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領域專題2025-10-29

揭密隱形藍碳:海草床潛藏的碳匯能力

國立臺灣海洋大學海洋環境與生態研究所 周文臣、陳宗岳、國立高雄科技大學海洋環境工程系 陳建志 團隊研究成果

引言:
藍碳生態系(Blue Carbon Ecosystems, BCEs)一直被視為氣候調適與減碳的重要自然解方,傳統研究主要關注其生物量累積與沉積物中顆粒有機碳的長期埋藏。然而,近年的研究顯示,海草、紅樹林與鹽沼等沿岸生態系統中,還存在另一種過去被忽略的碳匯途徑–「隱形藍碳(Invisible Blue Carbon)」。在國科會中程綱要計畫「西北太平洋海洋藍碳整合研究」支持下,濱海藍碳研究團隊率先揭示溶解性無機碳(DIC)與總鹼度(TA)在BCEs碳循環中的關鍵角色,並闡明其在大氣二氧化碳移除與海洋酸化緩解中的長期貢獻,開啟藍碳研究的新路徑。
 
  •  研究亮點一、從「可見」到「隱形」:藍碳碳匯的新視角
「隱形藍碳」涵蓋了由碳酸鹽礦物溶解與硫酸鹽還原等作用產生的TA與由微生物碳泵(Microbial Carbon Pump, MCP)轉化的難分解DOC(Dissolved Organic Carbon)。這些「看不見」的碳轉化路徑,使濱海藍碳生態系在不增加有機碳埋藏的情況下,仍能有效促進二氧化碳轉化並長期儲存於海洋中。研究指出,若末將這些溶解態碳匯納入全球藍碳估算,沿岸生態系的減碳潛力可能被低估超過一倍(Chen et al., 2024)。

圖一、隱形藍碳之概念示意圖,展示由有機物分解、碳酸鹽礦物溶解與難分解DOC所構成的「看不見的碳匯」途徑。(取自參考文獻一)

 
  •  研究亮點二、東沙海草床:海洋鹼度生成熱點
研究團隊發現,位於南海東沙環礁內潟湖、富含有機質與碳酸鹽礦物的海草床,其底棲TA通量高達 70–75 mmol m⁻² d⁻¹,比台灣南端墾丁海口貧有機質與碳酸鹽礦物的海草床高出近兩個數量級,顯示這類海草床是全球重要的海洋鹼度生成熱點。這種由有機質再礦化與碳酸鹽礦物溶解所驅動的TA生成,不僅能提升上覆海水pH並降低pCO₂,也能放大海草床對大氣CO₂的吸收能力,展現出藍碳增匯的新機制(Chou et al., 2025)。

圖二、東沙環礁內潟湖與墾丁海口海草床採樣位置圖(左),海洋鹼度生成熱點形成機制示意圖(右)。(取自參考文獻二)
 
  •  研究亮點三、異地培養系統:測量復育海草床碳匯量的新方法
研究團隊研發異地培養系統(ex situ incubation),測量澎湖復育海草床及鄰近無海草區的代謝作用。結果顯示,復育海草床的淨生態系統代謝率(NEM)高達208 mmol O₂ m⁻² d⁻¹,為無海草區的10倍,並呈現顯著正相關的TA通量–NEM關係。此結果證實復育海草床同時增強生態系統中有機碳的淨生產力與鈣化速率,且二氧化碳吸收量遠高於鈣化所造成的釋放量,提供復育海草增加碳匯效益的有力證據與碳權量化的新方法(Natividad et al., 2025)。


圖三、異地培養系統(左)和復育海草床與無海草區的淨生態系統代謝率(NEM)與鈣化速率(NEC)的比較(右)。(取自參考文獻三)


展望與政策意涵
「隱形藍碳」概念不僅拓展了藍碳的科學基礎,也為海草復育與藍碳碳匯效益盤查提供新的量測維度。透過結合鹼度生成、DOC循環與有機碳代謝的整合監測,臺灣團隊正引領國際社群重新定義沿岸藍碳碳匯的全貌。未來,如何在國家藍碳清冊與淨零政策中納入這些「看不見」的碳流,將是邁向海洋氣候解方的新契機。

參考文獻:
  1. Chen, T.-Y., Chen, J.-J., & Chou, W.-C.* (2024). Rethinking blue carbon: Unlocking invisible carbon sinks. Environmental Research Letters, 19(101001).
  2. Chou, W.‐C.*, Fan, L.‐F., Natividad, M. B., Chen, J.‐J., Tang, Z.‐W., Chen, H.‐F., et al. (2025). Contrasting CO2 dynamics in seagrass meadows between organic carbon (OC)‐rich reef and OC‐poor terrestrial sediments: Implications for enhanced alkalinity production. Geophysical Research Letters, 52, e2024GL112373.
  3. Natividad, M. B., Chen, J.-J., Chou, H.-Y., Fan, L.-F., Shen, Y.-L., & Chou, W.-C.* (2025). Estimation of metabolic dynamics of restored seagrass meadows in a Southeast Asia islet: Insights from ex situ benthic incubation. Biogeosciences, 22(9), 5157–5171. https://doi.org/10.5194/bg-22-5157-2025