大海中的隱形森林

為浮游植物「施肥」，促使它們多吸收一點二氧化碳，好解決溫室效應的問題。這是絕妙的點子，還是再一次干擾自然環境？
撰文╱佛高斯基（Paul G. Falkowski），美國路特格大學海洋與近海科學研究所及地理系的教授
翻譯／姚若潔，台灣大學昆蟲學碩士

每一滴來自海洋表層100公尺內的水，其中都含有數千個自由漂浮的微生植物，名喚「浮游植物」（phytoplankton）。這些單細胞生物包括矽藻與其他藻類，居住的地區占據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6000億噸重，而浮游植物占的比例卻不到其中的百分之一。這片隱形森林個兒雖小，不過一點也不妨礙它們在地球上最關鍵的自然循環中記上重要的一筆。【圖說︰矽藻是浮游植物世界中的巨人，右圖中呈現的是輻環藻屬的一種，直徑可達一公釐。】

按說海洋浮游植物活動的最大效應，就是它們對於氣候的影響：這些身形奇小的海洋住民，能夠從大氣中擷取溫室效應氣體，即二氧化碳（CO2），並將之儲存到海洋深處；但直到不久前，還只有非常少數的研究者對此有深刻的體認。最新的衛星觀測及大型的海洋學研究計畫總算告訴我們，這些生物對於全球溫度、海洋環流與營養鹽豐富度的改變是多麼的敏感。

這些知識引起了部分研究者、企業界及決策者的興趣。為了緩和全球暖化的問題，他們企圖藉由「在海裡施肥」來操控浮游植物的族群量。今年（2002）稍早，在南大洋為期兩個月的實驗已經證實，將微量的鐵注入表層海水，可以刺激浮游植物增長；然而，大規模為海水施肥的商業計畫，其效益及可行性依然引發激烈爭辯。想要預測這種行動長期下來的生態副作用，我們必須知道，人類活動是如何改變了浮游植物對於地球碳循環的影響。

浮游植物對全球碳循環的影響

地球的碳循環之所以強烈影響全球氣候，端賴聚熱氣體二氧化碳（CO2）移入與移出大氣與上層海水的相對量（見右圖），而氣體在大氣與海水間大約每六年可以完全交換一次。名為「浮游植物」的植物性生物，在這個循環中擔負了四項重要任務。這些微小的海洋居民，每年納入自己細胞中的碳，大約有500億噸；這個過程藉由光合作用來達成，通常受到風中沙塵上的鐵質所激發。浮游植物也透過生物泵將二氧化碳暫時儲存於深海：它們所吸收的碳，大約有15%沉到深海，而當死亡細胞分解時，再以二氧化碳的形式釋放出來。過了數百年，湧升流把這些溶在水中的氣體與其他營養鹽帶回陽光照耀的表層水域。

一小部分的死亡細胞沒有參與前述的循環，而變成石油沉積物或海底的沉積岩。數百萬年間，地球內部發生隱沒及變質作用，這些與岩石連結的碳又以二氧化碳的形式，藉由火山噴發重新回到大氣中。另一方面，燃燒化石燃料會使二氧化碳回到大氣中的速度加快約100萬倍。海洋浮游植物與陸地森林自然吸納二氧化碳的速度不夠快，不足以減緩二氧化碳的增加；因此，全球的碳循環無法平衡，地球溫度隨之提高。有些人考慮以「人為施肥」來修正這個失衡現象，方法是在海中加入稀釋的鐵溶液，增強浮游植物的光合作用及生物泵作用。

來自 http://www.sciam.com.tw/read/re...ocNo=122&CL=4