編者按：在全球氣候變化日益嚴峻的背景下，依賴自然生態(tài)系統(tǒng)吸收和儲存二氧化碳，已成為實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》氣候目標的重要策略之一。海草草甸作為典型的“藍碳生態(tài)系統(tǒng)”（Blue Carbon Ecosystems, BCEs），在有機碳沉積和長期儲存方面展現(xiàn)出巨大的潛力。但人類活動造成的持續(xù)破壞，正威脅著這一關(guān)鍵生態(tài)資源的穩(wěn)定性與功能性。“海洋與濕地”（OceanWetlands）小編注意到，2025年5月16日，《Scientific Reports》發(fā)表了一項最新研究，題為《世界最大海草草甸下的碳動態(tài)：流失與恢復(fù)情境分析》（Carbon dynamics under loss and restoration scenarios in the world’s largest seagrass meadow）。該研究以位于巴哈馬的世界最大海草草甸為對象，評估其未來100年內(nèi)在兩種不同情境下的沉積有機碳（SOC）累積情況：一是“維持現(xiàn)狀”（Business As Usual，BAU）情境，即每年1%的草甸面積持續(xù)流失；二是“生態(tài)恢復(fù)”情境，即按照《昆明-蒙特利爾全球生物多樣性框架》目標，在本世紀內(nèi)將海草覆蓋范圍恢復(fù)至30年前的水平。

海草可以說是海洋生態(tài)系統(tǒng)的“基石”。?攝影：王敏幹（John MK Wong）

這個研究運用了InVEST沿海藍碳模型，并結(jié)合海草分布圖與沉積巖芯數(shù)據(jù)，系統(tǒng)模擬了上述兩種情境下的SOC變化趨勢。結(jié)果顯示，在較為保守的初始海草覆蓋面積估算下，到2120年，若不采取干預(yù)措施，SOC累積將達到90.6百萬噸CO?當量，其中自生源碳（autochthonous carbon）為24.0百萬噸；而在全面恢復(fù)情境下，SOC累積將躍升至703.7百萬噸CO?當量，其中自生源碳為186.5百萬噸，新增累積量高達611.0百萬噸。這一增量相當于巴哈馬年度溫室氣體排放總量，凸顯了恢復(fù)海草草甸在國家自主貢獻（NDC）及碳交易機制中的關(guān)鍵作用。

更進一步，若使用更高估值的初始海草面積，到2120年，BAU情境下SOC凈累積為155.4百萬噸CO?當量，而恢復(fù)情境則高達1058.2百萬噸，額外累積量超過900百萬噸。

在海草系統(tǒng)中，沉積有機碳來源復(fù)雜，可分為自生碳和外源碳。前者源于海草本身的初級生產(chǎn)，后者則來自其他海洋或陸地生態(tài)系統(tǒng)并被轉(zhuǎn)移沉積。雖然當前的碳核算體系主要認可自生碳，但研究表明，外源碳在某些海草草甸中占比甚至高達95%。由于這些有機物在海草根系密布、水分充足的厭氧環(huán)境中得以保存，否則極可能氧化并重新釋放至大氣中。因此，若外源碳未被納入評估，可能低估了海草生態(tài)系統(tǒng)的實際碳匯價值。

從全球背景與政策關(guān)聯(lián)的角度來看，研究人員指出，自20世紀以來，全球海草覆蓋面積已減少19%~29%，尤其在1990~2000年代初期，每年流失率高達7%。在此背景下，巴哈馬海草草甸的重要性更加突出，其覆蓋面積可能達到92,500平方公里。該國自2022年起通過立法支持碳市場建設(shè)，并將海草列為NDC目標的一部分。當前，快速發(fā)展的旅游業(yè)、近岸開發(fā)、船只活動及營養(yǎng)鹽污染，成為海草退化的主要驅(qū)動因素。僅依靠保護措施已難以阻止退化趨勢，實現(xiàn)生態(tài)恢復(fù)迫在眉睫。

▲上圖：巴哈馬淺灘海草分布圖。本圖展示了巴哈馬淺灘的海草分布情況，其中：(a) 為海草分布的高估算；(b) 為海草分布的保守估算（數(shù)據(jù)來源于 Gallagher 等人，2022）。圖中的深綠色陰影代表海草區(qū)域。右下角的比例尺表示圖上距離。(c) 為巴哈馬專屬經(jīng)濟區(qū)（EEZ）的區(qū)域圖（粗黑線所示）及模擬區(qū)域（細棕線所示）。所有地圖均使用 QGIS 3.36.0 軟件（www.qgis.org）創(chuàng)建。

研究結(jié)果、討論海草草甸是全球重要的藍碳生態(tài)系統(tǒng)之一，在緩解氣候變化方面扮演著關(guān)鍵角色。以巴哈馬群島為代表的淺海海草床，擁有巨大的沉積有機碳（SOC）封存潛力。但是，這一潛力是否能實現(xiàn)，取決于未來數(shù)十年海草的保護與恢復(fù)進展。

這個研究顯示，在“維持現(xiàn)狀”與“積極恢復(fù)”兩種情景下，到2070年、和2120年，海草草甸的凈SOC積累總體上呈現(xiàn)正值，意味著系統(tǒng)整體仍能吸收并儲存碳。但是，在維持現(xiàn)狀情景中，若海草年均損失率達到1.5%，模型預(yù)測部分情況下SOC將出現(xiàn)凈損失。相反，若能降低損失速率至0.5%，或?qū)嵤┯行Щ謴?fù)，SOC的積累仍可維持正向增長。換句話說，盡管一些海草仍能在壓力下繼續(xù)固碳，但其能力難以彌補大規(guī)模流失帶來的碳損失。

上圖：在不同情景和初始海草覆蓋估算下，海草面積隨時間的變化。陰影區(qū)域代表每年1.0 ± 0.5%的變化率。在初始覆蓋率高的恢復(fù)情景中，每年0.5%至1.5%的增長率超出了可用于恢復(fù)的最大面積；因此，恢復(fù)進程會持續(xù)到達到最大面積為止。
相比之下，海草恢復(fù)的效果令人矚目。在恢復(fù)情景中，到2120年，凈SOC積累將比維持現(xiàn)狀情景高出6.8~7.6倍，達到703.7~1058.2百萬噸二氧化碳當量。這一數(shù)值幾乎與不受干擾海草100年SOC積累的89%相當。所以說，恢復(fù)越早，其碳封存功能越接近自然狀態(tài)。此外，未來百年中，恢復(fù)所帶來的額外SOC積累總量將在508.0~951.8百萬噸二氧化碳當量之間，其中由本地有機質(zhì)產(chǎn)生的SOC可達134.6~252.0百萬噸。這些成果清晰表明，海草恢復(fù)不只是生態(tài)修復(fù)工程，可能還是國家級氣候行動的重要組成部分，潛力巨大。

雖說上述估算是基于統(tǒng)一的碳積累率、恢復(fù)速率假設(shè)的，但這個研究也指出諸多不確定性。碳積累率受海草種類、沉積物條件、水動力、風(fēng)暴干擾頻率等多種因子影響，尤其是熱帶風(fēng)暴的頻率與強度預(yù)計將因氣候變化而增加。此外，鄰近生態(tài)系統(tǒng)如紅樹林可能通過穩(wěn)定沉積物或提供碳源影響SOC積累，食草動物、捕食者、營養(yǎng)鹽輸入、甚至虎鯊的活動也在局部尺度上調(diào)控SOC的時空分布。模型中的一些參數(shù)，如海草的損失和恢復(fù)速率、SOC在擾動后的再礦化過程、以及碳向深海輸送的比例，當前仍缺乏精細實測數(shù)據(jù)，尤其在巴哈馬特有的生態(tài)背景下。

該研究團隊指出，未來海草變化的空間格局也并非隨機。人類活動與環(huán)境壓力往往以非線性方式影響海草分布，可能在某一閾值后突然崩潰。同時，恢復(fù)活動受制于物理條件、資金、社會接受度等多重因素，因此現(xiàn)實中難以完全復(fù)制模型的均勻恢復(fù)假設(shè)。IPCC建議各國應(yīng)在溫室氣體清單中結(jié)合本地數(shù)據(jù)制定國家級方法學(xué)（Tier 2 或 Tier 3）。本研究采用的是Tier 2方法，基于巴哈馬地區(qū)的沉積樣本估算碳封存潛力，但更高分辨率的數(shù)據(jù)仍然亟需補充。

從氣候政策角度來看，巴哈馬若能將海草恢復(fù)到30年前的水平，其每年新增SOC的本地來源量將達到2.4百萬噸二氧化碳當量，與該國2016~2020年的平均年排放量（2.7百萬噸）幾乎相當。而若計入所有SOC來源的話，年新增碳量最高可達9.5百萬噸，是國家年排放量的三倍多。這表明，在合法合規(guī)的條件下，海草恢復(fù)有潛力通過碳匯機制幫助巴哈馬抵消大部分甚至全部溫室氣體排放。

但是，恢復(fù)成本仍然是發(fā)展中國家尤其是小島嶼國家面臨的重要現(xiàn)實障礙。以目前最具成本效益的移植方法估算，恢復(fù)一半的潛在面積也將花費超過1100萬美元。其他技術(shù)甚至可能每公頃超過10萬美元。研究人員指出，鑒于這類國家對全球排放貢獻極小，卻承受極大氣候風(fēng)險，國際社會應(yīng)考慮通過碳信用、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)補償?shù)葯C制為其提供資金支持。

需要強調(diào)的是，盡管藍碳生態(tài)系統(tǒng)在碳封存方面潛力巨大，但它們并不能替代全球范圍內(nèi)的快速減排。當前平均碳積累率雖對小國有意義，但遠不足以單獨扭轉(zhuǎn)全球變暖趨勢。藍碳解決方案最多能幫助實現(xiàn)約3%的全球減排目標。因此，應(yīng)將海草保護與全球脫碳行動相結(jié)合，作為自然解決方案的一部分，共同推進全球氣候治理。

可見，海草草甸不僅是碳匯，更是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的多面手。它們提升水質(zhì)、保護珊瑚礁、增強生物多樣性，甚至可在局部緩解海洋酸化。這片水下森林，還承載著眾多沿海社區(qū)的文化認同與精神價值。正因如此，保護與恢復(fù)海草草甸，不僅關(guān)乎碳的增減，更關(guān)乎人與自然關(guān)系的重建。

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編譯 | 王海詩（Amphitrite Wong） 審核 | Linda Wong排版 | 綠葉
參考資料略