在《自然》雜誌上發表的一項新研究中，來自新布倫瑞克大學、東京大學、湖首大學與亞伯達大學等研究機構的研究人員分析了加拿大國家森林清單（National Forest Inventory, NFI）中數百個地塊資料。其目標是釐清樹木多樣性與天然林中土壤碳與氮儲存變化之間的關係。專家發現，保護森林的多樣性可能會增加碳與氮這兩種物質在土壤中的儲存量，有助於維持土壤肥力並減緩氣候變遷。 　　森林土壤在光合作用過程中封存大氣中的二氧化碳發揮著重要作用，儲存的碳至少是一般植物的三倍。同時，氮是推動森林碳同化（carbon assimilation）與植物生長的必要營養元素。 　　儘管過去關於生物多樣性實驗已經得知更高的樹木多樣性會導致森林土壤中儲存更多的碳與氮，但這是第一個為天然林提供類似結果的實證研究。在這項研究中，研究人員分析了361個地塊的有機土壤層樣本和245個地塊的礦質土壤層樣本，涵蓋了加拿大絕大部分的陸地，陸地上生長著各種冷杉、楓樹、松樹、雲杉、鐵杉、雪松與其他樹種。 　　為了計算土壤碳與氮儲存的變化，研究人員比較了2000-2006年間與2008-2017年間2次NFI樣地普查的資料。根據物種豐富度（樹種的數量）、物種均勻度與功能多樣性（包括葉片氮含量、樹高等特徵）測量樹木多樣性。 　　研究結果顯示，將物種均勻度從最小值增加到最大值，可以使有機土壤層的碳儲存量增加30%，氮儲存量增加42%，在將樹木功能多樣性最大化的同時，土壤礦物質的碳儲存量增加了32%，氮儲存量增加了50%。 　　物種的多樣性意味著不同類型的樹木以不同的方式獲取和儲存生物量—無論是在活的樹幹、根、樹枝和葉子中，還是在土壤上與土壤中新死與腐爛的植物碎屑中。 這也顯示，促進樹木多樣性不僅可以提高生產力，還可以幫助減緩氣候變遷與減少土壤退化，從而凸顯森林生物多樣性保護的重要性。【延伸閱讀】- 【增匯】生物多樣性高的森林更能長期穩定固碳

菌根菌(Mycorrhizal Fungi)為真菌的一種，會與植物根部相互交織，形成「菌根」的網狀結構，並與植物發展出共生關係，菌根菌幫助植物吸收水分及養分，植物則行光合作用將空氣中二氧化碳轉化為醣類，提供菌根菌做為能量來源。這些真菌存在地球超過4.5億年，並在地底下構築了巨大的菌根網絡，為土壤生態系統重要的生物之一。 　　由於現代農業及工業的發展加速破壞土壤生態系統，聯合國預估2050年全球將有90%的土壤退化，嚴重影響農業生產。英國謝菲爾德大學(University of Sheffield)的研究人員表示，多數研究關注在恢復和保護「地上的」森林及植被，以解決全球暖化及氣候變遷帶來的問題，而「地下的」菌根菌長時間埋藏在土壤裡，人們很難意識到它的存在，近年來越來越多證據顯示菌根菌參與碳循環，協助將碳儲存到土壤中，其吸納碳的能力不容小覷。因此，研究團隊針對數百種種有植物的土壤進行了綜合分析，研究結果顯示，地球每年約有131.2億噸由菌根菌移轉植物吸收的二氧化碳儲存至土壤中，相當於全球化石燃料排放量的36%，比中國每年的碳排量還多，因此菌根菌可說是最有效的碳捕獲工具，對於增加全球生物多樣性及土壤碳匯存在重要性。 　　目前對於菌根菌的了解甚少，研究團隊正在研究菌根菌如何增加土壤碳匯以及在其他養分循環的作用，透過田間實驗模擬未來氣候環境，增加對土壤真菌及其他微生物如何將碳轉移至地下的了解，以及氣候變遷對其的影響，並進一步確認真菌在土壤生態系統中扮演的角色。研究人員呼籲採取更多行動來進行土壤保育，並將菌根菌納入維護全球生物多樣性及淨零碳排策略中。【延伸閱讀】- 【增匯】城市樹木和土壤的碳匯比我們想像的多

覆蓋作物(cover crop)是在主要作物休耕期間種植的植物，主要功能是防止土壤沖蝕和改善土質。覆蓋作物可吸收空氣中的二氧化碳，並將其轉換後儲存至土壤中，增加土壤碳含量而提升土壤健康狀況，透過覆蓋作物可最大程度減少發展中國家面臨之土壤退化、氣候變遷危機以及糧食安全問題，提高農業的永續性。 　　美國南達科他州立大學的研究人員針對61 篇關於覆蓋作物的研究進行綜合分析，結果顯示，與無覆蓋作物的玉米田相較，種植覆蓋作物的玉米田其土壤有機碳(Soil Organic Carbon, SOC)含量高出了7.3%，玉米產量則增加了23%。若將美國境內玉米田皆種植覆蓋作物，並以每公頃0.8毫克固碳率計算，每年可增加2,912萬毫克的土壤有機碳，等同將1.07億噸二氧化碳封存在土壤中，這相當於2.48億桶石油或2,380萬輛汽車一年的溫室氣體排放量。 　　另一方面，研究人員透過田間試驗發現，黑麥覆蓋作物從生長至死亡分解之N2O(溫室氣體之一)排放量總和，與無覆蓋作物相比並無明顯差異。結果顯示種植覆蓋作物對溫室氣體排放量並無影響，卻可透過調整土壤微生物、土壤濕度及土壤有機碳含量來改善土質、維持土壤健康，進而增加下一季之農作物產量。從長遠來看，覆蓋作物對土壤有機碳的改善將帶來更好的土壤功能和生產力，因此可以做為碳封存及強化作物生產永續性的策略之一。【延伸閱讀】- 覆蓋作物的殘留物質影響雜草的控制

什麼是生物炭？ 　　當生物質（如樹枝、農作物殘渣）在低氧或無氧的情況下加熱到200-400°C時，就會產生生物炭，這一過程稱為熱裂解。將碳以穩定的固體形式儲存起來可以防止其分解。它可以在土壤中封存數百或數千年。 　　當農民只是將作物殘渣留在田地上分解時，只有約10%至20%的殘渣碳被回收到土壤中。若過將其轉化為生物炭並施用於田地，約50%的碳以穩定形式儲存。這個過程可以減少有機廢物燃燒或分解產生的溫室氣體排放。 　　生物炭還可以透過植物吸收從大氣中直接移除溫室氣體。此外，它還可以用作土壤添加劑，改善排水、通氣、植物健康、作物產量以及水分和養分保持能力。 生物炭在減少農業排放上的效果？ 　　氧化亞氮、甲烷與二氧化碳是導致全球暖化的溫室氣體。研究發現，透過從源頭減少排放量，同時增加碳匯，農民可以實現淨零碳排或負碳排。生物炭的應用有多種好處。首先，它能夠降低農業中的氧化亞氮與甲烷的排放量，研究顯示，使用生物炭可將氧化亞氮的排放量降低約18%，將甲烷的排放量降低約3%。 　　其次，生物炭可以改善土壤的品質，促進排水和通氣，增強植物健康，提高作物產量，並增加水分和營養的保持能力。此外，生物炭還能夠從大氣中直接吸收溫室氣體，進一步減少碳排放。 　　雖然生物炭本身並不能有效減少二氧化碳的排放量，但當與商業氮肥或有機材料（如糞肥或堆肥）結合使用時，它可以起到幫助作用。另外，研究指出，生物炭還具有減少土壤溫室氣體排放的潛力，但需要進行長期研究來驗證。 生物炭應用所面臨的障礙？ 　　生物炭的應用仍然面臨一些障礙。目前，生物炭的成本相對較高，每公噸的價格從930到3,065歐元不等。 　　而且由於缺乏大規模長期研究的證據，其益處和穩定性尚未得到充分確認。因此，生物炭尚未被廣泛認可作為碳抵換的方法。然而，研究人員主張應該重新評估生物炭作為應對氣候變化的工具，並希望進一步推動其在農業和林業領域的商業應用和普及。【延伸閱讀】- 【減量】淨零碳排!日本栃木縣研究稻穀生物炭技術

美國明尼蘇達大學雙城分校(University of Minnesota Twin Cities)宣布將在五年內從美國國家科學基金會 (NSF) 和美國農業部 (USDA) 的國家糧食與農業研究所 (NIFA) 獲得 2000 萬美元的資助，用於帶領一個新的國家人工智慧(AI)研究所「AI氣候與土地相互作用、減緩、適應、平衡和經濟研究所」 (AI-CLIMATE)，研究人員將利用人工智慧創造更多氣候智慧型措施，可吸收和儲存碳並同時促進農業和林業經濟。這個新研究所是由NSF和NIFA資助的七個新AI研究所之一，屬於一項近50億美元的聯邦計畫的一部分，該計畫旨在加強全國的人工智慧協作研究。 　　AI-CLIMATE的資源包含了明尼蘇達大學雙城科學與工程學院、明尼蘇達機器人研究所、數據科學研究所、食品、農業和自然資源科學學院、和主管研究的相關單位。另將匯集來自全國各地的科學家和工程師，包含來自康乃爾大學、科羅拉多州立大學、德拉瓦州立大學、普渡大學和北卡羅來那州立大學的人工智慧和氣候智慧型農業和林業專家。此外，研究人員還將與美國印第安高等教育聯盟 (AIHEC) 及其代表的部落民族合作。 　　美國的目標是到2050年實現淨零碳排，而最有希望實現的方法之一就是利用林業和農業等自然系統作為碳匯，而農民和森林擁有者可透過碳市場或系統獲得獎勵。在該系統中，財產所有者可以向欲抵消其碳排放的公司出售碳信用，也就是他們的農場或森林隔離的二氧化碳量。然而，以目前的技術要準確測量固存的碳量既困難又昂貴。 AI-CLIMATE的研究人員將使用深度學習和知識引導的機器學習等新的 AI 技術，可提高量測準確性並降低農場和森林中碳和溫室氣體計算的成本，並使更多人更容易獲得。【延伸閱讀】- 【增匯】森林碳匯 淨零目標的關鍵

農業經營海洋藍碳應用前景與展望：台灣契機 陳亮妘1、蔡宗佑1、廖竟歆1、鄭鈺筠1、洪慶章2、李澤民1 1國立中山大學海洋生物科技暨資源學系 2國立中山大學海洋科學系 　　二氧化碳 (CO2)、甲烷 (CH4) 和一氧化二氮 (N2O) 是人類活動排放的三種溫室氣體，大幅改變了大氣中的碳濃度，加劇溫室效應，使得太陽溫度進入地球表面後難以排出，造成地表溫度上升，也就是您我常聽見的「全球暖化被認為是導致氣候變遷的主要因素，排放量大的二氧化碳為造成氣候變遷主要因子 (UNFCCC, 2008)。從200多年前工業革命至今，人類過度使用石化燃料與不停地砍伐森林，使溫室氣體不斷在大氣層中累積，導致全球暖化、海平面上升與極端氣候頻繁出現，並同時造成海水酸度增加 (IPCC 2007)。聯合國政府間氣候變化專門委員會 (IPCC) 於2018所發佈的《全球升溫1.5°C特別報告》(Special Report on Global Warming of 1.5°C，SR15; IPCC, 2018) 明確指出，若要達到「巴黎協定」所設定對比工業時代之全球升溫幅度要控制在1.5℃內的目標，全球溫室氣體排放要在2050年達到“淨零排放”，也就是俗稱的碳中和。在全球系統中，海洋碳庫 (~38,000 Gt-C) 是地球上最大的三大活躍碳儲庫之一，分別是陸地碳庫 (1,900 Gt-C) 的20倍及大氣碳庫 (750 Gt-C)的50倍。因此，海洋是發展負排放科技極具潛力的場域，且被視為達成“淨零排放”最符合成本效益的可能途經之一 (National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, 2019)。 　　海洋吸收了大約25~30%人為活動所排放的二氧化碳，估算1980年代由人為活動每年釋放約7.1 Gt (1 Gt =109 ton) 的碳，存留在大氣中為3.2 Gt，另有2.0 Gt被海洋吸收，北半球約固定0.5 Gt為有機碳。約四分之一的化石燃料排放二氧化碳被海洋吸收，這些被海洋吸收的二氧化碳 (Dissolved inorganic carbon) 會形成碳酸，造成海水的酸度逐漸增加，這就是眾所皆知的海洋酸化。從工業革命至今，全球海洋表水的pH值已下降了0.1，雖然目前海水的酸鹼值還是遠大於7.0以上，但很多的小尺度或實驗室的實驗大多顯示，一些含鈣的海洋微細藻及甲殼類在低pH值的環境中，存活率、生長率及其營養成份也會受到不同程度的影響，衝擊生態系、漁業和水產養殖業。 　　二氧化碳增加大部分是化石燃料燃燒所致，排放量從 1960 年代的每年 109 Mt-CO2增加到 2022 年的每年約 366 Mt-CO2，大氣二氧化碳濃度現在比工業化前水平高出 50%。在 2013 年之前，從未有過連續三年二氧化碳年增加量超過2 ppm記錄。2022 年是二氧化碳濃度連續 11 年增加超過 2 ppm (圖一)。現今大氣二氧化碳濃度與430 萬年前的上新世 (Pliocene epoch) 相當，當時海平面比今天高約 75 英尺，平均溫度比工業化前高出華氏 7度，現在是苔原的北極地區在當時為大片森林所占據。根據美國國家海洋暨大氣局 (NOAA) 觀測，2022 年大氣二氧化碳濃度增加率為歷史最高，全球地表二氧化碳濃度上升了2.13 ppm，達到 417.06 ppm，而且是65 年監測以來增加最高速度。釋放的二氧化碳量預計將增加到 2030 年403 Mt-CO2，2050 年達到 500 Gt--CO2，地球溫度將增加到 2oC (Fawzy et al., 2020)。 圖一、美國國家海洋和大氣局 (NOAA) /地球系統研究實驗室 (The Global Monitoring Division of NOAA/Earth System Research Laboratory) 紀錄全球每月平均二氧化碳濃度變化趨勢圖 (圖片來源：NOAA 全球監測實驗室 https://www.noaa.gov/news-release/greenhouse-gases-continued-to-increase-rapidly-in-2022)。 　　光合作用利用太陽能轉化二氧化碳為有機碳之生物質，環境適合下可以儲存於陸地土壤與濱海海岸底質，及海洋陸棚斜坡及深海底泥，生命週期可達千年，這些封存的碳住要存在於森林、濱海植被、海洋藻類、土壤，分別稱為綠碳、藍碳、及黃碳等自然碳匯 (Carbon sink)。地球最大碳匯的海洋被視為實現碳中和及持續發展支持人類活動之重要場域。 　　藍碳 (Blue Carbon，BC) 由海洋生物捕獲大氣二氧化碳並被封存在海洋環境 (Nellemann and Corcoran, 2009)，包含沿岸藍碳生態系 (Coastal Blue Carbon Ecosystems，BCEs) 及開放海洋藍碳生態系 (Open Ocean Blue Carbon Ecosystems)。沿岸藍碳生態系包含鹽沼 (Salt marsh)、紅樹林 (Mangrove) 和海草床 (Seagrass meadows) 構成濱海碳循環熱點，是地球生物圈最大碳匯之一 (Nellemann et al., 2009; Duarte et al., 2013) (圖二)。 圖二、沿岸藍碳生態系碳捕獲及碳封存過程暨全球藍碳潛在區域及儲碳量 (圖片來源: 美國國家海洋和大氣局 (NOAA https://www.climate.gov/media/14819; https://www.climate.gov/media/14818)。 　　自然界碳儲量積累奠基於二氧化碳吸收固定速率大於含碳有機質 (碎屑和沈積物) 分解和侵蝕速率，具有這種碳封存的生態系或熱點通常三大特點：一、高效率二氧化碳轉化為植物生物質的生產力，二、地上部生物質受水流及潮汐影響而增強沉降及地下部生物質侵蝕減少，加上來自外部來源 (異地) 有機質，聚集在缺氧土壤而有效堆積有機質 (Kennedy et al., 2010; Saintilan et al., 2013)，三、藍碳生態系土壤含氧量低導致分解速率降低，有助於積累和保存海洋有機碳 (Organic Carbon，Corg) (Nellemann et al., 2009; Mcleod et al., 2011; Duarte et al., 2013)。沿岸植被生態系具有封存大量碳能力，被封存的碳可達數百年、甚至千年以上生命週期尺度引起科學家和政策制定者的興趣 (Nellemann et al., 2009; Fourqurean et al., 2012; Duarte et al., 2013)，這些沿岸藍碳生態系分布全球 (圖二)，為對抗氣候變遷之二氧化碳溫室氣體提供一個重要的友善環境自然碳匯方案。 臺灣本島和離島周圍的「藍碳」及減碳效益 　　沿岸藍碳生態系是潮汐鹽沼、海草床和紅樹林，藍碳植被生產力高，死亡的枯枝落葉及根系之植物有機碳埋藏於這些棲地厭氧土壤，減緩有機碳分解，造成巨大碳存量累積於土壤。以深度1公尺土壤之有機碳含量分析，全球沿岸藍碳碳存量能力以紅樹林每公頃386 Mg C，次為潮汐鹽沼每公頃255 Mg C，海草床則約為每公頃108 Mg C。 　　臺灣本島和離島周圍有潮汐鹽沼、海草床和紅樹林「藍碳」，根據中興大學林幸助教授調查臺灣三種藍碳生態系總碳匯能力為每年 95,094.48 Mg C，碳儲存量為 341,344.44 Mg C，海草床所占面積最大，達5456.33公頃，集中於東沙，紅樹林棲地約有680.66 公頃，集中在台灣本島西海岸，具有藍碳功能之潮汐鹽沼佔約188.33公頃，每公頃碳匯蓄積量依次為海草床、紅樹林、及潮汐鹽沼 (圖三)。由於紅樹林棲地底質可深達數公尺，歷史以來累積之碳儲量最高，達181,559.59 Mg C，大於占地最大之海草床的143,784.10 Mg C，潮汐鹽沼累積之碳儲量最低，僅為1600.25 Mg C (圖三)。 圖三、臺灣潮汐鹽沼、海草床和紅樹林藍碳生態系面積、每年碳匯能力、及碳儲量 (資料取自中華民國111年12月國立中興大學林幸助執行海洋委員會海洋保育署委託「臺灣沿海重要碳匯生態系統調查與評估計畫」成果報告)。 一. 潮汐鹽沼 　　全球鹽沼主要分布於溫帶至鄰近極地附近，台灣亦有鹽沼生態系，根據林幸助教授資料指出以「能在潮汐影響區域形成一定族群，提供碳匯能力」為定義所調查之臺灣潮汐鹽沼物種數臺灣潮汐鹽沼的物種以單子葉草本植物的雲林莞草 (Bolboschoenus planiculmis)、蘆葦 (Phragmites australis)、鹽地鼠尾粟 (Sporobolus virginicus) 與外來種的互花米草 (Spartina alterniflora) 為優勢鹽沼物種，儲碳量最高 (圖四)。 圖四、臺灣潮汐鹽沼藍碳生態系物種總數、每年碳匯能力、及碳儲量 (繪圖資料取自中華民國111年12月國立中興大學林幸助執行海洋委員會海洋保育署委託「臺灣沿海重要碳匯生態系統調查與評估計畫」成果報告)。 二. 海草床 　　海草是一種沉水性維管束植物，主要棲地是淺海砂質及泥質沿岸，根據海草抵抗干擾或隨後之恢復能力，通常將海草可分為三種類型：持久性 (Persistent type)、機會性 (Opportunistic type) 或定殖性 (Colonizing type) (Kilminster et al, 2015)。臺灣三大沿岸藍碳生態系面積最大為海草床，主要是東沙島及東沙環礁，臺灣本島西岸、南端恆春半島及離島僅佔不到1%面積，根據中興大學林幸助教授及相關研究團隊資料，臺灣海草物種數有12種，佔全球海草物種數目的1/6，碳匯能力及儲碳量高 (圖五)。 圖五、臺灣海草床藍碳生態系物種總數、每年碳匯能力、及碳儲量 (資料取自中華民國111年12月國立中興大學林幸助執行海洋委員會海洋保育署委託「臺灣沿海重要碳匯生態系統調查與評估計畫」成果報告)。 三. 紅樹林 　　紅樹林為耐鹽木本胎生植物，中興大學林幸助教授調查指出臺灣紅樹林棲地點分布在本島由淡水河口至屏東東港沿岸及離島，面積約681 公頃，臺中大安以北之憂是紅樹林為水筆仔 (Kandelia obovata)，南方主要為海茄苳 (Avicennia marina) (林幸助教授資料) (圖六)。 圖六、臺灣紅樹林藍碳生態系物種總數、每年碳匯能力、及碳儲量 (繪圖資料取自中華民國111年12月國立中興大學林幸助執行海洋委員會海洋保育署委託「臺灣沿海重要碳匯生態系統調查與評估計畫」成果報告)。 沿岸藍碳生態系統對減緩和適應氣候變遷的爭議 　　氣候變遷對碳積累的作用造成衝擊，國際社會及學界對於藍碳存在三個爭議問題，第一個是環境干擾可能造成沿岸藍碳生態系溫室氣體排放，土壤表層可能在環境干擾排放二氧化碳、甲烷及一氧化二氮等溫室氣體，但仍未被大規模驗證。第二個是大型海藻是否可以被認為是藍碳? 必須以海草床、紅樹林和潮汐鹽沼生態系碳封存之科學方法證明。第三個是沿岸藍碳生態系累積碳酸鹽是否受到干擾後反而成為潛在的二氧化碳排放來源。吸引不同領域科學家參與藍碳科學這一項多元化的跨領域議題，對於藍碳成為可以量化及減碳之實質貢獻，才能定論藍碳之地位與碳權之可行性。科研界及政策制定者對藍碳科學及其在減緩氣候變遷的應用的十個懸而未決的問題及疑問，可歸類為十個議題： 一. 氣候變遷及為為活動影響藍碳生態系及其恢復過程的碳積累？ 　　藍碳生態系被認為具有解決氣候變遷的潛力，但是氣候變遷卻已對藍碳生態系及其碳匯懺生負面影響，此一影響取決於其對氣候變遷的暴露程度，包括發生頻率和強度以及生態系統的敏感性和恢復力，目前氣候變遷速度和幅度加劇且不確定性提高，藍碳生態系碳固存率和碳匯穩定性變得不確定，例如海平面變化、海水升溫影響主要佔據潮間帶和淺水環境之藍碳生態系棲地分佈、生產力和土壤垂直增生率，深深受海平面強烈影響，可用於積累沉積物的空間受壓縮，儲存的有機物再礦化導致溫室氣體排放到大氣中 (表一)。氣候變遷引發強烈的颱風風暴、海洋熱浪、二氧化碳升高和淡水可用性的變化也都被認為是影響沿岸藍氮生態系分佈、生產力、群落組成和碳封存的重要因素 (表一)。 表一、氣候變遷對於藍碳生態系碳儲量及碳損失 (引用自Macreadie, P.I., Anton, A., Raven, J.A. et al. The future of Blue Carbon science. Nat Commun 10, 3998 (2019). https://doi.org/10.1038/s41467-019-11693-w)。 Ecosystem Sea level rise Extreme storms Higher temperatures Extra CO2 Altered precipitation Mangrove Landward expansion increases area and C stocks Losses of low intertidal forests and coastal squeeze could reduce C stocks Increasing accommodation space increases C sequestration Canopy damage, reduced recruitment and soil subsidence resulting in losses of C stocks Soil elevation gains due to sediment deposition increasing C stocks and, reducing effects of sea level rise Minimal impacts anticipated, although increased decomposition of soil C possible Poleward spread of mangrove forests at expense of tidal marshes increases C stocks Change in dominant species could influence C sequestration An increase in atmospheric CO2 benefits plant productivity of some species which could alter C stocks Canopy dieback due to drought Losses of C stocks due to remineralization and reduced productivity Increased rainfall may result in increased productivity and C sequestration Tidal Marsh Landward expansion increased area and C stocks Losses of low intertidal marsh and coastal squeeze could reduce C stocks Increasing accommodation space increases C sequestration Loss of marsh area and C stocks Enhanced sedimentation and soil elevation increasing C stocks and, reducing effects of sea level rise Increased temperatures may increase decomposition of soil organic matter, but offset by increased productivity of tidal marsh vegetation Poleward expansion of mangroves will replace tidal marsh and increase C storage Poleward expansion of bioturbators, may decrease soil C stocks An increase in atmospheric CO2 benefits plant productivity of some species which could alter C stocks Reduced above and belowground production due to drought reducing C sequestration Possible losses of C stocks due to remineralization Impact could be greater in areas that already have scarce or variable rainfall Seagrass Loss of deep water seagrass Landward migration in areas where seawater floods the land (into mangrove or tidal marsh ecosystem) Some extreme storms cause the erosion of seagrasses and loss of seagrass C stocks but some seagrass species are resistant to these major events Flood events associated with extreme rainfall may result in mortality, but could also increase sediment accretion and C sequestration Thermal die-offs leading to losses of C stocks Species turnover Colonization of new poleward regions Increased productivity An increase in dissolved inorganic C benefits plant productivity increasing C stocks Ocean acidification leads to loss of seagrass biodiversity, decreasing C stocks Most seagrasses are tolerant of acute low salinity events associated with high rainfall, but some are negatively affected and potential interactions with disease may lead to losses of C stocks Reduced rainfall increases light availability which increases productivity and C sequestration Seaweed Loss of deep water seaweeds Seaweeds are expected to colonise hard substrata that become flooded, increasing C stocks Reduces seaweed cover, but could lead to sequestration of C stocks as detritus sinks Major retraction in kelp forest C stores at non-polar range edges; Expected expansion at polar range edges. Increased biomass and productivity of kelp where water temperatures remain cool enough Little effect overall Regional effects on seaweed flora in areas with high land run off/rivers 1. Bold text indicate potential positive effects on BC stocks, italic text indicates negative effects with roman text indicating where effects could be positive or negative 　　氣候變遷影響因地理位置及地形有很大差異。因地理地形及緯度因素，海平面上升率和地面沉降率對於海平面上升比率、溫度變化率以及強風暴和降雨頻率的變化有差異，因此世界上相關地貌模型足以提供沿岸藍碳生態系對海平面上升的脆弱性以及恢復成功與否的初步評估，但沿岸藍碳生態系及開訪海洋藍碳生碳系暴露於氣候變遷和及對碳儲量的影響資料不完整或缺失，例如颱風或風暴波浪對於沿岸藍碳生態系持久性和恢復補充之影響評估並不多。與藍碳生態系相鄰其他生態系對氣候變化的反應可能會影響藍碳棲地及碳匯，例如珊瑚礁的退化可能會增加潟湖內的波浪高度，導致潟湖內海草或紅樹林的損失，隨著海浪的增加、海平面上升，或由於海洋酸化導致碳酸鹽沉積物減少，可能會降低沿岸藍碳生態系統的能力。 　　此外，沿岸藍碳生態系對氣候變遷的敏感性也可能受到沿海地區人類活動的影響，例如水質惡化可能會增加對海草的影響，而河流築壩造成的沉積物減少、水文變化和海堤的存在可能會對紅樹林和潮汐沼澤中的生物碳種族群產生負面影響。 二. 環境干擾 (Disturbances) 如何影響藍碳埋藏土壤或底質之命運？ 　　透過保護或增強氣候議題相關生態系之貢獻，環境干擾對生物碳生產和儲存的影響已成為一個備受關注的話題。藍碳研究人員開始進一步著手研究解決三個關鍵問題：(1) 擾動因子傳播至土壤剖面深度，(2) 以二氧化碳形式損失的受擾動的碳比例，以及 (3) 受影響土壤深度和其土壤有機碳轉化為二氧化碳之交互作用程度。估計全球沿岸藍碳生態系因干擾造成再礦化 (Re-minimization) 之二氧化碳排放量為 0.45 Pg CO2。一般而言，表層 1 m 土壤再礦化和 100%生物碳100 % 損失之管理措施之指導方針與做法很少，造成沒有適當理論框架及原則估算干擾強度影響植物生物質形成，如清理、過多營養、光照減少、毒性等，或者土壤結構，如侵蝕、挖掘、開墾等。加上干擾的持續時間是干擾對 藍碳再礦化影響的另一個重要預測因素，因為隨著時間的推移，更多的土壤藍碳會暴露在有氧環境而家具案氧化碳釋放。自然和人為干擾改變相互作用與詳細估算必須加以模式化其對有機碳分解過程之影響，例如潮汐鹽沼地下根和根莖的死亡改變了藍碳和相關微生物組合的化學成分，隨後增加分解而減少儲存碳達 90％。將深埋海草生態系的沉積物暴露在氧氣中會觸發古代 BC43微生物分解有機碳。 三. 大型海藻在全球藍碳碳匯的重要性是什麼？ 　　大型海藻具有很高的生產力，佔有全球沿岸植被生態系最大面積，然而只有在相對少數的情況下才被納入藍碳評估。與生長在沉積土壤的被子植物不同，大型藻類通常生長在沒有或只有有限碳埋藏潛力的堅硬或沙質基質上，然而最近分析估計大型海藻分離或死亡藻體及衍生顆粒有機碳經水流運輸到棲息地以外並沉積於海洋峽谷沉積物的全球碳埋藏量為每年高達 14 Tg C，與全球潮汐鹽沼全球碳埋藏量高，每年有153 Tg C 被埋藏在深海沉積物，這些估計說明大型海藻所支持的全球碳埋藏率可能高於海草、潮汐鹽沼和紅樹林的總和。由於這方面研究正在如火如荼展開，如果我們要將大型海藻系統納入藍碳評估，需要更多證據及廣泛以科學證據了解大型海藻碳的命運，並需要擴大到全球大型海藻面積及碳儲量進行更精確的估計。 四. BC 生態系統的全球範圍和時間分佈是怎樣的？ 　　由於全球藍碳分佈實測資料尚少，大空間和時間尺度上擴大藍碳估計和模型變化受到阻礙。全球空間範圍及其時間變化的模式和驅動因素因不同研究方法而有極大差異，土地利用變化、沿海改造和土地開墾及受氣候變遷而有劇烈變化，這些自然原因、沿海人為壓力和氣候變化的綜合影響對於藍碳估算及應用於碳權有極大不確定性，因此，準確估計藍碳生態系分布範圍是評估其對於碳循環貢獻的先決條件，定期修訂這些估計以追踪其範圍和變化需要繪圖、聲學（即側掃聲納和多波束生態探測器）和光學（即航空攝影和衛星圖像）遙感技術與地面實況相結合 （通過水肺潛水或視頻圖像）繪製和監測它們的範圍和隨時間的相對變化。臺灣更需要進行定期之多元化監測以證實藍碳之貢獻及模式建立。 五. 有機和無機碳循環如何影響淨二氧化碳通量？ 　　藍碳生態系有機和無機碳動力學與其可能通過空氣-水氣體交換成為大氣中 二氧化碳淨排放，對於碳酸鹽化學與有機和無機碳總量和通量 (如起源、歸宿、豐度、速率、相互作用) 和空氣-水二氧化碳通量的整體時空動力學的相關性仍有不確定的趨勢，需要詳細研究以描繪藍碳生態系之碳儲存量與變動因子。 六. 如何估算 BC 沉積物中的有機質來源？ 　　沿岸紅樹林、海草和潮汐鹽沼生態系佔據了陸地-海洋界面，並受到來自陸地和海洋來源的有機物質的匯聚輸入以及進出附近生態系統的轉移，量化有機質輸入以及區分有機碳的外來和本地來源仍然是一個挑戰，因此對於未來碳權計算存在重複可能已在相鄰生態系統中計算的碳封存收益的風險，所以需要有新方法量化不同初級生產者對海洋生態系統中沉積有機碳的貢獻，例如穩定同位素的 13C、15N 和 34S已被用於追踪和量化外地和本地有機碳來源及其對碳埋藏的相對貢獻，由於成本低，樣品製備和分析的方法相對簡單，該技術的有效性得到廣泛應用及成功預測。然而有機物質輸入的多樣性會導致有機碳的複雜混合物無法根據來源的同位素分離得到很好的解決，這是不同物種的同位素值可能相似或在同一物種內因微生境、季節、生長周期或組織類型而異，必須通過額外分析具有特定分類來源的單個化合物來改進大量穩定同位素的使用，如木質素、脂質、烷烴和氨基酸等生物標誌物已被證明可用於分離沿海沉積物中的多源輸入。下一世代指紋識別技術正在開發驗證，例如環境 DNA (eDNA) 已被用於描述海洋系統中的群落組成，量化沉積物植物來源的分類學比例的潛力極被全球科研界重視。 七. 哪些因素會影響藍碳埋葬率？ 　　藍碳生態系碳埋藏率比陸地生態系統高一個數量級。碳埋藏率是多種過程的產物，影響這些過程為碳產生量及其埋藏後保存、許多相互作用的生物、生物地球化學和物理因素，以及自然和人為干擾。關於生物因素，目前尚不清楚初級生產者的多樣性和特徵 (例如生化成分、生產力規模和生物量分配) 對於藍碳之詳細影響，動物，如食草動物，如何通過自上而下的過程影響有機碳的生產、積累或保存尚不確定，捕食者也參與海草、沼澤和紅樹林的生物量、持久性和恢復。此外，微生物分解群落的功能多樣性和活性，以及它們如何隨深度和時間變化，才在剛開始起步，將這些影響因子與藍碳埋藏率聯繫起來極為需要。非生物一訴方面，流體動力學會影響有機顆粒捕獲極有機碳沉降速率，例如增加紅樹林的密度會對波衰減產生積極影響，增強細粒物質的積累，從而促進有機碳積累，了解的複雜的植被冠層-水動力相互作用及土壤的厭氧特性 (對有機碳分解和再礦化具有重要調控作用) 是藍碳埋葬估計關鍵因子之一。 八. 藍碳生態系統與大氣之間的溫室氣體淨通量是多少？ 　　藍碳生態系通常是溫室氣體 (二氧化碳、甲烷及一氧化二氮）的重要來源，由於淨通量的不確定性，我們無法構建準確的全球藍碳收支，尤其缺乏關於群落代謝和 CH4 和 N2O 排放量。 九. 我們如何減少藍碳估值的不確定性？ 　　越來越多藍碳估值方面，如圖七之藍碳經濟價值差異。由於計算碳封存和儲存的持久性之不確定性，藍碳值也存在變化。碳估價方法範圍廣泛，包括 社會成本、邊際減排成本和市場價格，也增加了估值估計的不確定性和變化。 圖七、每公頃藍碳生態系統的經濟價值估算 (引用自馬里蘭大學環境科學中心 (ian.umces.edu/symbols/)) 十. 哪些管理措施最能維持和促進藍碳封存？ 　　過去研究改進空間尺度上碳動態估計，但是落實政策製定、管理行動實施和藍碳效益仍處於起步階段。可透過三種管理方法來增強藍碳生態系：保護、恢復和創造。通過立法保護和支持替代生計保護藍碳生態系的範圍和質量，具有避免歷史上封存的碳再礦化的雙重好處，同時也保護未來的封存能力。保護可能包括直接或間接的方法來維持或加強生物地球化學過程，例如沉澱和供水。恢復涉及一系列旨在改善藍碳生態系的生物物理和地球化學過程以及封存能力的活動，例如對砍伐和退化的紅樹林進行被動和/或主動再造林，將水產養殖池塘恢復為紅樹林生態系統的措施，以及恢復乾涸的沿海泥灘水文，許多國家 (例如美國和歐盟) 現已製定“無淨損失”政策並將其應用於濕地生態系統，可以有效創建藍碳生態系以取代那些因開發而失去的生態系統。 藍碳救藍碳契機 　　人為活動嚴重威脅全球沿岸藍碳生態系 (Duarte et al., 2013)，採取保護措施以恢復沿海植被生態系被視為藍碳減少二氧化碳的重要行動 (Wylie et al., 2016)。 　　以紅樹林為例，紅樹林是低緯度地區唯一佔據陸地和海洋邊緣的木本植物，也是海洋生態系統中最具生產力的植物之一，其淨初級生產力平均為每年每公頃11.1 Mg C，並且其樹葉、樹幹和根的生產力幾乎相等。除了紅樹林本身可以進行固碳作用外，附著在它身上的藻類以及上游或沿岸地區的物質沉降都可以幫助固碳，而這些貢獻主要取決於森林的位置以及潮汐強度。此外，紅樹林生態系統規模的碳儲量平均為每公頃956 Mg C，由於紅樹林生長在高鹽、低氧的環境，使它可以高效利用水分和最大化碳儲存在土壤中，這使得雖然紅樹林的生產力和碳分配與熱帶潮濕常綠林和珊瑚礁相當，但其碳儲量更多。儘管紅樹林僅佔全球沿海面積的 0.5%，但它們為沿海沉積物碳儲存貢獻了 10-15% (每年24 Tg C)，並向海洋輸出了 10-11% 的陸源顆粒碳 (Particulate terrestrial carbon)。 　　然而，發展紅樹林藍碳遇到許多困境，許多政府和非政府組織希望通過恢復紅樹林來幫助緩解氣候變化。然而，這種想法可能過於理想化了。首先，紅樹林生長的主要棲息地位於許多發展中國家，因此國家和地方治理、土地所有權和管理，以及環境正義等問題成為了面臨的主要挑戰。其次，全球紅樹林的擴展對於解決全球二氧化碳失衡問題來說意義不大，因為沿海地區面積有限，並且即使全球紅樹林面積擴增到目前的兩倍，固碳量則會增加每年24 Tg C，但和每年的二氧化碳排放量為30.6 Gt-C，又加上森林砍伐造成的潛在探損失估計達每年 90–970 Tg C，其碳固存量仍然微不足道。因此，紅樹林保護項目的短期和中期價值似乎更多地在於恢復紅樹林為熱帶沿海地區及其居民提供的許多其他有價值的生態系統服務。 結語 　　全球乃逐漸重視藍碳，非政府組織以及歐美大企業也都開始積極致力要創造藍碳權，尤其對於化石燃料排放量適中且海岸線廣闊的國家可以發揮極大作用，例如2014 年紅樹林減少了孟加拉國、哥倫比亞和尼日利亞等國家超過 1% 的全國化石燃料排放量。肯亞海洋與漁業中心與蘇格蘭慈善機構 Plan Vivo Foundation 曾攜手肯亞加濟 (Gazi) 臨海村莊的居民一起啟動紅樹林保育計畫，臺灣宜積極由政府及企業結合民間推動類似的保育計畫，達成保育成效，增加碳匯及友善環境。 　　海保署自108年度起陸續盤點我國沿海紅樹林分布地點與面積，目前僅臺灣本島西海岸、澎湖及金門有紅樹林分布，根據調查我國33處紅樹林面積共約680.7公頃，其中最大的紅樹林分布地位於淡水河口 (含挖子尾、竹圍、關渡、社子島及蘆洲)。在此列5個紅樹林保護區供參考：高雄旗津紅樹林保護區、屏東恆春紅毛港紅樹林保護區、桃園觀音海岸濕地、台南曾文水庫濕地、花蓮七星潭紅樹林。 　　然而台灣的自然保留區所實施的保育計畫不一定都能帶來正面效果，甚至可能導致當地生物多樣性逐漸單一化的趨勢，以關渡自然保留區為例。關渡自然保留區於民國75年主要是為了保護水鳥而劃定，但由於多年來淡水河抽砂以及超抽地下水使地層下陷，海水入侵而改變土壤鹽分，導致紅樹林面積逐漸擴大 (最終面積達到總保留區的66%)。由於紅樹林的快速擴張大幅影響原本的生態系 (如蘆葦以及水鳥)，最終關渡自然保留區於民國110年底被廢除。而台灣還有許多地方出現關於紅樹林復育所造成的生態問題，如澎湖青螺濕地、新竹香山濕地等。 　　關於藍碳保育計畫成功的關鍵，有以下三點需要關注： 　　第一點，藍碳生態系復育是否造成生態不平衡的問題勢必為一個重要課題。 　　第二點，法條不完善。由於我國的自然保留區相關法條規定：禁止改變或破壞原有的自然狀態，相關單位屆時才能處理問題。 　　第三點，社區參與不足。臺灣關於相關保育或復育計畫多是出於官方之手，鮮少有官民合作之舉，此舉措雖有助於政策施行速度，但也將其與居民的距離拉開，使得民眾意願未能提高。 　　臺灣週圍64,473平方公里海洋且具有豐富藍碳生態系，健康的藍碳生態系所供給的海洋碳匯，是長期被台灣政府忽略的碳捕捉絕佳機會。目前藍碳生態系沒有被納入國家溫室氣體排放清冊，根據最新的評估臺灣藍碳生態系每年可吸收約940,00公噸二氧化碳，相當於政府承諾的碳匯額外抵銷量1/6。積極保護和復育這些生態系，甚至積極以種植方式，可以增碳匯數倍，提供政府及企業執行氣候行動的絕佳機會及碳權利基，執行友善環境的生物性減碳及碳中和願景。 　　藍碳具有碳封存潛力，臺灣學者及政府以對海草床、紅樹林及潮汐鹽沼生態系之資源有初步資料，需要持續長期觀測及模式建立。大型海藻的藍碳已成為全球亟欲證明的可利用藍碳資源，投入相當多資源，聯合國、歐盟、日本及韓國均積極投入，臺灣宜開始行動，然政府及民間企業對於傳統藍碳及新興大型海藻藍碳之議題及研究基礎及為缺乏大力投入及長期支持。 參考文獻 林幸助 2021. 臺灣沿海重要碳匯生態系統調查與評估計畫」成果報告。中華民國海洋委員會海洋保育署。高雄。 Duarte, C.M., Losada, I.J., Hendriks, I. E., et al. (2013) The role of coastal plant communities for climate change mitigation and adaptation. Nat. Clim. Change 3, 961–968. Fawzy, S., Osman, A.I., Doran, J., et al. (2020) Strategies for mitigation of climate change: a review. Environ. Chem. Lett. 18, 2069–2094. Fourqurean, J. W., Duarte, C. M., Kennedy, H., et al. (2012) Seagrass ecosystems as a globally significant carbon stock. Nat. Geosci. 5, 505–509. Kilminster K, McMahon K, Waycott M, et al. (2015) Unravelling complexity in seagrass systems for management: Australia as a microcosm. Sci. Total Environ. 534, 97-109. Macreadie, P.I., Anton, A., Raven, J.A. et al. (2019) The future of Blue Carbon science. Nat. Commun. 10, 3998. Mcleod, E., Chmura, G. L., Bouillon, S., et al. (2011) A blueprint for blue carbon: toward an improved understanding of the role of vegetated coastal habitats in sequestering CO2. Front. Ecol. Environ. 9, 552–560. Nellemann, C., Corcoran, E., Duarte, C. M., et al. (2009). Blue carbon - the Role of Healthy Oceans in Binding Carbon. Available at: http://hdl.handle.net/20.500.11822/18520 (accessed June 4, 2017). UNFCCC (2008) Kyoto protocol reference manual on accounting of emissions and assigned amount. Wylie, L., Sutton-Grier, A. E., and Moore, A. (2016). Keys to successful blue carbon projects: lessons learned from global case studies. Mar. Policy 65, 76–84.

為實現溫室二氧化碳氣體的排放和吸收達平衡碳中和的狀態，對於長期依賴化石資源來說勢必掀起一場全球能源大變革。雖為如此，從目前企業現況來看，減緩CO2排放技術面上仍尚未成熟。為了補強這一點，減緩GHG排放的負碳技術則佔了關鍵角色。 加上，為降低目前大氣中累積的CO2濃度，長期性負碳技術更是不可或缺。 　　有關負碳技術包括沿海藍碳、岩石風化、空氣捕捉、植樹造林和土壤碳儲存等方式。不同技術面上有不同層面需思考的問題點，因此相對必須把環境特性或預算成本納入綜合考量。 　　其中，應用農田、森林和海洋生質能的負碳技術與其他技術相比，對環境的影響和成本更低，再從有效利用農業資源的角度來看也為重要技術發展項目。 對此，由日本國立研究開發法人科學技術振興機構研究開發中心(Japan Science and Technology Agency)針對由農地、森林、海洋生質能的負碳技術進行相關調查與整理，其包括國際間趨勢動向和未來推動研究開發議題，以及負碳技術的社會面與經濟面等應用。 以下綜整本次研究調查概要 : 歐美國家相當重視負碳技術重要性，目前有諸多負碳技術的相關計畫項目正在進展中。不僅作為CO2碳匯減緩技術，同時強調因應氣候變遷面向。 日本未來預計執行研發議題項目有: 全球暖化進展過程中CO2的吸收與排放 以「共效益」(co-benefit)的觀點進行研究 碳循環環的綜的綜合評價 提升植物的環境適應力 提升植物的產量 生物質能的再生循環應用與評價 生物機能的應用搭配工程項目應用技術以以緩和和適應兩面向作為綜合評估。 關於落實於社會應用面，由於每個地方具備特性不同，例如環境生態系或在地產業等所衍生問題等，因此在社會面與經濟面等面向須以綜合性評估。 藉產官學的鏈結更加具體執行農地、森林與海洋等領域相關研究項目。未來納入長期視野，並更大幅度推廣相關活動，以實現碳中和 【延伸閱讀】- 【綠趨勢】日本2050年實現碳中和目標之綠色成長戰略(農業領域)

自工業革命以來，人類活動和化石燃料的持續燃燒使溫室氣體的濃度劇烈上升，這種增長正在導致前所未有的全球性氣候危機，包含全球暖化、海平面上升、極端天氣、野火及土地沙漠化等，造成糧食生產及生存環境的巨大衝擊。 　　抑制二氧化碳排放被視為抑制氣候變遷的首選方式，取決於新技術的開發和運用、替代燃料的使用以及文化習慣改變等，但這些方法的成效過於緩慢，無法避免氣候災難，因此一些學者建議用碳捕捉的方式來降低空氣中二氧化碳含量。地球上的植物不僅能製造氧氣，還能固定大氣的二氧化碳於植物本體及土壤中，但仍需要一些幫助。微生物對於全球大氣的影響長期以來不為人知，近幾年廣泛的研究發現，微生物的影響範圍甚廣，在海洋、陸地、空氣中皆可發揮作用，有望為氣候變遷提供潛在的解方。 　　研究發現將專用的微生物與種子一起種入土壤中，微生物隨著種子發芽開始共同生長，可協助植株將二氧化碳封存於土壤中，同時將其轉化為礦物質，如碳酸鈣和碳酸鎂，這些礦物質可透過促進通氣、透水性和增加土壤養分的利用性來幫助植株生長，而降雨可將礦物質轉移到地底，因此不會過度累積於表土中。微生物也能固定二氧化碳並將其轉化為更高價值的生物性產品，例如生質燃料。甚至還有一些試驗階段的研究，能建立微生物碳捕捉電池，將碳捕捉與生質燃料和能源生產結合。 　　美國加州一間農業公司安第斯(Andes Ag)已經在北達科他州、明尼蘇達州和威斯康辛州的農場進行了試驗，利用將碳捕獲微生物放入農田的土壤中來協助土壤固碳，發現微生物每季能以每英畝（0.4公頃）1到3噸的平均速度封存二氧化碳。安第斯公司利用這種技術向企業客戶出售碳權(carbon credits)，並將部分收入用於支付給參與的農民每英畝最高15美元的費用。。雖然微生物可能為我們提供解決當前氣候危機的方案，但專家仍建議謹慎行事，需要加強對微生物如何影響氣候變化的研究及關注基於微生物的緩解措施，整合生物探勘及基因和代謝工程相關的潛在用途，以達到更理想的結果。【延伸閱讀】- 【增匯】最新研究發現土壤孔隙結構與大小是影響土壤碳儲存的主要關鍵

氣候行動平台Patch正與清潔能源諮詢和審計公司EcoEngineers合作，以確保新的碳去除技術是有效和值得信賴的。最近，自願性碳市場（Voluntary Carbon Market, VCM）遭受到很多批評，人們對市場的透明度、不同碳去除方法的有效性等提出了擔憂。        這項新的合作將結合Patch數位碳市場與EcoEngineers科學項目評估的盡職調查，希望讓碳捕集領域變得更加完整。EcoEngineers目前正在創建新的測量、報告與驗證機制（Measurement, Reporting and Verification, MRV）方法，以幫助引入新技術的公司計算其技術所能實現的溫室氣體實際減排量。以目前的技術，海藻養殖屬於勞力密集型和基礎設施密集型的產業。        早期的例子包括Seaweed Generation，它開發了將除碳海藻（馬尾藻）沉入海洋深處的技術，海藻被認為是從大氣中吸收二氧化碳的有力工具。它可以比雨林更快地吸收碳，並且在不需要淡水或額外養分的情況下在海洋中生長。Seaweed Generation開發出兩款自動化機器人AlgaRay、AlgaVator等，能夠提高海藻養殖的效率與自動化程度，以降低海藻的養殖成本，發掘其作爲低碳生物質的潛力。        另一家Andes公司則是將微生物與農作物種子一起播種至土壤中，當種子發芽開始生長時，這些微生物就會在根部建立起來，與它們一起生長。因此，在生產糧食的同時也能夠將二氧化碳轉化成碳酸鈣和碳酸鎂等礦物質；隨著降雨，這些礦物質會深入土壤以進行永久存儲，藉此減少大氣中二氧化碳含量。對此，Andes發展一項「Andes碳計劃」，讓有興趣加入的農民可以免費加入登記土地面積以賺取額外的收益，根據Andes在北達科他州、明尼蘇達州和威斯康辛州的農場進行的試驗結果顯示，該系統每季每英畝的土地平均可以封存1-3公噸的二氧化碳。Andes公司則會將此計畫產生的碳權賣給企業客戶轉取利潤。此外，礦物質可以穩定土壤有機質、改善排水、提高土壤中的養分含量以及降低植物病害的可能性。相比之下，當農作物在收割後留在田裡分解（或焚燒）時，它們會釋放出之前捕獲的大部分二氧化碳。        Brilliant Planet是一家新創公司，將微藻在沿海沙漠的戶外池中種植微藻以封存二氧化碳，是另一個展示新型碳移除（novel carbon dioxide removal, novel CDR）技術的典範。這些CDR方法的新穎性和非常規性需要非常不同的方法，以確保它們符合最高的科學標準。【延伸閱讀】- 【增匯】以生態管理取代除草劑，雜草也可幫農民固碳賺錢！

在紐約舉行的世界經濟論壇—自然冠軍活動上，最近推出了互動式地圖軟體，以碳信用項目進行勘探、開發和管理。此開放平台(http://carbonprospecting.org)被稱為碳勘探儀表板，由新加坡國立大學(NUS)理學院的研究中心自然氣候解決方案中心(CNCS)以及ST Engineering的衛星數據和地理空間分析ST Engineering Geo-Insights共同開發。         這個首創的碳勘探儀表板顯示富含碳的自然生態系統，例如熱帶森林和紅樹林，幫助政策制定者和投資者確定可開發的項目作為碳信用的潛在來源，平台用戶能夠根據持續時間、成本和碳價格等假設，計算碳信用額的預估產量及財務投資回報。該平台允許用戶量化項目的其他優點，例如改善糧食安全、確保清潔水供應和保護關鍵生物多樣性領域。有關此類共同利益的訊息有助於提高碳信用的價格透明度，並有助於尋找碳補償。         新加坡國立大學 (NUS) 自然氣候解決方案中心主任 Koh Lian Pin 教授說，這個碳勘探儀表板可能會改變全球氣候解決方案的遊戲規則。碳融資有可能為森林和紅樹林保護提供急需的資金，以應對氣候變化和保護寶貴的生物多樣性。然而，無法及時獲得有關潛在項目成本和收益的可靠數據是碳項目啟動的最大阻礙，有了這個平台，政策制定者和投資者就可以輕鬆獲得所需的訊息。         ST Engineering Geo-Insights總經理Goh Ing Nam說，ST Engineering將地理空間分析能力和為廣泛的行業提供增值見解方面的經驗帶到了這項聯合努力中。這種雲端碳勘探平台將使我們在數字監測、報告和驗證平台的未來發展中處於有利地位。【延伸閱讀】- 紅樹林藍碳估算新方法

以色列臺拉維夫大學（TAU）和以色列海洋和湖泊研究所（IOLR）的研究人員開發了一種創新技術，可促進“富含營養的海藻”生長，富含營養物質、蛋白質、膳食纖維和礦物質，可滿足人類和動物的需求。研究人員說，先進的技術提高了海藻組織中的生長速度，使大量海藻成為具有極高營養價值的天然超級食品，未來可用於保健食品行業並確保無限的食物來源。         研究由臺拉維夫大學生命科學學院動物學院的Avigdor Abelson教授，和特拉維夫以色列海洋與湖泊研究所的Alvaro Israel教授共同指導，博士生Doron Ashkenazi說，在這項研究中，當地物種的藻類石蓴、江蘺和沙菜在不同的環境條件下生長在靠近養魚的地方。特殊的條件使海藻蓬勃發展，並顯著提高了它們的營養價值，這是一種超級食物。也可以將濃縮海藻以應用方式用於其他健康行業，例如作為營養補充劑或藥物及化妝品行業。         Ashkenazi 說，海藻可被視為一種天然的超級食物，在人類飲食中的必要成分比其他食物來源更豐富，通過所開發的技術方法，能夠規劃一條生產線富含特定的物質海藻，用作保健食品或營養補充劑；例如，海藻蛋白質含量特別高的海藻，富含鐵、碘、鈣、鎂、鋅等礦物質，或特殊色素或抗氧化劑。豐富的海藻可用於幫助營養不良和營養缺乏的人群，例如世界各地的弱勢群體，以及素食或純素飲食的補充劑。水產養殖是環保的，通過降低環境風險來保護自然和生態平衡，且不需要大片土地、淡水或大量肥料。新方法提供了可持續和清潔農業的理想情況，具有環境效益，包括減少沿海水域的負荷以及氣體和碳足跡的排放，結合水產養殖開始得到世界各國政府的支持，有助於應對氣候危機和全球暖化。【延伸閱讀】- 海藻能否能扮演提供永續性生物燃料的角色

在西班牙西南部塞維利亞附近的卡爾莫納小鎮， Juan Ignacio Lopez和家人五代以來一直飼養蜜蜂並生產蜂蜜。養蜂業在當地有著悠久的歷史，並有助西班牙成為歐盟領先的蜂蜜生產國家，除了促進經濟之外，蜜蜂也是全球生態系統的重要組成部分。        Ignacio認為由於殺蟲劑和氣候變化，幾乎已經沒有昆蟲的自然群體，而蜜蜂是最後仍然在野外生存的昆蟲之一，但目前也處於危險之中，如果沒有蜜蜂，大部分的食物都不會存在。        農業光伏（agricultural-voltaic）指的是在同一塊土地上同時經營農業和太陽能發電；在西班牙西南部的這個小鎮，由於恩德薩能源公司營運的太陽能養蜂場，這裡的蜜蜂產業正在蓬勃發展。養蜂場坐落在廣闊的野花和植物中，這些野花和植物種植在太陽能電板間並自然地生長；沒有除草劑，沒有農藥，成為一個蜜蜂和其他授粉昆蟲的完美棲息地。        蜜蜂受到高科技的幫助，它們的蜂巢都配備了特殊的傳感器來測量溫度和濕度；蜂箱的入口也會在特定時間打開和關閉，以調節內部空氣循環，一切都由特殊的控制中心監控。        自 2020 年恩德薩能源公司設置太陽能養蜂場後，當地的蜂蜜產量增加；除此之外，太陽能發電廠為 30,000 戶家庭提供足夠的電力，同時每年可減少 120 萬噸二氧化碳進入大氣。        恩德薩公司負責可持續發展項目的Inmaculada Fiteni表示，這是首次混合養蜂業和可再生能源領域，其他能源公司的太陽能發電廠也已經在安達盧西亞和埃斯特雷馬杜拉地區建造。農業光伏因植物的高度授粉，有助於芳香植物等種植業，並與養蜂業有協同增效作用；這是現代的技術結合傳統養蜂產業的完美例子。【延伸閱讀】- 太陽能電廠周圍種植野花可成為蜜蜂的家園

在過去的幾十年，沿海和海洋環境基礎設施迅速蔓延，但大多數基礎設施的設計和建造幾乎沒有考慮到海洋生態系統；目前70%沿海和海洋環境基礎設施結構為傳統混凝土，是海洋動植物賴以生存的不良基質，關鍵成分水泥亦是溫室氣體排放的來源。另外，傳統混凝土被認為對許多海洋生物有毒，主要是由於其表面化學物質會損害各種水生幼蟲的沉降。傳統混凝土正在破壞對海洋至關重要的海洋生物，但我們仍在繼續使用，2021年，全球海洋基礎設施的市場價值約3420億美元，預計到2030年將增長10.8%以上。        來自以色列的新創公司ECOncrete開發出了一種新型環保混凝土，憑著專利技術顛覆了海洋基礎設施市場，這些技術考慮生態因素，整合沿海和海洋基礎設施的建築元素，同時有助於基礎設施的結構耐久性和壽命，為蓬勃發展的生態系統和高性能混凝土結構開發提供了一種解決方案。 ECOncrete 的技術主要有三項創新： 1.生物增強型 ECOncrete Admix：該組合物由獨特的火山灰、回收材料和副產品，可增強海洋生物在不同環境中的生長，同時提高混凝土強度。 2.ECOncrete 的模具改性劑、內裡和塗層可產生複雜的微表面紋理並增加粗糙度，仿生天然岩石/珊瑚表面。 3.提供了理想的生物需求，針對特定的生物體/生命階段/瀕危物種，並減少傳統混凝土基礎設施的入侵和滋擾物種。        ECOncrete 已在 10 個國家的 40 多個地點實施，包括西班牙、摩納哥、荷蘭、義大利、聖地亞哥和紐約的海岸線和海濱。面臨海洋生物和生態系統的挑戰，世界越來越多的領導人考慮保護“藍色經濟”和支持以生態為基礎的建設的重要性，ECOncrete將繼續參與生態項目並致力於研究，憑著專利技術和不斷擴張的合作夥伴，預測和減少自然棲息地的喪失，繼續對海洋科學、保護和管理產生正面的影響，並藉由生態變革以實現永續的未來。【延伸閱讀】- 台灣海洋生物多樣性的現况和挑戰

沃旭能源正計劃以世界首創的技術，透過在海上的離岸風電機來復育珊瑚礁。今年夏天，該公司將與行政院農業委會水產試驗所澎湖海洋生物研究中心合作，一起在台灣的熱帶水域測試，目的是確定珊瑚是否可以在海上的離岸風電機成功生長，並評估擴大該計劃對生物多樣性的潛在影響。根據聯合國環境署的數據，全球有 32% 海洋物種以珊瑚作為棲地，更有 10 億人口直接或間接受惠於珊瑚創造的效益。        隨著全球暖化、海平面水溫上升導致珊瑚白化效應，威脅熱帶珊瑚礁生態系統的生存，加劇全球生物多樣性危機。氣候變化為喪失生物多樣性的最大因素，而海上風電的大幅擴張是解決這些相互關聯的危機的核心。各國政府正計劃在海上大力建設綠色能源基礎設施，如果做得好，因應氣候變化所需的海上風能擴張可以支持和增強海洋生物多樣性，全球能源公司-沃旭能源正在探索保護和增強生物多樣性的創新方法。        沃旭能源的珊瑚育生可行性研究（ReCoral），是保護和促進生物多樣性的創新方法的一個例子；實施一種非侵入性方法，蒐集澎湖群島岸邊收集原生珊瑚散溢的多餘受精卵，並在實驗室中孵育成能夠存活的珊瑚幼蟲，並佈放珊瑚幼蟲定著於風電機水下基礎上。沃旭能源表示，淺水區表面溫度升高會導致珊瑚白化。然而，在離岸更遠的海上風電場位置，由於水柱中的垂直混合，溫度更加穩定，防止了極端溫度升高。        ReCoral 背後的想法是，海上風電場位置相對穩定的水溫將限制珊瑚白化的風險，並允許健康的珊瑚在離岸風電機的基礎上生長。珊瑚將生長在靠近水面的地方，以確保充足的陽光。2020 年，沃旭能源的生物學家、海洋專家與珊瑚學家合作，以測試這一概念。2021 年，ReCoral 團隊首次在碼頭試驗設施的水下鋼和混凝土基質上成功培育幼珊瑚並確認珊瑚幼蟲能夠附著在金屬結構上。今年夏天將在台灣海峽大彰化離岸風電場開始，在開放水域的四支風機水下基礎上嘗試育生珊瑚。        沃旭能源集團總裁兼首席執行長 Mads Nipper 表示：“為了阻止氣候變化並為地球、生態系統和人類創造永續的未來，必須加快腳步轉型為再生能源；各國政府正在準備大規模擴展海上風能，如果做得好，離岸風電建置設施可以支持和增強海洋生物多樣性；如果我們在 ReCoral 上取得成功並且這個概念被證明是可擴展的，那麼沃旭能源的這項創新可能會對海洋生物多樣性產生重大正面的影響。”【延伸閱讀】- 台灣海洋生物多樣性的現况和挑戰

根據美國康乃爾大學研究人員發表在《海洋學》上的論文「改變海洋水產養殖的未來：循環經濟方法」的一項新研究表示，在陸地農場培育海藻可以滿足未來的營養需求並增加環境的可持續性；這些營養豐富、富含蛋白質的微藻（單細胞）可能是滿足未來全球蛋白質需求的答案，將在海水為食並位於陸地上的水產養殖系統中生長。        由於未來幾十年地球人口不斷增長，氣候變化、耕地短缺、淡水缺乏和環境惡化都將限制可種植的糧食數量；美國康乃爾大學地球與大氣科學系教授Charles H. Greene說，我們有機會種植營養豐富、生長迅速的食物，而且因為在相對封閉和受控的設施中種植它，不與其他用途競爭，所以不會對環境產生影響。        Greene表示，目前我們生產糧食的方式和對陸地農業的依賴無法實現目標，由於野生魚類資源已被大量開發，而沿海海洋的魚類、貝類和海藻養殖受到限制，Greene的研究團隊建議在陸上水產養殖設施中種植藻類來解決這個問題。        這項新研究基於由康乃爾大學前研究生Celina Scott-Buechler所開發的GIS的模型，該模型使用地形、年度陽光和其他環境和後勤因數來預測產量。研究結果表示，沙漠環境和全球南部的海岸是陸上藻類養殖設施的理想位置。        Greene表示，藻類實際上可以成為全球糧倉，在南部的海岸那片狹長的土地上，可以生產超過世界所需的所有蛋白質，推估產量可能會有超過56%的增長，以養活預計到2050年地球上的100億人口。以海藻為基礎的水產養殖產量有可能超過2050年預計的全球蛋白質總需求量，提供每年食品產量約263.8公噸(Mt/yr)到286.5公噸(Mt/yr)。除了高蛋白質含量外，藻類還提供素食中缺乏的營養，其中包括魚類和海鮮中常見的 omega-3脂肪酸，以及肉類中的必需胺基酸和礦物質。        藻類的生長速度比傳統作物快10倍，其生產方式比傳統農業更有效地利用養分，例如當農民在種植陸地作物時添加氮磷肥時，大約有一半會跑出田地並污染水道；通過在封閉設施中生長的藻類，可以捕獲和重複使用多餘的營養物質，但必須將二氧化碳添加到水產養殖池塘中才能生長藻類。研究人員和公司一直在嘗試將藻類添加到建築材料和水泥中，將碳隔離並從大氣中去除。Greene認為，如果我們在這些長壽命的結構材料中使用藻類，那麼我們就有可能產生負碳效應，並成為氣候變化解決方案的一部分。藻類養殖似乎為許多與食品和環境相關的問題提供了實際可行的解決方案，但目前獲取二氧化碳的採購成本高且能源效率低下，是當前另一個挑戰。【延伸閱讀】- 瑞典科學家利用微藻來改善養殖魚場的水質

台北科技大學木藝中心今天為「森入生活」展開幕，展出60多件產官學合作作品，同時呼籲民眾多使用國產材製造的「負碳家具」。北科大和行政院農業委員會林務局、台北市文化局合作的「森入生活─國產．材好．設計」展覽，今天開幕並發表同名新書，教務長黃育賢表示，北科大是台灣最早設立木工教育的學府，近年更希望將校務發展與環境永續結合，實踐大學的社會責任，推動「負碳家具」研發，為地球永續發展盡一份心力。        「負碳家具」是指採用在地而非國外進口的木材，減少交通運輸造成的碳足跡，加上樹木本身的固碳量，計算下來可大於家具製造過程產生的碳排放。        北科大木藝中心主任陳殿禮表示，這次展覽中「台灣林相」部分，透過17種國產木材，製成體現庶民生活的凳子，象徵在地多元樣態。現場還以樹種生長高度來排列凳子，底座是台灣地圖，以17種材料加工過程所產生的鉋花構築而成，映照台灣17個行政區彼此連結共存。        「台灣杉情」桌椅系列，則是結合美感、人文、善念與風土，陳殿禮指出，台灣杉是東亞第一高的樹，也是全世界唯一以台灣為名的樹種，在原住民的眼中，它是撞到月亮的樹，是「很浪漫的材料」。        北科大展出的台灣杉作品，一側保留自然邊，另一側採人造線條，表達「三分天成，七分人」的設計理念。搭配長桌的長凳，呼應月亮撞到樹的寓意，凳面上以3個圓弧線條區分座位，以及利用「福鉋」鉋刀鉋出來的「福花」，承載著對土地的祝福。相關資訊可參考北科大網站。【延伸閱讀】- 森林碳匯 淨零目標的關鍵

國立台灣大學生物產業傳播暨發展學系教授王淑美與中研院、成功大學等團隊，將科技環保結合藝術，研發出具有減碳功能，如同電影《阿凡達》中閃閃發光植物的「減碳精靈」，勇奪2022美國紐約Muse Design Award三項大獎殊榮。        研究團隊成功大學材料科學及工程學系教授蘇彥勳、教授陳貞夙、化學工程學系教授吳季珍、中央研究院應用科學中心研究員關肇正執行國科會「智慧仿生材料與數位設計平臺」專案研發仿生科技，並結合成大博士顏振標、博士涂勝龍「植物葉脈吸收技術」讓植物發光，再結合教授丁志明高熵氧化物半導體與中正大學教授賴臆升施作多元呈色，創造夜晚不同視覺體驗。        成功大學助理教授馬薇茜結合發光植物科技媒材展演劇場實務與進行藝術療癒。台大教授王淑美則結合第六產業，由科技走向農村，進行地方創生，創新台灣新農業。        該作品「減碳精靈」結合科技、環保和藝術，以此榮獲2022 Muse Design Award「光學設計/農業光學」金獎、「產品設計/永續環境」金獎及「產品設計/未來科技」白金獎三項殊榮。        王淑美說明，減碳精靈除了具備藝術美學，並經科學證實具有減碳功效，團隊研究發現，植物施作光轉換材料後可增加40%的固碳能力，不只外型美觀也具有改變世界的潛能。        王淑美談到，團隊使用葉脈吸收技術，根據植物的毛細作用施加塗料，先運用於室內景觀植物如黛粉葉但粗肋草上，亦可運用於蝴蝶蘭、虎尾蘭等高經濟價值花卉，未來也有望施作於戶外大型植物。【延伸閱讀】- 受豬籠草啟發的創新塗料        國科會今天頒發2022未來科技獎，「發光植物進行二氧化碳固化技術」亦獲得殊榮。王淑美表示，已經接獲以色列、紐西蘭等廠商技轉詢問，以色列盼配合歐盟碳稅政策，降低生產線上的碳排放同時亦可兼顧廠區美化。

有越來越多國家政府宣示在2050年實現淨零碳排目標，英國也是透過立法將淨零碳排列為目標的國家之一。為了實現英國的承諾，在減碳的同時，也必須使用二氧化碳移除（Carbon Dioxide Removal, CDR）技術進行碳捕集和封存。加強岩石風化（Enhanced rock weathering, ERW）技術也是CDR策略之一，主要透過將富含鈣與鎂的矽酸鹽岩石（如玄武岩）進行破碎，磨成細粉，使矽酸鹽顆粒與二氧化碳反應，加速二氧化碳的封存。這項技術若要在全球發展，需要有國家制定相關行動計畫供其他國家參考。        對此，英國雪菲爾大學Leverhulme氣候變遷研究中心的研究團隊首次針對未來50年英國透過ERW技術去除溫室氣體的潛力與成本進行詳細分析。研究顯示，在農田土壤中添加岩塵（rock dust）可以吸收高達45%的空氣中二氧化碳以實現淨零排放。研究人員表示，這項技術可以在未來幾十年對清除英國的溫室氣體做出重大貢獻，到2050年，每年空氣中的二氧化碳清除量可能達到6至3,000萬噸。這相當於英國實現淨零碳排目標，全國所需去除空氣中二氧化碳排放量的45%。        由於ERW能夠使用現有的基礎設施，且與其他CDR策略相比，如：直接空氣碳捕集和封存（direct air capture with carbon capture storage, DACCS）或生質能與碳捕集和封存（bioenergy with carbon capture and storage, BECCS），其移除碳的成本較低，因此部屬技術可能相對簡單。        英國農業一氧化二氮排放量佔全國的75%，且外部成本很高（每年約10億英鎊，折合台幣約37億元），而ERW的明顯優勢在於可能在降低一氧化二氮排放、改善土壤酸化、減少對進口肥料的需求與肥料成本的情況下為農業帶來重大勝利。尤其在烏俄軍事衝突下，兩個農業作物與資材主要出口國受影響，導致全球食品和化肥價格飆升，這也凸顯了減少對進口食品與化肥依賴的優勢。        研究團隊強調，雖然開採玄武岩並生產岩塵可以增加額外的就業機會，並可能有助於英國政府升級議程，但如果ERW獲得國家政府、當地社區與農場的認可，它則可以在國家氣候變遷減緩戰略中發揮關鍵作用。        這項研究強調英國農業透過岩塵管理農田實現減少碳排放量的潛力，與此同時，還有改善土壤酸化與糧食安全等額外好處。另一方面，研究團隊透過量化英國移除碳的潛力與共同利益，為英國與其它國家提供未來部屬ERW的藍圖。【延伸閱讀】- 日本因應全球氣候變遷與淨零碳排所採取措施