导语：工业革命以来，人类活动向大气中排放的二氧化碳已超 5000 亿吨，全球变暖、极端气候等问题日益凸显，“控排减碳” 成为全人类的共同命题。2020年，我国向世界作出了“力争2030年前碳达峰，2060年前实现碳中和”的庄严承诺，那我们应该如何去实现这一目标?我们可以想象一下，人类有一个巨大的“碳债务”账户，大气中过量的二氧化碳就是欠款。如今单纯依靠“减排”来减缓我们的透支速度已经远远不够，那么我们就要找到方法来“主动还债”——这便引出了碳汇。但通过陆地上的森林草原远远无法满足我们的“还债”需求，这时，科学家们就将目光投向那片覆盖地球70%面积的海洋——那里可能隐藏着巨大的能量。
地球的“碳账本”与我们的困境
如果把地球上的碳循环比作一个银行账户系统，那么在人类工业革命前，这个账户的“收入”(碳汇吸收)与“支出”(碳源排放)是大致平衡的，而森林、土地和海洋就是主要的“金库”。
然而，过去两百年来，人类疯狂的开采破坏森林，大量的焚烧化石燃料，进行了一场史无前例的“碳支出”。结果就是大气这个“流动资金”严重超载，导致了全球变暖这一“债务利息”。
最新的科学研究告诉我们：即使我们从今天起立刻实现全球“零排放”(不再新增债务)，历史排放累积的温室效应仍将持续百余年。所以要拯救我们的星球，我们不只要停止借债，更要主动还债——主动从大气中移除二氧化碳，也就是实现“负排放”。
那么，谁是世界上最能“赚碳”的“还债员“呢?答案是：海洋
海洋：与生俱来的超级“碳银行”
首先，想要理解海洋如何进行“负排放”，我们要先理解什么是碳汇。我们常说的‘碳汇’，并非一个简称，而是国际气候公约中‘Carbon Sink’的直译，意为‘碳的汇聚之地’。与之相对的是‘碳源’。健康的森林、广阔的海洋就是强大的‘碳汇’，吸收并储存碳;而化石燃料燃烧、森林大火则是不容忽视的‘碳源’，向大气释放碳。我们今天探讨的‘海洋负排放’，本质上就是向大家介绍如何让海洋这个全球最大的碳汇变得更强、更高效。
然后，我们便可以尝试理解海洋“负排放”的工作机理：海洋，是地球上最大的活跃碳汇。它已经储存了地球上约93% 的二氧化碳(约38万亿吨)，是人类活动排放总量的40多倍。它主要通过三种强大的自然机制工作：
1. “溶解泵”：二氧化碳可直接溶解于海水，尤其在高纬度的寒冷海域。冰冷的海水下沉，将碳输送到深海，储存数百年。
2. “生物泵”：这是海洋最神奇的力量。表层海水中无数的浮游植物(微小的海洋植物)通过光合作用吸收二氧化碳。它们要么被浮游动物吃掉，碳随食物链传递;要么死亡后，连同排泄物等形成“海雪”，缓缓沉入数千米的深海，将碳封存上千年。
图1海洋固碳与储碳的主要过程
图源：海洋固碳与储碳——并论微型生物在其中的重要作用.焦念志.中国科学：地球科学，2012(10)
3. “滨海蓝碳泵”：在海岸带，红树林、海草床和盐沼这三类生态系统，虽面积不到海床的0.5%，却贡献了50%以上的海洋沉积物碳封存总量。它们是单位面积内固碳效率最高的“碳捕手”，是名副其实的 “蓝色生命银行” 。
为地球引擎“增压”：海洋负排放的四大路径
既然海洋本就是一台强大的碳吸收引擎，人类能否安全地提高其效率为其“增压”，让它工作得更高效?这正是“海洋负排放”研究的核心。科学家们提出了几种主要路径：
路径一：修复“蓝色生命银行”(恢复与保护滨海蓝碳生态系统)
这是最安全、最有效的方法。通过保护和修复红树林、海草床，我们不仅能阻止这些“碳库”因破坏而泄露，还能增强其持续固碳能力。它带来的是 “三赢”：固碳增汇、保护海岸线、维系渔业资源和保护生物多样性。
路径二：给“生物泵”添加“营养剂”(海洋施肥)
在广阔的南大洋等海域，铁元素是限制浮游植物生长的关键因子。向特定海域投放微量的可溶性铁肥，从而刺激浮游植物大爆发，可通过增强“生物泵”将更多碳输送到深海。
存在争议点：其长期的固碳效率存在疑问，还有可能引发有害藻华，并改变下游生态系统。
路径三：给海洋“吃抗酸药”(海洋碱化)
人类排放的二氧化碳不仅使大气变暖，还使海水变酸(酸化)，危害珊瑚、贝类等钙质生物。海洋碱化的思路是，向海中添加研磨的碱性矿物(如橄榄石)，一方面中和酸度，另一方面提升海水溶解和储存二氧化碳的化学容量。其理论的固碳潜力巨大。
存在争议点：大规模实施成本高昂，可能对局部海域的生态产生不可预知的影响。
路径四：建设深海“碳仓库”(海底碳封存)
这是一种“极端”解决方案：将工业捕集或直接从空气中捕集到的二氧化碳，通过管道或船舶输送并注入深海下的海床或地质构造中，将其长期封存。
但存在挑战：技术要求高、成本高昂，存在泄漏风险，需要长期的严密监测。
冷静审视：是“解药”还是新风险?
面对这些充满未来感的方案，我们必须保持清醒。海洋负排放并非“完美解药”，它伴随着巨大的不确定性和伦理困境：
· 规模与效率的问题：实验室和局部实验的成功，能否放大到足以影响全球气候的规模?
· 生态风险：大规模干预海洋化学和生物循环，是否会打开“潘多拉魔盒”，引发不可逆的生态灾难?
· 测量难题：我们如何在全球尺度上，精准测量海洋到底多吸收了多少碳?这是其获得国际认可和经济支持的前提。
· 治理真空：谁有权对属于全人类的公海进行改造? 如果产生跨界负面影响，责任由谁承担?目前国际社会对此几乎没有规则。
未来之路：在敬畏与智慧之间
海洋负排放不是给继续燃烧化石燃料发放的“免死金牌”。它必须被定位为应对气候危机的 “最后一道防线” 或“后悔药”，而非首要措施。
当前和未来的核心行动顺序必须是：
1. 首要任务：促进减排。没有任何负排放技术可以替代大规模、快速、彻底的减排。
2. 优先行动：全力保护与修复。立即停止破坏滨海和海洋生态系统，尽全力修复“蓝色生命银行”，这是成本最低、收益最稳定的负排放路径。
3. 谨慎研究：加强科学与小规模试验。在充分风险评估和国际监督下，开展谨慎、透明、小尺度的野外试验，以回答关键的科学和伦理问题。
4. 全球共治：建立伦理与法律框架。在技术成熟之前，必须率先建立全球性的治理与伦理准则，确保任何未来的部署都是安全、公平和受控的。
结语：
海洋，这颗蓝色星球的心脏，默默承载了人类排放的过半热量和近三分之一的二氧化碳。它为我们缓冲了最严峻的气候冲击。如今，当我们探讨如何“激活”它的负排放潜力时，首先的绝不是傲慢的“改造”，而是深刻的“敬畏”与“偿还”。在向深海寻求答案之前，我们最该做的，是停止对它的伤害，并尽全力减轻它的负担。毕竟，一个健康的海洋，本身就是应对气候变化最强大的盟友。
本文由海洋负排放(ONCE)国际大科学计划、厦门大学碳中和创新研究中心支持。
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