Kohlendioxid: So einfach bezwingen Sie es! Können Zuchtschalentiere auch Kohlenstoff binden?

Probleme wie die globale Erwärmung und Wetterextreme stehen in engem Zusammenhang mit dem Anstieg des CO2-Gehalts in der Atmosphäre und sind mittlerweile zu schwerwiegenden Umweltproblemen geworden. Im Jahr 2022 erreichten die weltweiten Treibhausgasemissionen 57,4 Milliarden Tonnen Kohlendioxidäquivalent, wovon etwa zwei Drittel auf die CO2-Emissionen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe und industriellen Prozessen entfielen. Der Klimawandel hat zu Problemen wie dem Abschmelzen der Gletscher, dem Anstieg des Meeresspiegels und einer beschleunigten Erwärmung der Ozeane geführt, und extreme Wetterlagen haben schwerwiegende Auswirkungen auf die Sozialökonomie. Wissenschaftler sagen voraus, dass bei gleichbleibenden Emissionswerten die globale Temperatur bis zum Ende des 21. Jahrhunderts um 3 bis 5 °C ansteigen und unvorhersehbare Katastrophen mit sich bringen könnte.

Angesichts des doppelten Drucks der wirtschaftlichen Entwicklung und des Umweltschutzes hat China vorgeschlagen, bis 2030 den „Kohlenstoff-Peak“ und bis 2060 die „Kohlenstoff-Neutralität“ zu erreichen. Unter dem Begriff „Kohlenstoff-Peak“ versteht man den allmählichen Rückgang der gesamten Kohlendioxid-Emissionen, nachdem zu einem bestimmten Zeitpunkt ein Höchstwert erreicht wurde. Im Kern geht es um Energiewende und Umweltschutz. Kohlenstoffneutralität bedeutet, dass die Treibhausgasemissionen gleich oder geringer sind als die von der natürlichen Umwelt absorbierte Menge, wodurch „Netto-Null-Emissionen“ erreicht werden. Um die beiden Kohlenstoffziele zu erreichen, ist die Umsetzung einer Strategie für „negative Emissionen“ erforderlich. Kohlenstoffsenken sind dabei zu einem zentralen Ansatz geworden.

Definition und Klassifizierung von Kohlenstoffsenken

Unter Kohlenstoffsenke versteht man den Prozess der Entfernung von Kohlendioxid aus der Luft, hauptsächlich durch Maßnahmen wie Aufforstung, biologische Absorption, Wiederherstellung der Vegetation usw., indem Kohlendioxid durch Photosynthese und andere Methoden im Ökosystem fixiert wird, wodurch die Konzentration der Treibhausgase in der Atmosphäre verringert wird. Kohlenstoffsenken werden in terrestrische Kohlenstoffsenken und marine Kohlenstoffsenken unterteilt.

•Terrestrische Kohlenstoffsenken: einschließlich Wälder, Grasland, Ackerland, Boden und Kohlenstoffsenken in Feuchtgebieten.

• Marine Kohlenstoffsenke (blauer Kohlenstoff): absorbiert Treibhausgase durch marine Ökosysteme. Der Ozean bedeckt 70,8 % der Erdoberfläche und ist einer der größten Kohlenstoffspeicher. Er absorbiert jedes Jahr etwa 30 % des CO2 aus der Atmosphäre und ist damit wesentlich effizienter als terrestrische Ökosysteme.

mein Land verfügt über drei Millionen Quadratkilometer Meeresgebiet und ist das Land mit der größten Meeresaquakultur, hauptsächlich in der Schalentierzucht, mit einem riesigen Potenzial für „negative Meeresemissionen“. Die Schalentierzucht, insbesondere von Austern, Venusmuscheln und Jakobsmuscheln, weist eine hohe Kohlenstoffsenken-Konversionsrate auf. Es kann nicht nur Kohlendioxid effektiv absorbieren, sondern auch Gewässer reinigen und den CO2-Gehalt regulieren. Für mein Land ist dies ein wichtiger Weg, seine dualen Kohlenstoffziele zu erreichen.

Mechanismen der Kohlenstoffsenken im Ozean

Es gibt zwei Haupttypen mariner Kohlenstoffsenkenmechanismen: die physikalische Kohlenstofffixierung und die biologische Kohlenstofffixierung. Der physikalische Mechanismus der Kohlenstofffixierung, auch physikalische Pumpe genannt, besteht darin, dass, wenn der atmosphärische CO2-Partialdruck zu einem bestimmten Zeitpunkt höher ist als der pCO2-Partialdruck des Meerwassers, das CO2 aus der Atmosphäre direkt in das Meerwasser gelangt und dann in die Tiefsee transportiert wird. Die Hydrodynamik des Kohlenstoffsenkenprozesses hängt hauptsächlich von natürlichen Faktoren wie Meeresströmungen, Wind, pH-Wert usw. ab. Es besteht kaum Potenzial, den Kohlenstofffluss durch künstliche Mittel zu erhöhen.

Unter mariner biologischer Kohlenstoffbindung versteht man die von Meeresorganismen angetriebene Kohlenstoffpumpe, die organischen Kohlenstoff hauptsächlich durch die Photosynthese von Algen oder die Nahrungskette von Schalentieren und Fischen überträgt und ihn schließlich vom Menschen erntet und nutzt oder nach dem Absterben der Organismen in der Tiefsee ablagert und vergraben, wodurch der Kohlenstoffspeichereffekt erzielt wird.

Marine Kohlenstoffsenken – Schalentiere binden Kohlenstoff

Da sie während ihrer Wachstumsphase keiner künstlichen Zucht bedürfen und sich zum Überleben auf natürliche Ressourcen verlassen können, gelten im Meer gezüchtete Schalentiere als vielversprechende „grüne Filter für die Meere“. Schalentiere verbrauchen während ihrer Wachstumsphase keine Süßwasserressourcen und benötigen keine Antibiotika oder andere Medikamente, die das Aquakulturwasser verderben könnten. Dies ist eine umweltfreundliche Fischereitätigkeit.

Kohlenstofffixierung in Schalentieren

Schalentiere interagieren mit Phytoplankton, feinen organischen Ablagerungen und Karbonatsystemen des Meerwassers durch Prozesse wie Filtration, Atmung, Kalzifizierung und Biosedimentation, wodurch partikulärer organischer Kohlenstoff (POC) im Wasser effektiv genutzt und verbraucht werden kann.

Wohin also geht der durch biologische Prozesse fixierte Kohlenstoff? Es kann aus dem Kohlenstoffkreislauf des Meerwassers entfernt werden (zum Beispiel haben Menschen eine Partie Austern geerntet, wodurch Kohlenstoff entfernt wurde) oder es kann im Meerwasser in Form von partikulärem organischem Kohlenstoff (POC) und gelöstem organischem Kohlenstoff (DOC) vorhanden sein, sowie als Kohlenstoff, der sich auf dem Meeresboden ablagert, wie etwa in Muschelkot und Schalen, die auf den Meeresboden sinken.

Unter Kohlenstofffixierung bei Schalentieren versteht man im weiteren Sinne die Kohlenstofffixierung durch Schalentiere durch die Bildung von Schalen und Weichteilen aus Kalziumkarbonat während ihres Wachstums.

Vier Arten der Kohlenstofffixierung in Schalentieren: Kohlenstofffixierung in Schalen, Kohlenstofffixierung in Weichkörpern, Kohlenstofffixierung in biologischen Sedimenten und Kohlenstofffixierung in anhaftenden Organismen

Technologie zur Verbesserung der marinen Kohlenstoffsenke

Ausgehend von der aktuellen Kapazität der Kohlenstoffsenken im Ozean erforschen Forscher auch ständig Technologien zur Vergrößerung der Kohlenstoffsenken. Untersuchungen zeigen, dass die Meeresfischerei- und Aquakulturindustrie meines Landes voraussichtlich eine jährliche Kohlenstoffbindung von 460 Millionen Tonnen erreichen wird, und die Verwirklichung dieses Ziels ist untrennbar mit der Verbesserung der Technologie zur Verbesserung der Kohlenstoffsenken verbunden.

In der Fischereiproduktion sind die Muschel- und Algenzucht sowie das Phytoplankton in der euphotischen Zone die Haupttreiber der Kohlenstoffspeicherung. Gemäß dem Kohlenstofferhaltungsgesetz wurden bereits im Jahr 2002 durch in den Meeresgewässern meines Landes gezüchtete Schalentiere und Algen mehr als drei Millionen Tonnen Kohlenstoff gebunden, was neue Hinweise auf die Quelle der globalen Kohlenstoffsenke liefert.

Die Kohlenstofffixierungskapazität von Algen hängt eng mit ihrer Art und den Umgebungsbedingungen vor Ort zusammen. Der Kultivierungsprozess wird durch ihn selbst, die Umwelt und menschliche Aktivitäten beeinflusst. Durch die Schaffung eines positiven Szenarios kann die Kohlenstoffsenkenwirkung von Schalentieren und Algen verstärkt und dadurch ein größerer ökologischer Nutzen erzielt werden. Daher ist es notwendig, Schalentiere und Algen mit hoher Kohlenstofffixierungskapazität entsprechend den örtlichen Gegebenheiten zu züchten. Pilotstudien haben ergeben, dass die Kohlenstoffbindung durch Mischkulturen aus Schalentieren und Algen viel größer ist als die Kohlenstoffbindung durch Einzelkulturen aus Schalentieren oder Algen. Daher sollte sich die zukünftige Meeresaquakultur einem integrierten Aquakulturmodell auf mehreren trophischen Ebenen annähern.

Darüber hinaus können aus der Perspektive einer koordinierten Entwicklung von Land und Meer in Ökosystemen wie Küstenfeuchtgebieten die Kohlenstoffsenken durch die Einrichtung von Kohlenstoffflussüberwachungsnetzen, die Analyse ökologischer dynamischer Mechanismen und den Bau von Demonstrationsgebieten erhöht werden.

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