沿海基于自然的气候解决方案

沿海自然气候解决方案： 近岸蓝碳生态系统中二氧化碳去除和避免排放的科学知识周边路径评估 自然气候解决方案环境保护基金 1近岸蓝碳生态系统 UNSPLASH|GEOFFTRODD 沿海自然气候解决方案： 近岸蓝碳生态系统中二氧化碳去除和避免排放的科学知识周边路径评估 作者JamesCollins 罗伯特·博伊尼什·克里斯汀·克莱斯纳道格拉斯·雷德·罗德·富吉塔·莫妮卡·莫里奇 环境保护基金 Acknowledgments 作者感谢StevenSaul，MonicaMoritsch，DoriaGordon，KevinKroeger，ScottDoney，PeterRaymond，EricLee和 JudithRosentreter进行讨论和批判性评论。该报告通过贝索斯地球基金会向EDF提供的礼物得到了支持。 如何引用本报告 Collis,J.R.，Boeish，R.E.，Kleiser，K.M.，雷德，D.N.,Fjita,R.M.，和MoritschM.M.2022年。沿海自然气候解决方案：评估近岸蓝碳生态系统中二氧化碳去除和避免排放途径的科学知识。环境保护基金，纽约，纽约。www.EDF.org/sites/defalt/files/2022-10/沿海%20Natral%20Climate%20Soltios。PDF。 2022年10月28日 目录 执行摘要5 另一个需要：要考虑的新框架系统间连接8 简介：沿海生态系统中的自然气候解决方案9 NCS作为二氧化碳去除（CDR）方法的子集9 生态系统12 红树林13 潮汐沼泽17 海草20 珊瑚礁与蓝碳22 珊瑚礁作为综合海景的组成部分：内部的新视角蓝碳话语22 关于本报告 这是环境保护基金会（EDF）海洋科学团队为期两年的 EDF自然气候解决方案（NCS）项目的一部分。在贝索斯地球基金的财政支持下，EDF寻求围绕科学准备、市场适用性、社会经济层面以及在地球系统的四个主要部分——热带森林、温带森林、工作(农业)土地和海洋——大规模吸收NCS的途径达成共识。EDF工作的最终目标是确定可扩展的干预措施，这些干预措施可以保留或放大NCS途径 ，并准备实施-i。Procedres.，可能通过NCS途径导致持久碳封存的干预措施，可能会产生共同效益，并且对不利的社会，经济或生态不利影响的风险较低。我们还确定需要进一步的科学和政策研究才能产生符合这些标准的NCS 。 特别是在海洋系统中，EDF正在研究三套潜在的NCS干预措施： •公海的干预措施，包括通过重建大型海洋哺乳动物和上中上层鱼类的生物量来固碳，以及通过限制或限制中上层海洋和/或底栖拖网捕捞新捕鱼来避免排放的潜力， •各种干预措施，以保护，恢复和提高大型藻类（海藻）系统（天然床和农场）的生产力，以避免温室气体排放和封存更多的碳（C）和 •保护，恢复和管理植被的沿海蓝碳生态系统，如红树林，沼泽和海草，以避免温室气体排放和增加碳固存 。 本报告试图描述围绕第三套途径的科学状况，包括关键的 不确定性，这些途径基于恢复和保护沿海蓝碳生态系统。EDF编写了关于公海和大型藻类路径周围科学状况的伴随报告。这些海洋系统报告共同为一系列复杂系统制图讲习班提供了投入，在这些讲习班中，EDF聘请了60多名外部专家来批判性地评估我们的初步发现；确定与各种途径相关的共同利益，风险，权衡和公平问题；并确定任何有希望的其他途径。 用于碳封存或避免排放。因此，本报告只是讨论和探索沿海蓝碳途径的科学和社会经济层面的起点，并不一定反映EDF近岸蓝碳研讨会参与者的共识。EDF正在单独调查与森林和农业系统相关的途径的市场准备情况。 NCS旨在通过保护，管理和恢复来避免温室气体（GHG ）排放或从地球大气中隔离碳 或增强生态系统。现在，除了世界上的沙漠之外，几乎所有主要的陆地或沿海生物群落都有基于NCS的碳信用额度的正式标准。然而，这些生物群落的科学和市场准备程度存在很大差异，以支持高质量的，基于NCS的碳信用额和二氧化碳去除（CDR）或负排放技术的可靠途径。在。在这份报告中，我们回顾了一些关键的科学不确定性和进一步研究的领域，围绕植被和沿海植被的保护和恢复 蓝碳生态系统-红树林，潮汐沼泽和海草-作为NCS途径从大气中捕获和隔离碳或避免新的排放。 一般评估 我们发现，无论碳固存如何，保护包括珊瑚礁和天然大型藻类床在内的所有沿海生态系统都有许多迫切需要。恢复几乎所有这些生态系统类型也将产生许多好处，除了海草恢复之外，海草恢复有时被证明是无效的。因为Thesesystemsstoresomecarbon,itwillbeimportanttoaddressthefactorscontributingtotheirlossanddegradation,asthiscontinuestoresultinthelossofcarbontotheatmosphere.Inaddition,thesesystemsgenerateavaluableco -benefits,includingsupportforreactivity 作为本分析的一部分，我们评估了这些途径的当前适用性，以作为开发高质量碳信用额的基础1and,whereappropriate,identifiedspecificbarriberstocreditdevelopmentsuchaschallengesinmonitoring,reportingandverification(MRV)ordeficiencesinpermanenceordurability.Inaddition,weexploretheadditionalbluecarbonpotentialthatcanexistinthec 生态系统类型和珊瑚礁。这篇综述没有涉及来自养殖或天然大型藻类系统（海藻）的CDR的潜力，即使天然海藻栖息地也是沿海的，因为这些系统在伴随报告中有所涵盖。 和渔业增强。在许多情况下，我们发现将碳固存作为主要目标，特别是在收益可能很小或高度不确定的情况下 ，可能会削弱为保护和恢复这些生态系统而产生兴奋和支持的努力。在这些 在这种情况下，我们建议将碳封存框架转变为共同利益，而将重点作为增强这些系统提供的其他有据可查的利益的主要目标。 通过下面讨论的几个警告，我们发现保护现有的红树林生态系统是最接近完全准备成为高质量碳信用来源的沿海NCS途径，由于 执行摘要 UNSPLASH|BenjaminJONES 1EDF，世界自然基金会和Oeko-Institut的合资企业《碳信用质量倡议》发布的2020年报告中描述了一套评估碳信用质量的通用标准；可在 edf.org/sites/default/files/documents/what_makes_a_high_quality_carbon_credit.pdf上获得。 围绕这些系统的功能和范围的相对先进的科学认识水平。我们注意到，面对气候引起的变化，这些红树林的长期持续存在仍然是一个令人关切的主题，这些系统的温室气体排放平衡很可能取决于更复杂的管理方法。接下来是恢复红树林，然后是保存，然后恢复潮汐沼泽。我们发现，由于围绕这些生态系统的整体营养状态存在持续的不确定性 ，海草生态系统的保护和恢复是最不容易发展的途径（ i.Procedres.，是否。 总体不确定性 尽管存在上述相对层次结构，但我们确定了所有这些生态系统共有的四个非平凡的不确定性来源，这些来源削弱了它们作为高质量碳信用额来源的集体准备： 首先，来自所有三种植被沿海生态系统类型的越来越多的科学证据表明，各个生态系统之间存在很大的异质性 ，无论是作为碳源还是碳汇；碳储存的大小，类型和来源；温室气体的通量；碳的进出口；和总体固存潜力。 所有温室气体的相关水库(库存)和通量(流量)的生态系统尺度测量将是必要的，以建立支持高质量碳信用所需的准确性和精确度的预算。例如，基于主动遥感技术的异速生长模型现在可以以惊人的精度估算红树林的地上生物量，但控制温室气体在底层土壤中的通量的因素变化很大，其中许多因素无法从太空或飞机上识别出来，因此使用一刀切的模型无法准确预测封存率。一个完整的赞赏。 在考虑对公平和环境正义的影响时，考虑这些生态系统碳循环功能的异质性尤为重要，因为这些系统的生态和碳丰富度在世界范围内分布不均。 Second,wefoundevidencethatfluxesofGHGsotherthanCO2,includingmethane(CH4)andN2O,havenotbeenadequatelyconsideredintheconstructionofGHGbudgesforhangrrovesandtimalmore.Multiplerecentstudsthatthesefluxesmay 它们是温室气体的净汇或来源，相对于大气)和证据表明 海草生态系统有时是不成功的。 我们没有明确评估珊瑚礁作为发展高质量碳信用的基础 ，因为钙化——珊瑚礁结构中碳酸盐的形成——是大气中二氧化碳的净来源。2然而，我们发现可能存在一些途径，所有这些途径都需要进一步的研究，通过这些途径，珊瑚礁可以间接地促进邻近和/或更广泛的海洋和沿海生态系统的隔离。 单独的CO2通量。决定这些CH4和N2O通量强度的因素是特定地点的，包括扰动历史，异源碳输入的数量和质量，包括来自陆地污染源的碳输入和淹没状态。 第三，考虑到气候变化和未来土地利用模式的预期协同影响，有充分的理由质疑这些生态系统中碳储存的持久性。由于缺乏合适的预测模型，对这些生态系统中固存潜力的估计——即使是作为成本效益估计提出的估计 ——通常都忽略了对相互作用的解释。 气候影响，例如海平面上升以及热带风暴的频率和严重程度的预计增加，降雨模式和相关盐度制度的改变以及土地利用模式的预计变化，包括未能解释“沿海挤压”现象（i 。Procedres.，由于海平面上升，未能适应红树林和潮汐沼泽的高地迁移)。 第四，有理由相信，最近对与恢复所有三种类型的植被系统相关的封存潜力的评估，例如Griscomet中包含的那些 al.(2017)andRoeetal.(2021),mayrepresentsignificantlyoverestimate.Becauseabouthalfoftheworld’scoastalwetlandshavebeenconvertedtoagriculturalusePendletonetal.(2012)andReiseetal.(2021)conclateinarecentofn因为恢复这种系统可能会损害粮食安全或导致排放泄漏 。 2碳酸盐形成的化学性质在所包括的关于碳循环的引物(第12页)中更详细地讨论。 其他不确定因素 我们还记录了围绕各种生态系统类型的几个其他不确定性来源。这些包括： •鉴于海平面上升需要梯度迁移，潮汐沼泽，特别是海草的全球范围及其未来范围的前景缺乏确定性， •对海草，潮汐沼泽和红树林从陆地来源或邻近的蓝碳生态系统（例如珊瑚礁）获得的异源碳补贴的数量和命运的不完全了解， 研究和发展优先事项 在这些不确定性之后，我们确定了一些重要的研发需求 ，这些需求可以促进这些NCS途径的准备工作，以支持高质量的碳信用额，并证明其他投资可以保护或加速它们 。 这些需求包括（对于多种生态系统类型）： •改善我们对潮汐沼泽的全球范围的基本理解，特别是在高纬度地区和海草。 2 •在红树林和潮汐沼泽中：温室气体排放总量的多个，详细，时间序列的实地研究（包括对CO2，CH通量 •未能考虑气候变化或潜在生态级联对碳储存持久性的协同影响，特别是在潮汐沼泽中，以及 •在海草中，对海气交换速率的明显异质性以及碳酸盐产生和溶解之间的平衡的理解不完全，其净效应似乎使某些海草生态系统相对于大气成为二氧化碳的净来源，而另一些则是来源。 预测土壤动力学无法单独解决的不同红树林