Karbon biru

Karbon biru (Inggris: Blue carbon) adalah sebuah konsep dalam mitigasi perubahan iklim yang merujuk kepada "aliran dan penyimpanan karbon yang digerakkan secara biologis dalam pengelolaan ekosistem laut".IPCC, 2021: Annex VII: Glossary [Matthews, J. B. R., V. Möller, R. van Diemen, J. S. Fuglestvedt, V. Masson-Delmotte, C. Méndez, S. Semenov, A. Reisinger (eds.)]. In Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S. L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M. I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J. B. R. Matthews, T. K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, pp. 2215–2256, .  Secara umum, istilah karbon biru merujuk kepada peran ekosistem lahan basah seperti rawa pasang surut, hutan mangrove dan padang lamun dalam sekuestrasi karbon. Ekosistem tersebut berperan penting dalam memitigasi perubahan iklim dan adaptasi berbasis ekosistem. Degradasi atau hilangnya ekosistem ini dapat menyebabkan pelepasan karbon ke atmosfer, sehinggadapat meningkatkan emisi gas rumah kaca.

Metode pengelolaan karbon biru termasuk dalam kategori metode penghilangan karbon dioksida biologis berbasis laut (ocean-based biological carbon dioxide removal atau CDR)Canadell, J. G., P. M. S. Monteiro, M. H. Costa, L. Cotrim da Cunha, P. M. Cox, A. V. Eliseev, S. Henson, M. Ishii, S. Jaccard, C. Koven, A. Lohila, P. K. Patra, S. Piao, J. Rogelj, S. Syampungani, S. Zaehle, and K. Zickfeld, 2021: Chapter 5: Global Carbon and other Biogeochemical Cycles and Feedbacks. In Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S. L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M. I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J. B. R. Matthews, T. K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, pp. 673–816, . yang merupakan bentuk fiksasi karbon biologis. Penelitian dilakukan untuk mengembangkan potensi karbon biru dari ekosistem ini. Efektivitas jangka panjang karbon biru sebagai solusi penghilangan karbon dioksida masih menjadi topik penelitian dan perdebatan ilmiah.

Istilah karbon biru dalam (deep blue carbon) digunakan untuk merujuk pada penyimpanan karbon di perairan laut dalam.

 Definisi 
Menurut Panel Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim (IPCC), karbon biru merupakan aliran dan penyimpanan karbon yang terjadi secara biologis dalam sistem laut dan dapat dikelola. Definisi lain menyatakan bahwa karbon biru adalah karbon organik yang ditangkap dan disimpan oleh laut serta ekosistem pesisir, terutama yang ditumbuhi vegetasi seperti padang lamun, rawa pasang surut, dan hutan bakau.  50x50px Text was copied from this source, which is available under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Karbon biru pesisir berfokus pada vegetasi yang berakar di zona pesisir, seperti rawa pasang surut, hutan bakau, dan padang lamun. Ekosistem-ekosistem ini kadang disebut hutan biru, sebagai pembanding dengan hutan hijau di daratan. Sementara itu, karbon biru dalam terdapat di laut lepas yang berada di luar yurisdiksi nasional, mencakup karbon yang terkandung di perairan landas kontinen, laut dalam, serta dasar laut di bawahnya, yang menyumbang sekitar 90% dari seluruh karbon laut. Karbon biru dalam dianggap lebih sulit dikelola karena kurangnya data mengenai permanensi penyimpanan karbonnya.

 Peran dalam konteks perubahan iklim 
Istilah karbon biru diperkenalkan pada tahun 2009 untuk menekankan bahwa ekosistem pesisir yang ditumbuhi vegetasi memiliki kontribusi besar terhadap sekuestrasi karbon global. Beberapa pihak juga menggunakan istilah ini untuk menggambarkan karbon yang ditangkap seluruh laut, bukan hanya ekosistem pesisir. Peran karbon biru dalam mitigasi dan adaptasi perubahan iklim telah mendapat pengakuan secara internasional.

Ekosistem pesisir vegetatif seperti rawa pasang surut, bakau, dan padang lamun memiliki laju penguburan karbon yang tinggi karena karbon terakumulasi di tanah dan sedimennya. Ekosistem ini dapat berkontribusi pada mitigasi perubahan iklim dan adaptasi berbasis ekosistem. Namun, degradasi atau hilangnya ekosistem ini menyebabkan pelepasan karbon ke atmosfer. 
jmpl|Estimasi nilai ekonomi ekosistem karbon biru per hektar. Berdasarkan data tahun 2009 dari UNEP/GRID-Arendal. 
Meskipun luas ekosistem pesisir lebih kecil dibandingkan vegetasi darat dan memiliki biomassa di atas tanah yang lebih sedikit, ekosistem ini memiliki potensi besar untuk penyimpanan karbon jangka panjang, terutama dalam sedimen. Kekhawatiran utama terkait karbon biru adalah laju hilangnya ekosistem laut ini lebih tinggi dibandingkan ekosistem lain, termasuk hutan hujan tropis. Diperkirakan kehilangan 2–7% per tahun, yang berdampak pada hilangnya penyimpanan karbon sekaligus habitat penting untuk mitigasi iklim, perlindungan pesisir, dan kesehatan ekosistem.

Perhitungan laju penurunan ekosistem karbon biru sulit dilakukan secara tepat. Berdasarkan estimasi penelitian, jika ekosistem karbon biru terus mengalami penurunan, sekitar 30–40% rawa pasang dan padang lamun, serta hampir 100% hutan bakau, diperkirakan dapat hilang dalam satu abad ke depan.

Faktor penyebab penurunan ekosistem bakau, lamun, dan rawa pasang antara lain perubahan penggunaan lahan, efek perubahan iklim dan kekeringan, pembangunan bendungan di daerah aliran sungai, konversi lahan menjadi akuakultur dan pertanian, pembangunan pesisir, serta kenaikan permukaan laut akibat perubahan iklim. Peningkatan aktivitas tersebut dapat mengurangi ketersediaan habitat dan meningkatkan pelepasan karbon dari sedimen.

Peningkatan pengaruh aktivitas manusia dan perubahan iklim dapat mengurangi efektivitas penyimpanan karbon oleh ekosistem pesisir. Data mengenai laju pelepasan CO₂ ke atmosfer saat ini masih terbatas, sehingga penelitian terus dilakukan untuk memperoleh informasi yang lebih lengkap. Kehilangan biomassa bawah tanah, termasuk akar dan rimpang, dapat menyebabkan pelepasan CO₂, sehingga ekosistem ini berfungsi sebagai sumber karbon, bukan lagi sebagai penyimpan karbon.

 Dampak Beban Nutrien 
Peningkatan beban nutrien pada ekosistem bakau dan padang lamun dapat memengaruhi penyerapan dan penyimpanan karbon. Penelitian menunjukkan bahwa ekosistem yang menerima beban nutrien tinggi (baik secara sengaja maupun akibat limbah aktivitas manusia) menunjukkan peningkatan penangkapan dan penyimpanan karbon.

Studi pada tanah bakau di Laut Merah menunjukkan bahwa peningkatan nutrien tidak selalu meningkatkan mineralisasi karbon atau pelepasan CO₂. Efek netral ini tidak berlaku untuk semua tipe hutan bakau. Pada beberapa hutan bakau, laju penyerapan karbon meningkat seiring dengan peningkatan pertumbuhan vegetasi. Pada hutan bakau yang mengalami peningkatan respirasi, pertumbuhan bakau juga meningkat hingga enam kali lipat dibandingkan laju normal.

 Penyimpanan karbon menurut tipe ekosistem 

 Rawa pasang surut 

jmpl|Rawa pasang surut
Rawa pasang surut adalah ekosistem intertidal yang tersebar di pesisir dari wilayah Arktik hingga subtropik. Vegetasi dominan pada ekosistem ini berupa tanaman terna. Di wilayah tropis, rawa pasang digantikan oleh hutan bakau sebagai vegetasi pesisir utama.

Rawa pasang memiliki produktivitas tinggi, dengan sebagian besar produksi primer terdapat pada biomassa bawah tanah. Biomassa ini dapat membentuk sedimen hingga kedalaman sekitar 8 meter. Ekosistem ini menyediakan habitat bagi berbagai jenis tumbuhan, burung, dan ikan muda, melindungi pesisir dari gelombang badai dan banjir, serta dapat mengurangi beban nutrien di perairan pesisir. Serupa dengan ekosistem bakau dan padang lamun, rawa pasang berfungsi sebagai penyimpan karbon. Karbon disimpan terutama dalam biomassa bawah tanah melalui proses sedimentasi organik yang tinggi dan dekomposisi yang didominasi kondisi anaerobik.

Luas rawa pasang secara global diperkirakan antara 22.000 hingga 400.000 km², dengan laju penguburan karbon sekitar 210 g C m⁻² per tahun. Meskipun luasnya lebih kecil dibandingkan hutan, laju penguburan karbon di rawa pasang lebih dari 50 kali lipat dibandingkan hutan hujan tropis. Laju penguburan karbon diperkirakan mencapai 87,2 ± 9,6 Tg C per tahun, lebih tinggi dibandingkan hutan hujan tropis yang sebesar 53 ± 9,6 Tg C per tahun. Sejak abad ke-19, rawa pasang mengalami gangguan akibat pembangunan dan perubahan penggunaan lahan. Penurunan luas sekitar 25% telah mengurangi potensi penyimpanan karbon dan menyebabkan pelepasan karbon yang sebelumnya tersimpan di sedimen. Dampak degradasi ekosistem ini meliputi penurunan stok karbon di sedimen, penurunan biomassa tanaman, penurunan fotosintesis, kegagalan transfer karbon dari daun ke sedimen, percepatan proses erosi, dan peningkatan pelepasan karbon ke atmosfer.

Intervensi manusia yang memengaruhi rawa pasang antara lain pengubahan lahan untuk penggembalaan, produksi jerami, reklamasi untuk pertanian, pembangunan pelabuhan dan permukiman, pembuatan kolam evaporasi untuk produksi garam, modifikasi untuk akuakultur, pengendalian hama, pembangkit tenaga pasang surut, dan perlindungan banjir. Rawa pasang juga rentan terhadap pencemaran dari minyak, bahan kimia industri, dan eutrofikasi. Faktor jangka panjang lainnya yang memengaruhi ekosistem ini termasuk spesies asing, kenaikan permukaan laut, pembangunan bendungan, dan penurunan sedimentasi, yang berpotensi memengaruhi kemampuan rawa pasang dalam menyimpan karbon.

 Hutan mangrove 

pra=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Mangrove_trees_in_Everglades.JPG|jmpl|Hutan mangrove
Hutan mangrove menyimpan karbon dalam jumlah besar secara global. Pada tahun 2012, total karbon yang tersimpan di seluruh hutan bakau diperkirakan sebesar 4,19 ± 0,62 Pg (95% CI), dengan Indonesia, Brasil, Malaysia, dan Papua Nugini menyumbang lebih dari 50% dari stok global. Dari jumlah tersebut, 2,96 ± 0,53 Pg terkandung dalam tanah, sedangkan 1,23 ± 0,06 Pg terdapat pada biomassa hidup. Dari biomassa hidup ini, sekitar 0,41 ± 0,02 Pg terdapat di biomassa bawah tanah (akar) dan sekitar 0,82 ± 0,04 Pg berada di biomassa di atas tanah. Luas kanopi hutan bakau global diperkirakan antara 83.495 km² hingga 167.387 km² pada tahun 2012, dengan Indonesia memiliki sekitar 30% dari total luas hutan bakau global. Hutan bakau bertanggung jawab atas sekitar 10% penguburan karbon global, dengan laju penguburan karbon diperkirakan 174 g C m⁻² per tahun.

Hutan bakau memiliki potensi tinggi dalam penyimpanan karbon, serupa dengan padang lamun. Mereka menyumbang sekitar 3% dari total penyimpanan karbon hutan tropis global dan 14% dari penguburan karbon di pesisir laut. Analisis meta global pada 2023 terhadap lebih dari 370 lokasi restorasi menunjukkan bahwa reforestasi hutan bakau (pemulihan area bakau yang sebelumnya hilang) menyimpan sekitar 60% lebih banyak karbon per hektare selama 40 tahun pertama dibandingkan dengan afforestasi (penanaman di dataran pasang non-bakau), terutama karena akumulasi karbon di sedimen yang lebih tinggi. Diperkirakan, reforestasi seluruh area bakau yang secara fisik memungkinkan dapat menyerap sekitar 672–689 Tg CO₂-eq selama 40 tahun.

Hutan bakau secara alami mengalami gangguan akibat banjir, tsunami, badai pesisir seperti siklon dan badai tropis, petir, penyakit, hama, serta perubahan kualitas dan suhu air. Namun hutan bakau rentan terhadap dampak manusia, termasuk pembangunan perkotaan, akuakultur, penambangan, serta eksploitasi berlebihan terhadap kerang, krustasea, ikan, dan kayu. Hutan bakau menyediakan layanan ekosistem dan penyimpanan karbon global, sehingga menjadi habitat yang perlu dilestarikan dan dipulihkan jika memungkinkan.

 Padang lamun 

jmpl|Padang lamun
Padang lamun merupakan ekosistem laut yang menutupi sekitar 0,1% dari dasar laut global, namun menyumbang sekitar 10–18% dari total penguburan karbon di lautan. Saat ini, padang lamun global diperkirakan menyimpan hingga 19,9 Pg (gigaton) karbon organik. Hutan rumput laut di perairan pesisir juga berkontribusi sebagai sumber karbon biru, karena detritus rumput laut dapat dibawa oleh arus ke laut tengah dan laut dalam sehingga turut menyimpan karbon. Karbon dalam ekosistem padang lamun terutama terakumulasi dalam sedimen laut yang anoksik, sehingga dapat mempertahankan karbon organik dari dekade hingga skala milenium. Tingkat akumulasi karbon yang tinggi, kadar oksigen rendah, konduktivitas sedimen rendah, dan laju dekomposisi mikroba yang lambat mendorong penguburan dan akumulasi karbon dalam sedimen pesisir.
ka|jmpl|A) gunung bawah laut yang tidak dijarah dengan pukat dasar laut dan (B) gunung bawah laut yang dijarah dengan pukat dasar laut. Penangkapan ikan dengan pukat dasar laut telah menghancurkan banyak habitat pesisir.
Dibandingkan dengan habitat darat yang kehilangan stok karbon melalui pelepasan CO₂ akibat dekomposisi atau gangguan seperti kebakaran atau deforestasi, penyimpanan karbon di ekosistem laut dapat bertahan dalam jangka waktu lebih lama. Laju penguburan karbon di padang lamun bervariasi tergantung spesies, karakteristik sedimen, dan kedalaman habitat, dengan rata-rata sekitar 138 g C m⁻² per tahun.

Ekosistem padang lamun menghadapi ancaman dari eutrofikasi pesisir, peningkatan suhu air laut, peningkatan sedimentasi, pembangunan pesisir, dan kenaikan permukaan laut yang dapat mengurangi cahaya untuk fotosintesis. Hilangnya padang lamun meningkat dari 0,9% per tahun sebelum 1940 menjadi 7% per tahun pada 1990, dengan sekitar sepertiga kehilangan global terjadi sejak Perang Dunia II. Faktor penyebab penurunan meliputi kekeringan, kualitas air, praktik pertanian, spesies invasif, patogen, penangkapan ikan, dan perubahan iklim.

Perlindungan dan penelitian terhadap padang lamun didorong untuk mempertahankan fungsi ekosistem sebagai penyimpan karbon organik, habitat penting, dan penyedia jasa ekosistem lainnya. Padang lamun yang direstorasi mulai menyimpan karbon dalam sedimen dalam waktu sekitar empat tahun, yaitu waktu yang diperlukan untuk mencapai kepadatan yang cukup sehingga memungkinkan pengendapan sedimen.

 Laut Dalam 
jmpl|Karbon biru pada permukaan laut pesisir, menengah dan dalam
Lapisan laut yang lebih dalam memiliki tingkat kejenuhan CO₂ dan bentuk terlarutnya (asid karbonik, bikarbonat, serta garam) sangat rendah. Pada kedalaman lebih dari 3 km, CO₂ dapat mengalami liquefaksi dan tenggelam ke dasar laut karena densitasnya lebih tinggi dibandingkan air laut sekitarnya. Model matematis menunjukkan bahwa CO₂ yang tersimpan dalam sedimen laut dalam pada kedalaman lebih dari 3 km dapat menyediakan penyimpanan geologis permanen, bahkan dengan gangguan geomekanik besar. Penyimpanan karbon di laut dalam berpotensi menjadi tempat penyimpanan jumlah besar CO₂ antropogenik. Beberapa teknik penyimpanan karbon di perairan dalam yang sedang diteliti meliputi budidaya rumput laut dan alga, pemupukan laut, pengangkatan air buatan, dan penyimpanan di batuan basal.

Istilah karbon biru dalam (deep blue carbon) mulai digunakan secara terbatas sejak 2017. Ocean Frontier Institute menjadikan penelitian karbon biru dalam sebagai fokus partisipasinya pada Konferensi Perubahan Iklim Perserikatan Bangsa-Bangsa 2022 (yang dikenal dengan COP27) dan menginvestasikan sumber daya signifikan untuk penelitian ini. Dari segi potensi penyimpanan karbon bersih baru, karbon biru dalam diperkirakan memiliki kapasitas 10–20 kali lebih tinggi dibandingkan karbon biru pesisir untuk mencapai target net-zero. Namun, data mengenai karbon biru dalam masih terbatas, disertai tantangan finansial, ekologis, dan lingkungan. Kemajuan dalam penelitian dan kemampuan teknis telah meningkatkan perhatian internasional terhadap jenis penyimpanan ini.

 Contoh proyek 
Beberapa proyek internasional telah dilakukan untuk pengelolaan dan peningkatan penyimpanan karbon biru. Pada tahun 2023, Microsoft dan Running Tide menandatangani perjanjian dua tahun untuk menghilangkan hingga 12.000 ton karbon melalui sistem penghilangan karbon berbasis laut.

Di Kanada, proyek North Atlantic Carbon Observatory (NACO) sedang berjalan untuk mengukur kemampuan laut dalam menyerap karbon dengan fokus khusus pada kapasitas karbon biru dalam.

Di Denmark, proyek "Greensand" sedang dijalankan untuk menangkap karbon di sumbernya dan menyimpannya di wilayah laut dalam Laut Utara, menciptakan lokasi penyimpanan CO₂ yang disebut 'CO₂ graveyard'. Proyek ini diperkirakan akan menyimpan hingga delapan juta ton CO₂ per tahun pada tahun 2030.

Proyek restorasi di Australia Selatan mencakup 2.000 hektar mangrove, padang lamun, dan rawa garam yang membentang sejauh 700 km di Teluk St. Vincent dan Teluk Spencer. Proyek ini juga mengeksplorasi berbagai kemungkinan untuk melindungi ekosistem karbon biru yang ada.

Di Korea Selatan, makroalga telah digunakan sebagai bagian dari program mitigasi perubahan iklim melalui pembentukan Coastal CO₂ Removal Belt (CCRB), yang terdiri dari ekosistem buatan dan alami, dengan tujuan menangkap karbon menggunakan area hutan kelp.Chung, I. K., Oak, J. H., Lee, J. A., Shin, J. A., Kim, J. G., & Park, K. S. (2013). Installing kelp forests/seaweed beds for mitigation and adaptation against global warming: Korean Project Overview. ICES Journal of Marine Science: Journal du Conseil, fss206.

Permakultur laut juga digunakan untuk menyimpan karbon dalam proyek hutan rumput laut lepas pantai di Tasmania dan Filipina, dengan potensi penerapan dari wilayah tropis hingga perairan sedang.

 Referensi 

Kategori:Karbon biru
Kategori:Ekosistem