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.     

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。     

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。     

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。     

东江水库碳汇渔业与生态保护的初步研究

2007年7月和10月对东江水库的水体初级生产力和水质进行了监测和评价,估算了天然渔业资源量及可移出碳量。研究表明,库区存在较丰富的外源性营养物质,主要来源于农业、生活废水及旅游业;10月水体水质优于7月,均属中营养水平;初级生产力平均为5.13g/(m2.d),与水体叶绿素、氨氮和总磷浓度呈较强的正相关;折算滤食性鱼产量为1541.9t/年,移出碳量为218.4t/年。2007-2010年进行鱼类增殖放流,获得天然滤食性渔获物最高达产量为900t/年,移出碳量127.5t/年。在制订东江水库渔业环境保护条例时,按初级生产力的大小,利用增殖放流等渔业去碳技术,适量投放滤食性鱼类,充分利用水体氮、磷,可实现东江水库碳汇渔业的可持续发展。     

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。     

东江水库碳汇渔业与生态保护的初步研究

2007年7月和10月对东江水库的水体初级生产力和水质进行了监测和评价,估算了天然渔业资源量及可移出碳量。研究表明,库区存在较丰富的外源性营养物质,主要来源于农业、生活废水及旅游业;10月水体水质优于7月,均属中营养水平;初级生产力平均为5.13g/（m2.d）,与水体叶绿素、氨氮和总磷浓度呈较强的正相关;折算滤食性鱼产量为1541.9t/年,移出碳量为218.4t/年。2007-2010年进行鱼类增殖放流,获得天然滤食性渔获物最高达产量为900t/年,移出碳量127.5t/年。在制订东江水库渔业环境保护条例时,按初级生产力的大小,利用增殖放流等渔业去碳技术,适量投放滤食性鱼类,充分利用水体氮、磷,可实现东江水库碳汇渔业的可持续发展。     

淡水水体渔业碳移出之估算

鱼类和甲壳类等水产品是淡水生态系统碳移出的主要方式。2009年,全国淡水鲢产量348万t,鳙产量243万t,草鱼408万t,鲫206万t,鲤246万t。鲢、鳙的食物主要是天然饵料,鳜鱼摄食鱼类,其饵料鱼则摄食天然饵料,假设草鱼、鲫鱼、鲤鱼、团头鲂等产量的20%来自天然饵料(如不计算施肥等碳输入),通过计算,淡水水产每年总的碳移出约155万t,另外通过粪便等形式沉积的碳约186万t。如按淡水捕捞产量214万t计算,则移出碳27.8万t/yr。比较了不同湖泊的碳移出和沉积力,鄱阳湖为大型浅水湖泊,从20世纪50年代～90年代,其通过渔业移出的碳为11.8～27.6kg/hm2.yr,总移出碳为3890～9061t/yr,总固定的碳为8558～19935t/yr。梁子湖为中型浅水湖泊,渔业碳移出为24～38t/hm2.yr,总移出碳约700～1100t/yr。武汉东湖为典型的富营养化湖泊,其渔业的碳移出约为78kg/hm2.yr,通过渔业输出的碳约260t/yr,总固定碳约600t/yr。长江中下游湖泊面积1971年为1.67万km2,2000年为1.3万km2,如果平均碳移出按10～30kg/hm2.yr计算,总碳移出分别为1.67～1.3万t/yr和5.01～3.9万t/yr。淡水渔业不仅可以移出水体的碳,而且还可以为人类提供大量的优质食物。各种计算方法之间存在一定差异。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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.     

养殖栉孔扇贝对桑沟湾碳循环的贡献

通过室内实验、数学模拟的方法研究了桑沟湾养殖栉孔扇贝通过呼吸、钙化等活动对湾内碳循环的影响,并与生物沉积碳相比较发现,养殖扇贝每年通过呼吸和钙化分别放出碳1.22×104t和7.57×102t;但通过生物沉积作用每年有8.71×104t碳被沉降到沉积物界面,这些碳绝大部分被埋藏从而脱离了地球化学循环。尽管养殖扇贝通过呼吸和钙化释放出部分碳,但有更多的碳通过生物沉积作用被埋置因此,从整体上看,养殖栉孔扇贝在湾内碳循环中参与了碳汇的作用。