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摘要
人为活动引起的二氧化碳（CO2）等温室气体排放是驱动全球变暖的主要因素。全球变暖对粮食、水资源、能源、经济安全等领域均产生了严重威胁。减缓全球变暖势在必行,不仅需要大规模减少CO2等温室气体排放,还需要大量部署CO2移除（carbon dioxide removal, CDR）技术（又称负排放技术）,主动从空气中移除CO2并长期封存,尽快使全球CO2净排放减少为零,达到“碳中和”。海洋占地球表面积的70%,是最大的活跃碳库,具有巨大的CO2吸收潜力。基于海洋的CDR是实现碳中和的必要途径,海洋CDR理论、方法、技术研究已成为热点和前沿领域。目前,海洋CDR的研究认知仍相对较弱,具有广阔的发展空间。缓解全球变暖的迫切需求促使海洋碳汇基础理论和海洋CDR研究快速发展,原创性进展不断出现。本文主要综述铁铝假说的理论基础,探讨基于“海洋铝施肥”的CDR发展潜力。铁铝假说认为,铝可增强上层海洋浮游植物固碳,降低生源碳分解速率,提高海洋生物泵效率,增加碳向深海输出、封存,调控海洋碳汇的形成,影响大气中CO2的浓度。与铁一样,铝可能也是影响地球历史时期和现代气候变化的关键因子。通过提高铁的利用效率和向深海碳输出效率,铝可以弥补人工海洋铁施肥的不足,赋予海洋铝施肥成为新型的基于自然碳汇的CDR方法和技术的潜力。作为一种CDR方法,海洋铝施肥尽管具有潜在高效的特点,但还处于较为初级的概念阶段。本文提出,应当从上层海洋浮游植物固碳、生源碳向深海输出、碳的长期封存三个方面,进一步研究铝增强海洋碳汇的作用机制,完善铁铝假说和海洋铝施肥的理论基础;并在不同时空尺度上检验海洋铝施肥的CDR效能及其潜在环境影响,为基于海洋铝施肥的CDR技术开发和应用提供科学基础。
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