Nature Reviews Earth & Environment: 五彩斑斓的碳

基于全光谱对有机碳的性质和分布描述，可以将碳分为：黑碳、棕碳、红碳、蓝碳、绿碳和蓝绿碳。这一基于颜色的术语有助于我们对碳循环的理解，它超越了传统的、宽泛的碳类型分类(通常是简单的无机碳和有机碳)，而是基于碳功能、属性或位置更为细致的定义。例如，一些颜色(蓝色、绿色和蓝绿色)强调的是碳在通过固碳缓解气候变化方面的作用。其他类型（如黑色、棕色和红色）指的是影响地球热平衡或促进冰冻圈融化的碳。

五彩斑斓的碳。从左往右：黑碳、棕碳、红碳、蓝碳、蓝绿碳和绿碳。

红碳（Red carbon）是最新出现的一种碳光谱类型。阿拉斯加太平洋大学的Roman Dial教授对红碳的解释是：“在最广泛的情境下，红碳指的是包括一切能够在雪和冰面上能够降低反照率，并得以生存的所有活体生物颗粒。”红碳普遍主要雪地微生物产生；红色的这一形容也包括了光谱中从黄色到紫色的颜色范围。

红碳吸收了大量的蓝、绿光波长，使得冰雪融化，Dial教授补充道，“这一过程产生了生命所必须的液态水，释放了冰晶内的营养物质（如氮和磷）。”尽管红碳这一术语还并不流行，但众所周知的是，红碳能够降低反照率，加速冰雪融化——正如在北极观察的那样——红碳的这种效应促进了对冻融圈微生物的研究。

黑碳（Black carbon）是所有颜色碳中最知名的一种，它也能降低冰雪反照率，从而加速融化。黑碳主要来源于化石燃料的燃烧和人类工业活动，还有一些是通过自然过程产生，如野火燃烧。黑碳和棕碳都是由有机物的不完全氧化产生的，它们通常在有机物燃烧时相伴而生。与通常被描述为石墨状并吸收广谱光的黑碳相比，棕碳（Brown carbon）是有机气溶胶的可见光和紫外光吸收部分。

但是，黑碳和棕碳这两个术语都在随着技术的进步而改变。举个例子，黑碳最初是通过视觉识别的，但现在美国加州大学尔湾分校的Ellen Druffel教授指出，而生物质部分燃烧的焦炭和化石燃料燃烧的煤烟也是由黑炭的光谱产生的。类似地，存在于大气中的大量有机化合物，包括一些存在二次过程产生的化合物，也都已经归为棕碳。很明显，这两种类型的碳除了降低空气质量外，还会吸收大气顶部的太阳辐射，保留热量并影响气候。然而，正如Druffel教授所言，最近人们热衷于将生物炭（Biochar）作为储存碳的一种方式，这一兴趣导致了对黑碳缓解气候变化更为广泛的研究。

化石燃料的燃烧产生黑碳和棕碳

碳封存也刺激了学者们对绿碳(Green Carbon)、蓝碳(Green Carbon)和蓝绿碳(Teal Carbon)的研究。这些描述是通过碳的位置而统一归类的，而不是根据其固有的物理性质。绿碳反映的是：“贮存在陆地生态系统的碳”，阿卜杜拉国王科技大学的Carlos Duarte教授说道，并且这些绿碳将碳保存在土壤和生物量当中，例如森林生态系统。与此相反，蓝碳描述的是“贮存在海洋中的碳”，Duarte教授补充道，蓝碳的定义最初局限于红树林、盐沼和海草床，但现在广义上的蓝碳还包括海藻和海底沉积物。最后是蓝绿碳，这是最新纳入碳光谱的一种碳类型，美国肯尼恩学院的Siobhan Fennessy教授提及，“蓝绿碳指的是储藏在内陆淡水湿地中的碳”。

滨海湿地存储存着大量蓝碳

蓝碳贮存作为缓解气候变化的一种解决方案，引起了政府管理人员和环境科学家的兴趣，因为正如Duarte教授所说的那样，“蓝碳没有负面的影响，它有助于通过海底沉积物上升和缓冲消浪稳定生态系统。除此之外，它还能提供更多好处，例如增加渔业资源，具有很高的经济效益。”

而Fennessy教授反驳道，“我们有必要认识到内陆地区也有储藏碳的能力。鉴于近期美国水域规则（WOTUS，Waters of the United States）的修改，这一点就更加重要了，这一规则可能允许之前受保护的内陆湿地遭到破坏。”如果这些了内陆湿地遭到破坏，那么储藏在这些淡水生态系统中的蓝绿碳则将成为一个碳源。

定义并有效使用专业术语，正如本文提及的这些，可以推动碳研究的发展和科普，特别是在日益增长基于自然的、可靠的、有效并且能增值的缓解气候变化的需求下。然而，这些碳色的定义是灵活的，它们打破了学科界限，并随新知识、新设备的出现和政策需要被扩展或提炼。而且，新的碳色正在兴起，例如本文提到的红碳和蓝绿碳。随着碳研究不断推进，我们正期待着下一个“碳彩虹”中出现的新碳色。