รับมือการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโดยการฟื้นฟูระบบนิเวศชายฝั่ง

หนึ่งในปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศคือแก๊สเรือนกระจกส่วนเกินในชั้นบรรยากาศ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ การรับมือการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในศตวรรษที่จะมาถึงจำเป็นต้องอาศัยทั้งการลดการปล่อยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ การพัฒนากริดส่งไฟฟ้า และการลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลในภาคการขนส่ง ในอีกทางหนึ่งคือการดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศ

นักวิจัยที่สถาบันเทคโนโลยีแห่งจอร์เจียและมหาวิทยาลัยเยลเสนอว่าการฟื้นฟูระบบนิเวศชายฝั่งคือทางเลือกหนึ่งที่จะสามารถดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากชั้นบรรยากาศได้อย่างถาวร หญ้าทะเลและป่าชายเลน หรือที่รู้จักในชื่อระบบนิเวศคาร์บอนสีน้ำเงิน (blue carbon) จะดูดซับคาร์บอนจากชั้นบรรยากาศด้วยกระบวนการสังเคราะห์แสงที่แปลงคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นเนื้อเยื่อที่มีชีวิต

“ป่าชายเลนและหญ้าทะเลจะดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศตลอดทั้งวันแล้วเปลี่ยนให้เป็นชีวมวล” หนึ่งในทีมวิจัยกล่าว “ชีวมวลบางส่วนจะถูกฝังอยู่ในตะกอนเลน หากมันอยู่ที่นั่นก็ไม่ต่างจากการดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศ”

การฟื้นฟูระบบนิเวศอาจสร้างประโยชน์แก่พืชและสัตว์ประจำถิ่น รวมทั้งช่วยกระตุ้นเศรษฐกิจชายฝั่ง แต่ไรน์ฮาร์ดและคณะวิจัยระบุว่าการฟื้นฟูระบบนิเวศชายฝั่งยังจะเป็นกลไกสำคัญในการลดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ พร้อมทั้งลดภาวะความเป็นกรดในมหาสมุทร

ในเดือนพฤษภาคมที่ผ่านมา พวกเขาได้นำเสนองานวิจัยที่ชื่อว่า “Ocean Alkalinity Enhancement Through Restoration of Blue Carbon Ecosystems (การลดความเป็นกรดของมหาสมุทรด้วยการฟื้นฟูระบบนิเวศคาร์บอนสีน้ำเงิน)” ในวารสาร Nature Sustainability

คาร์บอน 101

วัฎจักรคาร์บอนบนโลกแบ่งออกเป็นสองประเภทหลักคือ คาร์บอนอินทรีย์ และคาร์บอนอนินทรีย์ คาร์บอนอินทรีย์จะอยู่ในสิ่งมีชีวิต ไม่ว่าจะเป็นสาหร่าย พืช สัตว์ รวมถึงมนุษย์ คาร์บอนรูปแบบนี้จะสามารถลดคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศได้ชั่วคราว แต่ถ้ามันถูกฝังกลบอยู่ในเลนดินที่พื้นทะเลก็จะสามารถกักเก็บคาร์บอนจากชั้นบรรยากาศได้อย่างถาวร

ส่วนคาร์บอนอนินทรีย์สามารถพบได้หลากหลายรูปแบบทั้งในแร่ธาตุและหิน แต่ส่วนใหญ่แล้วจะละลายอยู่ในน้ำมหาสมุทร คาร์บอนราว 30 เปอร์เซ็นต์ของกิจกรรมมนุษย์นับตั้งแต่ปฏิวัติอุตสาหกรรมสะสมอยู่ในมหาสมุทร ถึงแม้ว่าการสะสมของคาร์บอนในสารอินทรีย์จะค่อนข้างรวดเร็ว แต่กระบวนการดูดซับคาร์บอนของอนินทรียสารอย่างมหาสมุทรนั้นคงทนถาวรกว่า

“ถึงแม้ว่าเราจะเปลี่ยนรูปแบบโครงการฟื้นฟูระบบนิเวศชายฝั่ง ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อคาร์บอนอินทรีย์ แต่คาร์บอนอนินทรีย์ก็จะไม่ได้รับผลกระทบแต่อย่างใด” มุจตะบา ฟาครีย์ (Mojtaba Fakhraee) หัวหน้าทีมวิจัยอธิบาย “นั่นหมายความว่าต่อให้เกิดหายนะทางระบบนิเวศชายฝั่งในอนาคตจนไม่เหลือคาร์บอนอินทรีย์ เหล่าคาร์บอนอนินทรีย์ก็จะยังคงถูกกักเก็บไว้ในมหาสมุทร”

กักเก็บคาร์บอน รับมือกับความเป็นกรด

ระบบนิเวศชายฝั่งจะดึงคาร์บอนจากชั้นบรรยากาศตามธรรมชาติ รวมทั้งสร้างประโยชน์มากมายทั้งทางสิ่งแวดล้อมและทางเศรษฐกิจแก่ชุมชนชายฝั่ง อย่างไรก็ตาม กิจกรรมของมนุษย์มากมายก็ทำให้ระบบนิเวศดังกล่าวเสื่อมโทรม การเพิ่มพื้นที่ป่าชายเลนและหญ้าทะเล รวมทั้งอนุรักษ์ระบบนิเวศเพื่อฟื้นฟูให้กระบวนการทางธรรมชาติกลับมาใช้การได้อีกครั้งจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

การชุบชีวิตระบบนิเวศชายฝั่งเพื่อกักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่งานวิจัยที่ผ่านมามักจะให้ความสำคัญกับการซึมซับคาร์บอนทางอินทรียสารโดยมองข้ามการลดคาร์บอนจากการกักเก็บแบบอนินทรีย์

อีกหนึ่งผลกระทบสำคัญจากเชื้อเพลิงฟอสซิลของมนุษย์นอกเหนือจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศคือการแปลงสภาพเป็นกรดของมหาสมุทรเนื่องจากคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศละลายลงในน้ำและทำให้ค่า pH ของมหาสมุทรลดลงซึ่งอาจส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อสิ่งมีชีวิตไม่ว่าจะเป็นปะการัง การกักเก็บคาร์บอนในอนินทรียสารจะช่วยบรรเทาปัญหานี้ เนื่องจากกระบวนการทางเคมีของการกักเก็บคาร์บอนในอนินทรียสารจะช่วยทำให้น้ำในมหาสมุทรมีความเป็นด่างมากขึ้น

“แนวคิดพื้นฐานคือการแปลงคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเป็นอนินทรียสารใต้มหาสมุทรซึ่งนับว่าเป็นการช่วยบรรเทาผลกระทบทางอ้อมในการแปลงสภาพเป็นกรดของมหาสมุทร” ไรน์ฮาร์ดกล่าว

แบบจำลองการกักเก็บคาร์บอน

ทีมวิจัยได้พยายามสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อสะท้อนกระบวนการทางเคมีและฟิสิกส์ของการสร้างตะกอนเลนดินเพื่อค้นหาว่าการฟื้นฟูระบบนิเวศชายฝั่งจะช่วยกักเก็บคาร์บอนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากน้อยเพียงใด ระบบตะกอนเลนดินจะประกอบด้วยอนุภาคแข็ง สิ่งมีชีวิต และน้ำทะเลที่สะสมอยู่เหนือพื้นทะเล แบบจำลองดังกล่าวชี้ให้เห็นว่าการฟื้นฟูระบบนิเวศป่าชายเลนและหญ้าทะเลส่งผลอย่างไรต่อวัฏจักรคาร์บอนทั้งแบบอินทรีย์และอนินทรีย์ รวมถึงผลกระทบต่อแก๊สเรือนกระจกอย่างมีเทน ที่บางครั้งอาจเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการฟื้นฟูระบบนิเวศดังกล่าว

“เราพบว่าการศึกษาหลากหลายฉากทัศน์ต่างได้ผลลัพธ์ตรงกันคือระบบนิเวศคาร์บอนสีน้ำเงินจะช่วยให้มีการกักเก็บคาร์บอนอย่างคงทนถาวรในอนินทรียสาร” โนอาห์ พลานาฟสกี้ (Noah Planavsky) หนึ่งในทีมวิจัยกล่าว

ทีมวิจัยหวังว่าผลงานชิ้นนี้จะช่วยสนับสนุนความสำคัญในการอนุรักษ์ระบบนิเวศชายฝั่ง รวมทั้งสร้างแรงจูงใจทางเศรษฐกิจในการฟื้นฟูระบบนิเวศชายฝั่งที่เสื่อมโทรม “เหล่าบริษัทที่พยายามบรรเทาผลกระทบจากการปล่อยแก๊สเรือนกระจกอาจเพิ่มการสนับสนุนโครงการฟื้นฟูระบบนิเวศชายฝั่ง ซึ่งนอกจากจะช่วยสร้างประโยชน์ทางสิ่งแวดล้อมแล้ว ยังเป็นการดักจับและกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ได้ในระยะยาว” ไรน์ฮาร์ดสรุป

• อ้างอิงงานวิจัย Fakhraee, M., Planavsky, N.J. & Reinhard, C.T. Ocean alkalinity enhancement through restoration of blue carbon ecosystems. Nat Sustain (2023). https://doi.org/10.1038/s41893-023-01128-2
• ถอดความและเรียบเรียงจาก Mitigating Climate Change Through Restoration of Coastal Ecosystems