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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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.     

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.     

浒苔碳汇功能评估及其扩增途径

浒苔(Ulva prolifera)不仅是绿潮暴发的主要生物种类,也是海洋中重要的碳汇生物。浒苔生长速度快、繁殖方式多样、抗逆能力强,能够在短时间内形成大规模生物量,本文在此基础上评述了中国近海浒苔生物在生长和漂移过程中的固碳特点：浒苔具有独特的高pH诱导HCO3–利用机制,可提高HCO3–的吸收效率,并促进漂浮浒苔对空气中CO2的吸收,同时,C4固碳途径增强了漂浮浒苔在高光辐射时的碳固定效率,这种多样化的碳吸收和碳固定模式,使漂浮浒苔光合固碳能力增强,漂浮状态下可以快速积累生物量。以上特点使得浒苔的固碳效率显著高于主要养殖藻类,如海带、裙带菜和紫菜等。2007年以来,黄海海域连续15年暴发世界上最大规模浒苔绿潮,最大分布面积年均在3万km2以上,最大覆盖面积年均超过500 km2,浒苔生物量年均在150万t以上,据此估算,2008―2020年净碳汇量为2.5~27.5万t,年均超过7.8万t,高于主要养殖藻类,如江蓠、紫菜和裙带菜的年均固碳量,仅次于海带的年均固碳量。浒苔巨大的生物量和强大的碳固定能力使其成为一个潜在的、不可忽视的海洋碳汇和碳储途径,建议浒苔绿潮暴发时,进一步加强浒苔打捞力度和资源化利用程度,实现碳利用和去富营养化的双赢,推动浒苔碳汇产业早日加入碳市场,使其成为一个新的低碳经济增长点。     

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。     

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。     

海带对富营养化水体的生物修复效果与固碳能力

选择舟山市桃花岛碳汇渔业示范区作为调研对象,于2013年2-8月对网箱养殖区、海带养殖区、海带养殖区上游(对照点)和海带养殖区下游各站位水质参数以及海带生物量的变化进行了为期7个月的跟踪调研。调查结果显示,海带在减轻海水富营养化方面效果显著,在去除海水无机氮方面尤为明显。与对照点相比,海带养殖区下游无机氮平均浓度降低了15.3%,水体富营养化得以改善,网箱养殖区海水与对照点相比,无机氮平均浓度显著降低(P0.05),海带养殖未使海水中有机质含量升高。在固碳能力方面,该海域海带的年固碳能力为0.234kg/m~2,通过标准化转换,固碳速率最高达403t/(km~2·年),通过海带养殖,该示范区一年总共可吸收碳(C)31 200 kg,吸收氮(N)2130 kg,吸收磷(P)300 kg。本研究说明海带具有一定的生物修复与固碳能力,可为建立鱼藻生态复合养殖系统提供参考。     

新型鱼片细刺去除机

所谓碳汇渔业是利用水域中动植物碳汇功能，吸收并储存水体中的二氧化碳，降低大气中二氧化碳浓度，进而减缓水体酸化和气候变暖的渔业活动。中国近海、浅海贝类和藻类养殖不仅为人类社会提供了大量优质、健康的高档海洋食物，同时又对减排大气二氧化碳作出很大的贡献。因此，突破海水养殖业的关键技术，大力发展海洋碳汇渔业，进行鱼、虾、贝、藻类等多种生物的人工养殖、增殖，积极拓展生态系统养殖模式，对于发展低碳经济具有重要意义。     

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。     

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。     

广东:海洋生物固碳养殖初见成效

正水面的浮床上种上海马齿,中上层吊养牡蛎,水体中混养罗非、黄鳍鲷、金鼓、花虾等,底部播养波纹巴非蛤等贝类和江蓠……使整个水体处于一个立体利用状态,上中下层均分布着适合其生长的植物和生物,而它们又互为依存,形成一个生态链条,从而达到海洋生物固碳作用。这是《海洋与渔业》记者4月22日在广东阳江市举办的一个海洋生物固碳项目现场会上看到的新型养殖模式。     

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。     

枸杞岛贻贝养殖海域碳通量及固碳能力研究

为研究枸杞岛贻贝养殖海域不同季节碳通量及固碳能力, 本研究在 2020―2021 年监测和分析了养殖海域温度、盐度、pH、总碱度(TA)及水体中溶解无机碳(DIC)、溶解有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)分布特征, 估算了枸杞岛贻贝养殖海域表层海水二氧化碳分压(pCO₂)及海–气界面二氧化碳交换通量(FCO₂)值, 并分析 pCO₂ 的影响因素, 探讨枸杞岛贻贝养殖海域固碳能力。结果表明, 枸杞岛海域表层海水 4 个季节的温度、盐度、pH、TA、DIC、 DOC、POC 的空间分布在季节上差异极显著(P＜0.01)。枸杞岛海域 pCO₂ 全年的变化范围为 65.19~719.1 μatm, 水团混合和生物活动等是影响海域表层海水 pCO₂ 的重要因素。枸杞岛贻贝养殖海域 FCO₂ 值的变化范围为–63.75~ 99.18 mmol/(m² ·d), 四季变化极显著(P＜0.01), 全年碳分布格局有较大差异, 其中, 春、夏、秋三季均为碳汇, 分别为 (–18.86±12) mmol/(m² ·d), (–11.59±7.95) mmol/(m² ·d), (–3.61±37.22) mmol/(m² ·d), 冬季为碳源[(78.24±5.09) mmol/(m² ·d)]。枸杞岛贻贝养殖区 FCO₂ 值均高于外海非养殖区, 且达到显著水平(P＜0.05), 是弱汇区。本研究区域内贝壳固碳量为 18425.59 t, 贻贝软组织固碳量为 4973.97 t, 单位面积贻贝固碳量达 22.83 t/hm² 。该研究可为贝类养殖碳汇评价提供参考。