肥的倡导者指出，该解决方案不需要土地或淡水，并且可以比其他策略更快地实施。过去的建模工作表明，铁施肥确实可以减少大气中的碳。

然而，早期研究还表明，施肥可能会阻碍铁有限地区向邻近地区供应关键养分，从而加剧“养分掠夺”过程，进而减少热带地区海洋生物的数量和生产力。

最重要的是，国家科学院 2021 年的一份报告认为，目前有关施肥等海洋二氧化碳清除方法的知识库不足，特别是当科学家了解施肥如何与其他气候变化相互作用时驱动海洋过程的变化。

为了帮助填补其中一些知识空白，当前研究的作者扩展了之前的建模工作，纳入了最近关于浮游植物如何利用铁等微量营养素的研究以及对气候变化和渔业影响的其他考虑因素。

“我们工作的新方面之一是在气候变化的基础上增加海洋铁施肥，”特温宁说。“我们还将我们的结果与渔业模型联系起来，以此将生产力的预测变化转化为对人们更有意义的术语。”

他们的结果显示，由于大规模的铁施肥，热带地区(包括经济上重要的沿海地区)鱼类和海洋物种的生物量下降了百分之五。除此之外，由于气候变化，气温升高使海洋分层，剥夺了表面的关键营养物质，预计产量将下降 15%。

该研究的共同主要作者、利物浦大学的亚历山德罗·塔格利亚布(Alessandro Tagliabue)表示：“值得注意的是，海洋铁施肥对养分水平的‘指纹’与气候变化的预期相似。” “这给检测和监测受精的负面影响带来了重大障碍。”

模型确实表明，2005 年至 2100 年间，铁施肥可以从海洋表面去除多达 45 十亿吨二氧化碳。但是，虽然每年去除半十吨的二氧化碳并非微不足道，但作者强调，与目前的速度相比，这是非常有限的碳排放量——以及实现气候目标所需的减排量。

“很多关于二氧化碳去除的讨论都集中在碳上，”特温宁补充道。“但显然，我们不仅需要评估其中的碳部分，还需要评估互连系统中的其他生态系统影响。”

该研究的细致入微的结果凸显了对海洋铁肥化的相对优点和潜在危害进行客观和严格研究的重要性。它还显示了可以捕获相关大空间和时间尺度的建模工作的价值。

特温宁表示，为了在应对气候变化的紧迫威胁的同时就这些战略做出明智的决定，在未来几年大幅扩大这些研究工作至关重要。未来的研究应包括随着科学家对碳、铁和其他营养物质在海洋中行为方式的理解不断发展，继续改进现有模型。

“我们正处于规划和开发二氧化碳去除方法的关键时刻，”特温宁说。“严格的、经过同行评审的、有针对性的研究和实验将是评估所有可能方法的核心。”

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