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。     

河蚌的净水作用和淡水珍珠产业的碳汇贡献

<正>单细胞藻作为生物泵中的首要环节,固碳作用明显,但是从水体中移出的难度很大。而滤食性贝类通过摄食单细胞藻类和颗粒有机碎屑等,吸收转化为贝壳(主要是CaCO_3)和软组织(有机N、P、C等多种元素),从而直接或者间接吸收水体中的N、P、C等元素,通过收获养殖贝类产品,既净化水质也可形成一个"可移出的碳汇"。     

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。     

2004~2014年温州市养殖贝类碳汇强度研究

为了解温州市养殖贝类的碳汇贡献量,选取5种主要特色养殖贝类(泥蚶、缢蛏、牡蛎、青蛤和厚壳贻贝),采用元素分析法研究其碳含量,推算出碳汇总量,即养殖产品从海洋中“移出的碳汇”,并结合2004～2014年《浙江省渔业经济统计资料》的数据,比较温州市各养殖贝类年固碳量在全省的比重.统计数据显示:牡蛎养殖产量在全省的占比稳定,为11％ ～13％(2012年例外,占16％);泥蚶、缢蛏养殖产量在浙江省内的占比逐年降低,分别从2005年的18％降至2014年的约9％,从2007年的约13.5％降至2014年的约8％;温州市青蛤、贻贝养殖在全省所占比例较低,且在2004～2014年间养殖产量变化起伏较大.元素分析结果表明,不同养殖贝类,其外壳、软组织的含碳量各不相同.2004～2013年温州市养殖贝类年固碳量呈逐年减少趋势,2014年略有回升,固碳量从2004年的6781.01 t降至2013年的4443.78 t,2014年回升至4562.58 t,平均每年固碳5732.57 t,年均减排价值量为85.99万～343.95万美元.     

威海市藻类养殖产业发展及其碳汇评估研究

正根据联合国环境规划署《蓝碳》报,海洋生物固定了全球55%的碳,海洋生物固碳构成了碳补给和移出通道,使生物碳可长期储存、最高达上千年,可见海洋生物在碳汇方面具有举足轻重的地位。养殖藻类群落可以通过光合作用将海水中的溶解无机碳转化为有机碳,伴随着养殖藻类的收获,大量的碳能够直接从海水中移出,这势必对养殖海区以及邻近海域的碳汇格局产生重要影响。我国作为世界上最大的藻类养殖国家,估算各区域内藻类养殖生态系统的固碳潜力可为争取     

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.     

基于氮和磷平衡的负责任养殖模式下的养殖海区规划

以氮（N）和磷（P）2种重要营养盐为研究对象,提出负责任养殖概念,建立了基于负责任养殖模式下的鱼、藻复合养殖海区的规划模型。这一模式下仅考虑人工养殖行为,饲料作为养殖海区唯一的营养盐输入途径,鱼类和经济藻类作为营养盐输出途径,不考虑海水交换、自然海区藻类营养盐吸收、野生鱼类残饵摄食和生物降解等因素引起的营养盐吸收和转化过程。研究表明,鱼、藻复合养殖模式可以实现负责任养殖行为,但鱼类和藻类养殖规模比例悬殊,藻类羊栖菜（Sargassum fusiform e）和鱼类大黄鱼（Pseudosciaena crocea）的养殖面积比约为95：1,生物量比值约为30：1。单纯采用经济藻类养殖作为养殖海区营养盐平衡手段效果有限,可以考虑增加贝类养殖,加强海区营养盐转移功能。     

庙岛群岛毗邻海域秋季底栖食物网潜在碳来源贡献及对碳汇渔业的思考

陆架边缘海是全球海洋重要的碳汇区域,而近岸岛屿毗邻海域作为最具代表性的边缘海域,具有来自海洋与陆地的不同碳来源,在碳循环和海洋碳汇中发挥着重要作用。本研究基于碳氮稳定同位素方法,利用贝叶斯混合模型,分析2020年秋季庙岛群岛毗邻海域底栖食物网中不同碳来源(浮游植物、大型藻类、悬浮颗粒有机物和底质有机物)对主要消费者类群(水生底栖无脊椎动物、杂食性鱼类、底栖食性鱼类和肉食性鱼类)的相对贡献,并以此对海洋碳汇和碳汇渔业展开了讨论。结果显示,庙岛群岛毗邻海域秋季底栖食物网生物类群的潜在碳来源主要为藻类(包括浮游植物和大型藻类)和海底底质有机质(SOM),但悬浮颗粒有机物(POM)的贡献较低。碳来源主要以内源性碳(海源)为主。由于大型藻类对水生底栖无脊椎动物的贡献明显高于鱼类,在碳汇渔业的指导下,合理科学地进行藻类增养殖,并通过贝类或以贝藻为食的鱼类混和养殖可能增加碳汇能力,从而促进碳汇渔业的发展。     

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。     

滤食性贝类养殖碳汇功能研究进展及未来值得关注的科学问题

我国是世界海水滤食性贝类养殖第一大国，滤食性贝类及其所处的近海生态系统与碳的生物地球化学过程关系密切。本文概述了滤食性贝类养殖碳汇研究进展，分析了目前在支撑数据的科学性和系统性、对关键过程和机理认知等方面存在的问题，提出了后续在碳汇形成过程和机制的基础研究、方法学研发和交易体系建设、碳汇扩增模式构建和产业化应用等亟需持续深入的方向。研究结果将为深入认识和科学评估滤食性贝类养殖生态系统的碳汇效应及其服务国家“双碳”战略目标的潜力提供科学依据。     

海洋碳汇研究进展及南海碳汇渔业发展方向探讨

二氧化碳（CO2）是温室气体的主要成分,近代工业化的迅速发展导致碳的排放量不断增长,自2005年2月16日《京都议定书》正式生效以来,节能减排、碳＂源＂、碳＂汇＂等概念越来越受到关注。海洋占地球面积的70%以上,是最大的＂碳库＂,约占全球碳总量的93%,约为大气的50倍。海洋的固碳机制主要包括碳酸盐体系驱动的＂溶解度泵＂和浮游生物驱动的＂生物泵＂过程,这些过程对大气CO2的浓度和全球碳循环的系统过程都有重要的影响。同时,近海由于受人类活动的显著影响,尤其是近岸的渔业活动,对碳循环和海洋增汇有着重要的影响。文章对主要的碳源和碳汇以及海洋固碳机制研究进展进行了综述,并探讨了南海碳汇渔业发展的重点研究方向。     

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。     

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。     

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。     

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.     

贵贵州地区碳汇渔业潜力研究

我国是当今世界水产品产量最高的国家，渔业呈现地区发展不平衡、不充分的格局，内陆地区渔业发展水平总体上远低于沿海地区。在当前“碳达峰”和“碳中和”双碳战略背景下，渔业迎来了前所未有的机遇和挑战尤其是对于内陆淡水渔业，碳汇渔业将成为未来的一个重要发展方向。该文主要根据《中国水产统计资料》和《中国渔业统计年鉴》，以贵州省为例，结合贵州地区近年来的渔业发展现状，估算了贵州省近五年(2016—2020年)的渔业碳汇强度，分析了贵州地区发展碳汇渔业的潜力。渔业碳汇强度估算结果显示，2016—2020年贵州省渔业碳移出量在1.4 t到1.7 t之间，平均碳移出量为1.5 t。贵州省渔业发展相对落后，水产品捕捞产量和养殖产量均远低于全国平均水平，但贵州省近年来大力推广稻渔综合种养和湖库养殖等生态渔业模式，到2020年稻田养殖和湖库养殖面积分别占全省水产养植总面积的74.2%和19.2%，二者产量达到全省总产量的一半以上，远高于全国平均水平。稻渔综合种养和湖库养殖等生态渔业成为贵州省水产养殖业的重要养殖模式，未来这类具备碳汇功能的生态渔业规模将会进一步扩大，是贵州地区扭转渔业养殖模式和渔业经济增长方式的机遇，对碳汇渔业的全面推广和渔业的可持续发展具有重要指导意义。     

滤食性鱼类在淡水渔业中的碳汇作用初探

气候变暖威胁人类的生存与发展,减少CO2等温室气体的排放,发展低碳经济,缓解全球气候变暖的低碳经济是人类的共识。滤食性鱼类通过滤食浮游生物,间接降低大气中的CO2浓度而发挥碳汇作用。本文描述了一个不投饵的淡水生态系统的碳循环,探讨了滤食性鱼类在淡水生态系统中的碳汇作用,依据2009年全国水产养殖相关统计数据,估算了全国滤食性鱼类养殖的年碳汇量,为淡水渔业的低碳发展提供新思路,以推进现代化渔业的科学健康发展。     

滤食性鱼类在淡水渔业中的碳汇作用初探

气候变暖威胁人类的生存与发展,减少CO2等温室气体的排放,发展低碳经济,缓解全球气候变暖的低碳经济是人类的共识。滤食性鱼类通过滤食浮游生物,间接降低大气中的CO2浓度而发挥碳汇作用。本文描述了一个不投饵的淡水生态系统的碳循环,探讨了滤食性鱼类在淡水生态系统中的碳汇作用,依据2009年全国水产养殖相关统计数据,估算了全国滤食性鱼类养殖的年碳汇量,为淡水渔业的低碳发展提供新思路,以推进现代化渔业的科学健康发展。