题目

如何缓解二氧化碳含量增加

提问时间：2020-08-07

答案

为浮游植物「施肥」,促使它们多吸收一点二氧化碳,好解决温室效应的问题.这是绝妙的点子,还是再一次干扰自然环境?
每一滴来自海洋表层100公尺内的水,其中都含有数千个自由漂浮的微生植物,名唤「浮游植物」（phytoplankton）.这些单细胞生物包括硅藻与其它藻类,居住的地区占据了地球表面的四分之三.全球行光合作用的生物所含的碳有6000亿吨重,而浮游植物占的比例却不到其中的百分之一.这片隐形森林个儿虽小,不过一点也不妨碍它们在地球上最关键的自然循环中记上重要的一笔.【图说∶硅藻是浮游植物世界中的巨人,右图中呈现的是辐环藻属的一种,直径可达一公厘.】
按说海洋浮游植物活动的最大效应,就是它们对于气候的影响：这些身形奇小的海洋住民,能够从大气中撷取温室效应气体,即二氧化碳（CO2）,并将之储存到海洋深处；但直到不久前,还只有非常少数的研究者对此有深刻的体认.最新的卫星观测及大型的海洋学研究计划总算告诉我们,这些生物对于全球温度、海洋环流与营养盐丰富度的改变是多么的敏感.
这些知识引起了部分研究者、企业界及决策者的兴趣.为了缓和全球暖化的问题,他们企图藉由「在海里施肥」来操控浮游植物的族群量.今年（2002）稍早,在南大洋为期两个月的实验已经证实,将微量的铁注入表层海水,可以刺激浮游植物增长；然而,大规模为海水施肥的商业计划,其效益及可行性依然引发激烈争辩.想要预测这种行动长期下来的生态副作用,我们必须知道,人类活动是如何改变了浮游植物对于地球碳循环的影响.
浮游植物对全球碳循环的影响
地球的碳循环之所以强烈影响全球气候,端赖聚热气体二氧化碳（CO2）移入与移出大气与上层海水的相对量（见右图）,而气体在大气与海水间大约每六年可以完全交换一次.名为「浮游植物」的植物性生物,在这个循环中担负了四项重要任务.这些微小的海洋居民,每年纳入自己细胞中的碳,大约有500亿吨；这个过程藉由光合作用来达成,通常受到风中沙尘上的铁质所激发.浮游植物也透过生物泵将二氧化碳暂时储存于深海：它们所吸收的碳,大约有15%沉到深海,而当死亡细胞分解时,再以二氧化碳的形式释放出来.过了数百年,涌升流把这些溶在水中的气体与其它营养盐带回阳光照耀的表层水域.
一小部分的死亡细胞没有参与前述的循环,而变成石油沉积物或海底的沉积岩.数百万年间,地球内部发生隐没及变质作用,这些与岩石连结的碳又以二氧化碳的形式,藉由火山喷发重新回到大气中.另一方面,燃烧化石燃料会使二氧化碳回到大气中的速度加快约100万倍.海洋浮游植物与陆地森林自然吸纳二氧化碳的速度不够快,不足以减缓二氧化碳的增加；因此,全球的碳循环无法平衡,地球温度随之提高.有些人考虑以「人为施肥」来修正这个失衡现象,方法是在海中加入稀释的铁溶液,增强浮游植物的光合作用及生物泵作用.