《Ecohydrology & Hydrobiology》:Impact of climate change on natural blue carbon resources of Bangladesh
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孟加拉國藍碳資源研究顯示,Sundarbans紅樹林生物質和土壤固碳量超100 Tg,但面臨海平面上升、鹽水入侵等氣候威脅,導致碳封存能力下降。海草床和鹽沼碳儲量評估不足,存在長期監測缺失、數據標準化不完善等問題,需加強遙感與實地評估,將其納入國家溫室氣體清單并建立碳市場激勵機制。
Sabikunnahar Purnata|Soyeema Jannat Suha|Mosa. Tania Alim Shampa
孟加拉國達卡大學海洋學系
摘要
藍碳生態系統,如紅樹林、海草草甸和潮汐鹽沼,通過生物量生產和長期沉積物埋藏來固碳,從而有助于緩解氣候變化,同時提供海岸保護和其他生態系統服務。本綜述評估了孟加拉國藍碳資源的現狀、氣候脆弱性及未來潛力,重點關注孫德爾本斯紅樹林及其相關沿海棲息地。研究結果表明,孫德爾本斯紅樹林在生物量和土壤中儲存了超過100太克的碳,其中表層一米土壤中的有機碳含量約為212毫克碳/公頃,使其成為孟加拉國最大的天然碳庫之一。然而,在極端海平面上升的情況下,由于淡水流入變化、溫度升高和水分脅迫、颶風干擾以及沉積物輸送模式的變化,鹽度侵入會減少棲息地范圍,改變物種組成,并削弱長期固碳能力,同時增加退化生物量和土壤的碳排放風險。孟加拉國的海草床具有固碳潛力,但缺乏全國范圍的測繪和碳量化數據;而潮汐鹽沼則基本未被評估。主要的知識空白包括缺乏標準化監測和有限的沉積物碳埋藏時間序列測量數據。本研究強調需要標準化藍碳監測,擴大遙感和實地評估范圍,將這些生態系統納入國家溫室氣體清單,并創建碳市場等經濟激勵措施,以支持其長期保護和管理。
引言
近年來,“藍碳”這一術語逐漸流行起來。它指的是儲存在海洋和沿海生態系統中的碳。這些棲息地通過其生物量和沉積物捕獲大氣中的二氧化碳,通常能將其儲存數百年。保護這些棲息地至關重要,因為它們對應對氣候變化和防止碳排放具有關鍵作用。此前,由于自然氣候解決方案主要關注陸地生態系統(通常稱為“綠色碳”),海洋和沿海生態系統的碳封存作用被忽視(Macreadie等人,2021年)。然而,過去十年的研究表明,盡管這些生態系統僅覆蓋地球表面的2%,但它們的碳封存速率是北方、溫帶或熱帶森林的十倍(Wylie等人,2016年),并且貢獻了近50%的年有機碳儲存量(Lovelock和Reef,2020年)。高效的藍碳資源包括海草草甸、紅樹林和潮汐鹽沼(Lovelock和Reef,2020年;Macreadie等人,2021年;Wylie等人,2016年)。它們在去除溫室氣體和儲存碳方面非常有效,且可以持續數百年甚至數千年(Lovelock和Reef,2020年)。此外,它們還提供重要的服務,如海岸線保護、水過濾以及支持生物多樣性和當地經濟(Wylie等人,2016年)。
孟加拉國擁有世界上最大的連續紅樹林——孫德爾本斯。紅樹林是高生產力的生態系統,能夠在沿海地區的潮間帶繁衍生息。孫德爾本斯擁有耐鹽樹種,如Heritiera fomes(Sundri)和Excoecaria agallocha(Gewa),為多種野生動物提供了關鍵棲息地(Simanjuntak和Riniarti,2025年)。它們密集的根系可以捕獲沉積物,穩定海岸線,并通過過濾污染物改善水質(Simanjuntak和Riniarti,2025年)。此外,在孟加拉國716公里長的海岸線上,潮間帶分布著耐鹽植物,如Porteresia coarctata、Imperata cylindrica、Eriochloa procera、Myriostachya wightiana和Phragmites karka(Islam等人,2021年)。鹽沼植被在穩定沉積物、減少海岸侵蝕和緩沖海洋力量方面發揮著重要作用(Islam等人,2021年)。此外,沼澤草類還能過濾陸地徑流,降低水體渾濁度并改善整體水質(Islam等人,2021年)。這些特性同樣適用于海草床,孟加拉國有五種海草物種,包括Halodule pinifolia、Halodule uninervis、Halophila beccarii和Halophila decipiens(Patro等人,2017年)。
海平面上升、空氣和水溫升高、降水模式和風暴強度的變化、極端天氣事件(颶風和風暴潮)以及人為干擾(如森林砍伐和沿海開發)導致這些棲息地的退化和喪失(Dasgupta等人,2017年;Lovelock和Reef,2020年)。因此,隨著這些棲息地失去儲碳能力,每年約有0.15至10.2億噸碳被釋放到大氣中(Wylie等人,2016年)。氣候變化對這些藍碳資源產生負面影響,導致海洋生物多樣性下降、海岸保護能力減弱以及養分循環和水過濾等關鍵生態系統服務受損(Lovelock和Reef,2020年)。此外,還加劇了全球變暖現象。
本綜述旨在探討氣候變化對孟加拉國藍碳資源的影響,重點關注其固碳潛力、對氣候壓力因素的脆弱性以及對其保護和管理的相關政策建議。綜述將查閱現有科學文獻、案例研究和政策框架,以全面了解孟加拉國藍碳生態系統的現狀。同時,旨在識別研究空白并提出加強藍碳保護工作的建議,重點關注氣候適應、緩解措施和可持續管理策略。
方法論
用于進行綜述的平臺包括ResearchGate、Google Scholar和Science Direct,以及通過Google搜索到的其他相關信息。在查閱文獻時,我們重點關注了氣候變化及其對藍碳的影響、孟加拉國的情況、全球視角、碳儲量、保護措施、未來預測和研究空白等方面。共下載了170篇論文以完成這項綜述。
藍碳資源如何緩解氣候變化?
根據Maiti和Chowdhury(2013年)的研究,人為或自然來源的碳排放是氣候變化和全球變暖的主要原因。由于工業活動的逐漸增加,二氧化碳和其他大氣溫室氣體的濃度上升,導致極地冰層融化、海平面上升、氣候變化和極端天氣條件(Farrelly等人,2013年)。藍碳生態系統通過固存多余的碳來幫助緩解氣候變化。
分布
孟加拉國及其多樣的沿海生態系統擁有重要的藍碳資源,在緩解氣候變化中發揮著關鍵作用。該國最著名的藍碳生態系統是孫德爾本斯紅樹林,它是世界上最大的紅樹林。孟加拉國覆蓋了孫德爾本斯面積的60%,該地區位于孟加拉灣和古恒河三角洲的北部邊界(Agrawala等人,2003年)。這里為334種植物和693種動物提供了棲息地。
分布與現狀
紅樹林主要分布在緯度38.5°S至29.5°N之間的熱帶地區,鹽沼則分布在更高緯度(3.5°S–46.5°S;17.5°N–71.5°N),而海草的分布范圍最廣(43.5°S–69.5°N)(Zhang和Convertino,2024年)。2000年至2019年間,全球鹽沼面積減少了約1452.84平方公里(每年減少0.28%),其中14,280平方米的鹽沼每小時消失;同時也有1,279.84平方公里和110.56平方公里的鹽沼通過擴張和恢復而增加(Campbell等人,2022年)。
沉積變化
紅樹林的持續性嚴重依賴于沉積物供應。在孫德爾本斯(孟加拉三角洲),大部分沉積物由恒河-布拉馬普特拉河系統在雨季輸送。數據顯示,約95%的沉積物在夏季雨季(5月至10月)期間輸送(Raff等人,2023年)。任何對這種河流輸送的干擾都會改變三角洲動態:1975年在恒河上建造的Farakka水壩就是一個典型例子,它攔截了約87×10^6立方米的水和沉積物。
孟加拉國的當前藍碳儲量
孟加拉國孫德爾本斯紅樹林儲存了超過100太克的碳,其中地上生物量中約有36.2太克碳,根部約有54.9太克碳(約221毫克碳/公頃)(Rahman等人,2016年)。紅樹林土壤中的碳儲量類似,表層一米土壤中的有機碳含量約為212.2毫克碳/公頃(總計約87.4太克碳)(Hasan Limon等人,2025a)。隨著鹽度的增加,土壤有機碳含量從寡鹽區的約74.8毫克碳/公頃下降到多鹽區的約48.3毫克碳/公頃(Rahman等人,2021年)。孟加拉國的海草和鹽沼碳儲量尚未得到量化。研究空白與未來方向
盡管孟加拉國對藍碳的認識日益增加,但仍存在嚴重的數據缺口。其中一個最嚴重的問題是缺乏長期監測沿海碳儲量和通量的數據。大多數現有研究都是短期調查,難以發現長期趨勢。例如,Uddin等人(2023年)指出,在他們的研究之前,孫德爾本斯紅樹林種植園的二氧化碳去除潛力基本上未知。同樣,海草床也研究不足。
CRediT作者貢獻聲明
Sabikunnahar Purnata:撰寫——綜述與編輯、初稿撰寫、可視化、驗證、資源收集、方法論、數據分析、數據整理。Soyeema Jannat Suha:撰寫——綜述與編輯、初稿撰寫、可視化、驗證、方法論、調查、數據分析。Mosa. Tania Alim Shampa:撰寫——綜述與編輯、初稿撰寫、可視化、監督、資源管理、項目協調、調查、概念構思。