谁才是真正的“地球之肺”

2015-09-10 07:22王瑞良
科学24小时 2015年2期
关键词:海獭海胆藻类

王瑞良

随着科学技术的发展,各种新的学术观点不断涌现。有些已经完全推翻了旧有的知识体系,而有些则正在向过去宣战。

今天我们要探讨的主题恐怕会令大家咋舌,毕竟这是一个几乎已经被全人类推崇的观点——森林是“地球之肺”。但不少科学家却正在倡导一个全新的论调——海洋才是真正的“地球之肺”。

绿色植物通过光合作用,在转化太阳能形成各类有机物(森林每年提供28.3亿吨的有机物,占陆地植物生产有机物总量的53. 4%)的同时,还吸收着大量的二氧化碳并释放出氧气,维持大气中二氧化碳和氧气的平衡,净化了环境,使人类不断获得新鲜空气。而森林,这个聚集着大量绿色植物的地方,曾被生物学家称为“地球之肺”。森林与人类的发展、与自然界的生态平衡息息相关,这一点至今毋庸置疑。

从20世纪60年代开始,蕴藏着世界木材总量45%的亚马孙热带雨林,在重型拖拉机和火的征讨下逐步趋于毁灭,仅1966-1975年就有1100多万公顷森林消亡。可以想像,如果任其发展,谁能保证几十年后的亚马孙地区,不会变成一个大沙漠呢?

由此引发的环境问题,受到了各个环保组织的重视,他们纷纷向国际社会发出警告:“地球之肺”正在遭受破坏,正在逐渐消亡!

但在今天,有不少科学家却并不认同这样的呼号。他们认为,森林遭到破坏固然可悲,但却不能认定是“地球之肺”遭到了破坏。

大家是否想过这样一个问题:绿色植物在生长过程中,确实能吸收二氧化碳,释放氧气,但当它们死亡后呢?近期的研究表明,当它们死亡、腐烂时,反而会吸收氧气,释放二氧化碳。

科学家认为,如果我们将植物的生长与死亡视为一个整体,那么对一片成熟的森林来说,它释放与消耗的氧气几乎相等,氧气与二氧化碳的吸收量和排放量接近平衡。一种全新的观点认为,在亚马孙热带雨林,真正受到威胁和破坏的,主要是生物的多样性——这里每年都有几千种或是具有药用价值、或是尚不为人所知的动植物正在消失,由此将引发严重的生态系统失衡。

既然森林并不具有“肺”的功能,那究竟是谁维系着地球的大气系统呢?它就是海洋!

在面积大大超过陆地的浩瀚海洋中,数量惊人的藻类和浮游植物群落也在默默地吸入二氧化碳,释放氧气。它们通过光合作用所吸收的二氧化碳量,是同面积陆地绿色植物所吸收量的5倍。而且它们释放的氧气,绝大部分会从海水进入空气,数量大得难以想象。它们死亡后,几乎不消耗任何氧气,其中1%还会沉入海洋深处,成为海底沉积物的“俘虏”,在那里一呆就是几百万年。

虽然科学家的这个结论确实有些惊人,但他们并非凭空想象,而是基于大量科学实验的数据得出的。

早在20多年前,已故美国海洋学家约翰·马丁(John Martin)就曾提出建议:通过向海洋施撒铁肥,促进海藻大量繁殖,以此来应对全球性气候变化。海藻会吸收碳元素,死亡后会携带大量碳元素沉积到海底,从而避免对人类造成危害。

为了验证马丁的方法,由维也纳大学(University of Vienna)海洋生物学家格哈德·亨德尔(Gerhard Handel)领衔的科研团队,在面积约为167平方千米的海域施撒了溶解过的铁肥(平均每平方米施撒1毫克铁,相当于冰山融水中铁的浓度),以此来促进藻类的大量繁殖。随后,他们进行了为期37天的观察,发现在海平面以下100米内的表层海水中,藻类迅速繁殖,生物量最多时达到每立方米286毫克。没过多久,藻类死亡,并携带大量的碳元素沉入深海,在海底被无限期封存。海藻所携带的碳元素,将不再对人类生存环境构成威胁,而它们释放的大量氧气,则成为人类赖以生存的必需品。

无独有偶,同样的结论,在美国两位生态学家近期的一项研究中也得到了证明。加利福尼亚大学圣克鲁兹分校(UCSC)的克里斯·维尔莫斯(Chris Vilmos)和詹姆斯·埃斯蒂斯(James Estes),通过对海洋生物种群相互关系的调查研究得出结论——海獭种群的繁衍壮大,可以控制另一种以海藻为食的海洋动物海胆的数量,从而使海藻得以大量生长。

这两位科学家收集了过去40年里所有有关海獭和海藻大量繁殖的资料,涉及地区从温哥华岛到阿拉斯加以西的阿留申群岛。通过对海獭栖息地和非栖息地海藻生长密度的比较研究后,他们指出:“海獭捕食以海藻为食的海胆,对海藻的数量有着非直接的重要影响。当海獭在附近出现时,海胆往往会躲到岩石裂缝中,以海藻的残余物为食;而在没有海獭的情况下,它们则会贪婪地吞下大量鲜活的海藻。”

获得全新生态系统的海藻,在从空气中吸收大量二氧化碳的同时,也释放出同等数量的氧气。由此可见,藻类对减少碳排放、控制气候变暖、改善环境质量的作用不可低估。从另一个角度来看,海獭、海胆的数量也对二氧化碳的储存周期具有巨大的影响力。

此外,英国的一个国际研究小组,从2004年起就在南极海域进行同类实验,并最终得到了相同的结论。他们的研究报告,已在近年发表于《自然》杂志上。法国的教科书,也已采纳了海洋才是真正的“地球之肺”的观点。

虽然海洋是“地球之肺”的观点非常新颖,也具有极强的说服力,但人们显然不应将谁是“地球之肺”作为关注的焦点。不管是森林还是海洋,都是地球生态系统中极其重要的板块。我们应该意识到,真正解决全球气候问题的办法只有一个:彻底反思人类对待现有资源的做法,并大力发展可再生的资源和能源。

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