海洋牧场渔业碳汇研究进展

海洋通过“溶解度泵”和“生物泵”完成碳汇过程，且具有碳固存容量大、储存时间长的显著优势，可有效缓解CO2排放产生的温室效应，在应对全球气候变化中发挥着不可替代的作用。渔业是人类利用海洋的基础生产活动，对近海碳循环过程具有重要的影响，渔业碳汇是海洋碳汇不可或缺的组成部分。海洋牧场作为一种以水域栖息地修复、水生生物资源养护为主旨的新型渔业模式，通过增殖水生生物资源量，提升生物固碳量，实现渔业对海洋碳汇的扩增。本文针对我国对海洋牧场的界定，梳理了国内外对海洋牧场关键碳汇因子固碳机理及其过程和潜能等方面的研究现状，浅析了海草床、牡蛎礁等典型海洋牧场生态系统在近海碳汇扩增中的重要作用。建议在海洋牧场固碳机理与碳循环过程、海洋牧场碳汇扩增技术和海洋牧场碳汇计量方法等方面开展重点研究，以期为渔业绿色发展，扩增海洋碳汇和服务“双碳”战略提供科学参考。     

中国近海生态系统碳循环与生物固碳

本文系统总结了近几年来中国近海海-气界面碳通量及控制因素、近海碳循环的关键过程以及近海生物固碳强度的研究进展,提出了中国近海渔业碳汇过程研究应关注的主要科学问题.近海海-气界面碳通量过程、生物泵过程、颗粒物沉降与释放以及捕捞/养殖碳转移过程是中国近海生态系统碳循环的主要控制过程.中国近海在总体上是大气二氧化碳的汇,年吸收3 000万～5 000万t碳,但在部分浅海海域如胶州湾、长江口等是大气二氧化碳的源:中国近海浮游植物的年固碳量可达6.39亿t,春季和夏季浮游植物固碳占全年的65.3%.南海浮游植物固碳达4.16亿t,为渤海、黄海和东海的2倍.渔业捕捞与海水养殖可明显增加海洋碳汇,仅就近几年大型藻养殖而言,每年可多固定40万t碳,如果每年的养殖量增加5%,到2020年大型藻养殖可固定碳93万t/年,所以,为增加渔业捕捞与海水养殖碳汇,必须加强揭示渔业碳汇海域生态环境、建立渔业碳增汇强度评估方法以及明确渔业资源利用碳再生循环周期等研究.     

国际海洋生物碳汇研究进展

海洋是地球上最大的碳库.整个海洋中蓄积的碳总量达到39×1012t,占全球碳总量的93%,约为大气的53倍.这些碳或重新进入生物地球化学循环,或被长期储存起来;而其中一部分被永久地储存在海底.根据联合国<蓝碳>报告,地球上超过一半(55%)的生物碳或是绿色碳捕获是由海洋生物完成的,这些海洋生物包括浮游生物、细菌、海藻、盐沼植物和红树林.本文综述了近年国际上对海洋生物碳汇的研究结果,阐述了海洋生物固碳的机制、海洋生物碳汇的现状及其修复措施,同时评价和论述了海水贝藻养殖作为渔业碳汇的地位与作用.     

内陆渔业生态系统的碳循环特征及碳汇机制

渔业是水体生态系统中惟一可控的有效增汇产业, 碳汇渔业是水体生态系统中惟一的“碳汇产业”。为了更好地把握内陆渔业生态系统碳循环及碳汇机制的特征, 目前的重点研究应包括内陆渔业水域生态环境(包括自然水域和池塘)中碳循环的规律, 碳赋存形态的归转, 各类水产品生物对碳汇的贡献途径和份额以及相应的计量体系和评价模型等; 同时, 希望合理地估算及测定内陆渔业水体、水–气界面间CO2通量, 把握内陆渔业水域生态系统碳源/碳汇的动态, 进而构建内陆渔业水域生态系统的环境碳/生物碳/碳通量时空变化的信息库。     

大型海藻碳汇效应研究进展

大型海藻光合作用是海域初级生产力的来源之一,是海洋碳循环中关键的一环。大型海藻可通过光合作用有效地吸收海水中溶解的无机碳以及大气中的CO2,将其转化为有机碳并释放O2,光合作用的产物除支持生态系统外,还以有机物的形式埋藏在沉积物中,进而形成碳的汇。大型海藻的养殖和增殖对CO2的减排、减缓海洋酸化、扩增海洋碳汇效应以及缓解气候变化都有重要意义。本文就大型海藻碳汇机理、潜力以及大型海藻碳汇能力的扩增途径进行了综述,为大型海藻碳汇效应研究的发展提供了依据。     

渔业碳汇与碳汇渔业定义及其相关问题的辨析

本文基于联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)关于碳汇和碳源的解释和水生植物固碳特点,对2010年提出的渔业碳汇和碳汇渔业的定义进行修订,强调了渔业碳汇功能和增汇的基本表达方式和水生植物在渔业碳汇中的重要作用,进一步解释了通过水生藻类养殖、滤食性贝类和鱼类等养殖、渔业生物群体捕捞和增殖等渔业生产活动促进水生生物“移出和储存”CO2等温室气体的过程和机制。分析了贝类养殖在不需要投放饵料的前提下,通过滤食浮游植物及有机碎屑等颗粒有机物大量使用水体中CO2的过程及机制,从能量收支层面论述了使用碳、移出碳、储存碳和释放碳4个碳库的特征及其数量关系,进而证实贝类养殖提升了水域生态系统碳汇能力,是碳汇而不是碳源。贝藻养殖碳汇评估结果表明,随着海水养殖生产持续发展,近20年我国近海贝藻养殖碳汇有较大幅度的增加,总碳汇量从2001年394万t增加到2020年659万t,其中近三年(2018—2020)平均总碳汇量为648万t (相当于每年义务造林87万hm2);净碳汇量从2001年255万t增加到2020年430万t,近三年(2018—2020)平均净碳汇量为422万t (相当于每年义务造林56万hm2)。最后,提出了健康持续、深入发展碳汇渔业的相关建议。     

鱼类肠道的碳酸盐结晶物：海水鱼类养殖在碳汇渔业中的地位和作用

鱼类是一个迄今尚未被认知的非常重要的微细碳酸盐沉积物的来源,对海洋固碳有着重要作用,这个发现直接影响到碳汇渔业的内涵.本研究介绍了海洋硬骨鱼类渗透压调节机制及鱼类肠道碳酸盐结晶形成与其肠细胞膜上物质转运之间的关系,着重阐述了鱼类肠道碳酸盐结晶的特征,并论述了通过对特定区域内鱼类生物量和碳酸盐排泄率数据的研究,估计出全球海洋鱼类每年可产生大约1.1亿t的碳酸钙,在海洋总碳酸盐岩泥中占14％以上.研究重点论述了海水鱼类固碳的独特优势潜力,同时,提出为了更好地确定海水鱼类养殖在碳汇渔业中的地位和作用,有必要对主要海水养殖鱼类肠道碳酸结晶物的形成量及其调控机制,碳收支动态模型进行研究,进而合理地估算和测定海水鱼类养殖的碳汇量.     

碳汇渔业的研究进展

<正>海洋碳汇，是指一定时间周期内，海洋储碳的能力或容量。按照碳汇和碳源的定义，以及海洋生物固碳的特点，碳汇渔业是指通过渔业生产活动，促进水生生物吸收水体中的二氧化碳(CO₂)，并通过收获，将这些碳移出水体的过程和机制，也被称为“可移出的碳汇”。碳汇渔业是能够充分发挥碳汇功能，直接或间接吸收并储存水体中的CO₂，降低大气中的CO₂浓度，进而减缓水体酸度和气候变暖的渔业生产活动的泛称。     

海洋捕捞业的碳汇功能

海洋捕捞业是碳汇渔业之一,人类通过收获渔获物将食物链/网传递的海洋植物光合作用固定的碳移出水体,在海洋碳汇中发挥着重要的作用。根据对海洋捕捞业碳汇功能的评估方法,得出1980～2000年间渤海捕捞业的年固碳量是283～1008万t,黄海捕捞业的年固碳量是361～2613万t。尽管加大捕捞产量增加了从海洋生态系统移出浮游植物的固碳量,但随着捕捞业的高速发展,其碳汇功能却被削弱了,黄渤海捕捞业的年固碳量最大分别减少了23%和27%。而且由于资源量的下降,封存于水体和海底的碳减少,不利于捕捞业发挥可持续的碳汇功能。渤海2009年增殖放流的中国对虾使捕捞业增加1.66万t的固碳量,因此,需要采取包括增殖放流在内的一些措施来恢复和增强海洋捕捞业的碳汇功能,最终形成资源养护型的捕捞业。     

中国近海渔业生物捕捞群体碳汇评估

捕捞渔业生物群体的生产活动是发挥渔业碳汇功能和增汇的3种基本方式之一,其中,水生植物作为典型的碳汇生物,发挥至关重要的作用,据此,本研究采用碳含量法对1979―2020年中国近海渔业生物捕捞群体总碳汇和净碳汇进行了评估。总碳汇是通过捕捞产量和捕捞群体的碳含量估算捕捞群体的移出碳量,再根据食物网机制和各营养层级的生态转换效率,最终估算摄食的浮游植物碳含量;净碳汇是捕捞移出碳和储存碳之和,可根据占总碳汇的比例计算。随着海洋捕捞业的发展和管理的加强,40多年来,我国近海渔业生物捕捞群体碳汇有较大幅度的变化,本研究计算的总碳汇量从1979年的1458万t快速上升到1999年的6330万t,2020年下降至4983万t,其中,近3年(2018―2020年)平均每年为5246万t,约为近海贝藻养殖总碳汇的8倍;净碳汇量从1979年的511万t快速上升到1999年的2215万t,2020年下降至1744万t,其中,近3年(2018―2020年)平均每年为1836万t,约为近海贝藻养殖净碳汇的4倍。针对提高碳汇评估准确性和加强碳汇扩增,文末提出了相关建议。     

广东省海水养殖贝藻类碳汇潜力评估

大型藻类和滤食性贝类可以直接或者间接吸收水体中的碳（C）,收获养殖产品形成了一个＂可移出的碳汇＂,提高了海域的碳汇潜力。文章从物质量评估和价值量评估两方面对广东省贝、藻养殖的碳汇贡献进行了定量评估。物质量评估结果显示,2009年广东省海水养殖的贝类和藻类收获可以从海水中移出C约11×104t,相当于39.6×104t二氧化碳（CO2）;价值量评估结果显示封存固定这些CO2所需要的费用约0.59×108～2.38×108美元。因此,基于贝、藻养殖的碳汇渔业具有巨大的经济效益、生态效益和社会效益。     

中国近海海藻养殖及碳汇强度估算

海藻养殖是渔业碳汇的重要形式,碳汇生态功能显著。本实验以1999—2012年《中国渔业统计年鉴》统计数据为基础,对中国及浙江近海藻类养殖的产量、结构进行了分析,并对其固碳强度进行了估算。中国近海海藻养殖以海带、裙带菜、紫菜、江蓠等为主,期间年均总产量为141.87万t,各类海藻养殖产量所占比例分别为海带(60.29%)、裙带菜(7.92%)、紫菜(5.67%)、江蓠(5.39%)。浙江近海海藻养殖以紫菜、海带、羊栖菜、苔菜等为主,各类海藻养殖产量所占比例分别为紫菜(51.83%)、海带(27.73%)、羊栖菜(12.72%)、苔菜(1.27%)。浙江近海海藻养殖总产量占全国总产量的份额不高(2.55%),但养殖结构独特,部分种类的海藻养殖产量在全国同种类海藻养殖量中占有较高份额,其中苔菜占83.00%,羊栖菜占68.29%,紫菜占23.53%。1999—2012年,全国海藻年均固碳量为41.85万t/a,固碳量在2012年最高达51.50万t,整体呈现上升趋势。其中,海带年均固碳量在各类海藻中最高达26.45万t/a,其次是裙带菜3.23万t/a、紫菜2.24万t/a、江蓠2.01万t/a。浙江近海养殖海藻年均固碳量为1.03万t/a,约占全国年均固碳量的2.47%。为满足低碳经济发展的需求,建议加强近海自然碳汇及其环境的保护和管理,大力发展以海水养殖为主体的碳汇渔业,开展碳汇渔业关键技术与产业示范工程研究及海洋生物碳汇功能与碳汇渔业潜力的基础科学研究。     

贝藻类碳汇功能及其在海洋牧场建设中的应用模式初探

资源管理型渔业是未来海洋渔业发展的主要方向,海洋牧场是资源管理型渔业的主要方式之一。海洋牧场建设与碳汇渔业相结合是一种全新的水生生物养护形式,以贝类养殖和藻类栽培为载体的海洋牧场建设具有广泛的应用前景。本文分析了当前中国海洋牧场建设的形式,同时对贝藻类碳汇功能及其在海洋牧场建设中的重要性进行了论述,并结合浅海海域实际条件提出建设海洋牧场合理规划建议。     

基于拉格朗日法的海藻场有机碎屑离岸输运研究

海藻场在海藻凋落盛期向海洋输送大量有机碎屑，为海藻场外围海域提供大量初级生产力，并在沉降后实现碳汇功能。本研究采用具有拉格朗日质点追踪模块的三维海洋数值模式(Estuarine Coastal Ocean Model, semi-implicit, ECOM-si)，结合潮位、流速及漂流浮标轨迹跟踪观测，研究了枸杞岛西北侧天然海藻场有机碎屑输运与沉降的动力学机制及碳汇功能。结果显示，海藻场对周边海域碳汇贡献的空间分布格局呈现为以海藻场为中心的高值区，向西北–东南海域扩展分布并递减。水动力强弱和海藻碎屑粒径差异导致其沉降后的空间分布差异显著。大潮期间，海藻场对邻近海域碳汇贡献最高为699 g C/(hm2·d)。碎屑粒径越小、沉降速度越小的海藻碎屑对外围海域碳汇贡献范围越大。海藻场碳汇功能不局限于邻近海域，不同粒径海藻碎屑每天为海藻场5 km外海域提供有机碳约7.5~33.7 kg C；小潮期间水动力较弱，约90%以上的海藻碎屑沉降至5 km以内海域。海藻场碳汇功能集中于沿岸邻近海域，对邻近海域有碳汇贡献的区域范围小，但强度大，最高为817 g C/(hm2·d)。海藻碎屑脱落时的潮流方向和海藻场所处区位也是影响海藻场有机碎屑输运沉降和碳汇归趋的重要因素。赋予拉格朗日质点单位碳含量后，拉格朗日法在海藻场有机碎屑离岸输运沉降机制研究中具有可行性，可有效评估典型近岸海藻场对周边海域碳汇的贡献及主要动力学因子的作用。本研究可为我国海藻场本底调查及其生态辐射范围评估提供参考。     

海洋渔业碳汇项目方法学探究

碳汇项目方法学可规范碳汇项目设计文件编制和计量监测工作,确保项目产生的减排量达到可测量、可报告、可核查的要求,是进行碳交易的必要条件。本文梳理了当前碳汇项目方法的现状、他山之石—林业碳汇方法学的主要内容、海洋渔业碳汇相关理论和标准的研究进展,并对我国海洋渔业碳汇研究、标准及碳汇项目方法学开发面临的问题进行了分析,提出了具体的建议,以期为渔业碳汇方法学的建立及早日进入碳汇交易市场提供科学参考。当前,清洁发展机制(Clean Development Mechanism, CDM)和核证碳标准(Verified Carbon Standard, VCS)开发了林业碳汇方法学及红树林、湿地和海草等蓝碳项目的方法学。目前,尚无有关渔业碳汇监测和计量的国际标准和国家标准。海洋渔业碳汇计量和监测等一系列方法学体系尚未建成,无法全面系统评估我国海洋渔业碳汇能力和可交易量,海洋渔业碳汇与我国经济发展尚未建立耦联关系。一批相关的行业标准正在研制过程中。但是,关于海洋渔业碳汇的时效性、计量方法等尚存在不确定性。对此,建议加强海洋渔业碳汇理论研究、建全海洋渔业碳汇计量的数据体系、建立海洋渔业碳汇的示范区域和关注收获贝藻类的合理利用,以解决目前有关海洋渔业碳汇的争议问题,促进海洋渔业碳汇项目开发方法学建立,推进我国渔业碳汇交易市场的发展,发挥海洋渔业在应对气候变化中的作用。