我國是世界上少數幾個同時擁有紅樹林、鹽沼和海草床三大海岸帶藍碳生態(tài)系統的國家之一，藍碳研究走在了世界前列。但同時也面臨著生態(tài)系統資源退化，藍碳資源儲量、固碳能力和增匯潛力底數不清、相關法律法規(guī)不健全等一系列挑戰(zhàn)。
當今，大氣二氧化碳增加導致全球氣候變化加劇，成為可持續(xù)發(fā)展面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。自去年12月中央經濟工作會議首次將“做好碳達峰、碳中和工作”列為2021年重點任務以來，碳達峰和碳中和成為社會關注焦點。今年政府工作報告也提出，“扎實做好碳達峰、碳中和各項工作”。
做好“碳達峰、碳中和”，其中一個重要途徑是增加碳匯。生態(tài)系統增加碳匯的路徑主要有陸地碳匯和海洋碳匯，分別稱為“綠碳”和“藍碳”。地球上的藍碳生態(tài)系統在光合作用過程中將碳固定下來，形成藍色碳匯。比如，紅樹林、海草床、檉柳、堿蓬等，都承載著“藍碳”的使命。
那么，我國近海“藍碳植物”的生存狀況如何，面臨著哪些挑戰(zhàn)，我國在藍碳領域正在開展哪些研究和規(guī)劃？這些都是人們關注的話題。
“碳中和”負排放的重要一環(huán)
在植被豐茂的山野，每一次呼吸都像在給肺部進行一次推拿……長期以來，人們對吸碳釋氧的“綠碳”極為熟悉。相比之下，海洋植物與二氧化碳之間的關系就低調多了。其實，儲存于濱海和海洋系統的藍碳，是地球上最大的碳庫。
據了解，“藍碳”是相對于陸地生態(tài)系統植被固定的“綠碳”概念提出來的。2009年，聯合國環(huán)境規(guī)劃署、糧農組織和教科文組織政府間海洋學委會發(fā)布了《藍碳：健康海洋對碳的固定作用——快速反應評估報告》（以下簡稱《藍碳報告》），正式提出了藍碳的概念。
浙江大學海洋學院副教授肖溪介紹，藍碳即海洋碳匯，是利用海洋活動及海洋生物吸收大氣中的二氧化碳，并將其固定和儲存在海洋中的過程、活動和機制。其中，紅樹林、鹽沼和海草床等都是典型的海岸帶藍碳，能捕獲和儲存大量的碳，并將其長期埋藏在海洋沉積物里。
海洋是地球上最大的碳匯體，海岸帶藍碳是潛力巨大的碳匯資源。《藍碳報告》指出，占全球海洋有限面積的濱海濕地在全球海洋碳儲存中發(fā)揮著重要作用，紅樹林、鹽沼和海草床濕地每年埋藏到沉積物中并長久保存的有機碳數量，約占海洋沉積物碳埋藏量的一半以上。
2011年，國外一些海洋科學研究者的文章進一步推動了全球對濱海濕地碳埋藏重要性的認識。他們指出，紅樹林、鹽沼和海草床的單位面積碳埋藏速率遠遠高于陸地森林。
我國是世界上少數幾個同時擁有紅樹林、鹽沼和海草床三大生態(tài)系統的國家之一，廣闊的濱海濕地為發(fā)展我國海洋碳匯提供了空間。
紅樹林，具有防風消浪、促淤保灘、凈化海水和空氣等功能，蘊藏著豐富的生物資源，其生態(tài)系統的碳密度顯著高于同緯度其他生態(tài)系統。在我國浙江、福建、廣東、廣西和海南等沿海地區(qū)，都生長著大片的紅樹林。濱海鹽沼濕地，也叫潮汐沼澤，是位于陸地和開放海水或半咸水之間，伴隨有周期性潮汐淹沒的潮間帶上部生態(tài)系統。這里的地表水呈堿性，土壤中鹽分含量較高，分布著蘆葦、堿蓬、檉柳、海三棱藨草、短葉茳芏和海馬齒等植物。
海芒果半紅樹植物屬于紅樹林生態(tài)系統的一種，主要分布在廣東、廣西、海南等地。
海草主要分布于熱帶、亞熱帶和溫帶沿岸海區(qū)的淺海水域。在適宜的環(huán)境中，海草大面積連片生長，形成海草床。海草床在全球分布面積不大，僅占海洋面積的0.1%，卻在保護生物多樣性、凈化水質等方面發(fā)揮著重要作用。據估算，全球海草床年固碳量約占海洋總固碳量的18%。
“海岸帶藍碳將會是碳中和負排放方案中的重要一環(huán)。”肖溪說，相較于綠碳，藍碳主要有三方面優(yōu)勢。首先，封存時效長。海岸帶藍碳生態(tài)系統的碳封存可以達到上千年的時間尺度，而陸地綠碳生態(tài)系統往往只有幾十年。
其次，捕獲效率高。國際著名海洋學家、聯合國藍碳評估組專家、歐洲科學院院士卡路斯·杜阿爾特（300825）（Carlos M. Duarte）教授研究表明，典型海岸帶藍碳生態(tài)系統僅占全球海床面積的0.2%, 但貢獻了海洋沉積物碳總儲量的50%。
第三，具有巨大的生態(tài)環(huán)境效益。比如，緩解近海富營養(yǎng)化和海洋酸化，相較陸地而言生產對環(huán)境負面影響小得多的海產品等。
當前，藍碳發(fā)展迎來重大機遇。近年來，《中共中央國務院關于加快推進生態(tài)文明建設的意見》《全國海洋主體功能區(qū)規(guī)劃》等文件中都對發(fā)展藍碳作出部署，并相繼發(fā)起“21世紀海上絲綢之路藍碳計劃”和“全球藍碳十年倡議”，提倡充分發(fā)揮藍碳的作用。在碳中和目標這一剛性約束下，藍碳提供了可充分挖掘的“去碳空間”。
人類活動威脅三大生態(tài)系統生境
“三大海岸帶生態(tài)系統面臨著來自氣候變化和人類活動的雙重壓力，資源退化嚴重。”肖溪對目前我國的藍碳生態(tài)系統狀況深表擔憂。
浙江大學海洋學院吳嘉平教授藍碳科研團隊歷時多年，對全國海岸帶進行了實地勘察和遙感調查。今年年初，他們又獲得了全國海岸帶藍碳生態(tài)系統新近而詳細的面積與分布信息。吳嘉平說：“我國目前大約有1500平方公里的紅樹林、鹽沼和海草床。而自1950年以來，我國這三大藍碳生態(tài)系統已損失約9236～10059平方公里，主要原因是土地圍墾。”
目前，我國的紅樹林生境僅限于東南沿海，面積退化的原因是亂砍濫伐、海水養(yǎng)殖污染、病蟲害、海平面上升、海堤阻隔等多種因素。鹽沼在我國沿海地區(qū)均有分布，蘆葦和堿蓬在本土鹽沼植被中占主導地位，但隨著入侵物種互花米草的侵占，本土鹽沼物種，甚至紅樹林的生境都受到了嚴重威脅。海草床相對更為脆弱，植被相對低矮，人類活動對海草床產生較大的威脅。
自然資源部第三海洋研究所研究員陳光程也有類似感受：“近年來，我國紅樹林和鹽沼生態(tài)環(huán)境受到廣泛關注，大力保護和修復使面積有所提升，但是人類活動和全球變暖仍然對其造成威脅。而海草床資源退化，更是一個不爭的事實。”
有關數據顯示，目前全球1/3以上的海草床已完全退化，每年消失速度超過7%，是熱帶森林的2～15倍。我國海草床也已嚴重衰退，現有的22種海草約占全球海草種類數的30%，其中有5種被世界自然保護聯盟（IUCN）列為易危種，兩種被列為稀有種。
自然資源部北海局教授級高工宋文鵬說，海草床、鹽沼、紅樹林三大生態(tài)系統始終處于持續(xù)的演變過程中。受全球變化、海平面升高、入海河流變化等影響，它們產生自然的演變，受人為活動干擾，造成了被迫演變。因為這三大生態(tài)系統位于沿海區(qū)域，與人類活動區(qū)域重疊或距人類活動區(qū)域較近，人類活動和三大生態(tài)系統的關系錯綜復雜，其中的影響，需要相關專家學者認真詳細研判。
中國藍碳研究走在世界前列
“國際社會對碳排放的關注由來已久，藍碳扮演著越來越重要的角色，并成為各國政府和科學家追逐的焦點和熱點。”中國科學院院士、廈門大學教授焦念志介紹說。
2010年，第16屆聯合國氣候變化大會正式提出“藍色碳匯計劃”，強調要重視沿海海洋生態(tài)系統對降低二氧化碳水平的作用，指出如果能重視并正確的管理，藍碳對減緩氣候變化有很大的潛力。
目前，中國藍碳研究已走在世界前列。據了解，10余年來，我國先后安排了許多涉及藍碳的科研項目，催生出一批較高水平的科研成果。
值得一提的是，焦念志團隊提出的海洋微型生物碳泵理論框架，解釋了海洋巨大溶解有機碳庫（新藍碳）的來源，得到國際同行的廣泛關注和認同。由此，國際海洋科學研究委員會（SCOR）設立了海洋微型生物碳泵理論科學工作組，由我國科學家領銜，成員包括來自12個國家的26名科學家。此外，我國科學家還在著名國際學術品牌美國“戈登論壇”發(fā)起并獲批設立“海洋生物地球化學與碳匯”永久論壇等，都彰顯了海洋微型生物碳泵理論及其研究的國際影響力，標志著我國在海洋碳匯領域走在了國際前沿。
2011年，原國家海洋局啟動我國首批濱海濕地固碳示范區(qū)建設，科研人員在廈門市下潭尾建成20畝紅樹林濕地固碳能力提升技術應用示范區(qū)，并取得良好效果，這為此后提升濱海濕地“碳匯”功能提供了技術依據。
兩年后，我國30多個涉海科研院校、部委和企業(yè)，形成了以基礎研究為主，涵蓋產、學、研、政、用的聯盟體——全國海洋碳匯聯盟，旨在推動藍碳研發(fā)，服務國家需求。
2014年8月，在中國科學院學部第39次科學與技術前沿論壇上，我國海洋科學家又自發(fā)成立了“中國未來海洋聯合會”，推出了“中國藍碳計劃”。這些活動極大促進了我國藍碳研究進展，實現在認識生態(tài)系統基礎上的藍碳科學管理，為海洋強國建設決策提供了科技支撐。
2015年，中共中央、國務院《生態(tài)文明體制改革總體方案》提出“逐步建立全國碳排放總量控制制度和分解落實機制,建立增加森林、草原、濕地、海洋碳匯的有效機制”。
2019年3月，浙江省溫州市洞頭區(qū)政府聯合浙江大學海洋學院開展的藍碳生態(tài)系統項目實施試點完成。該項目根據洞頭的生態(tài)系統、海洋災害、物種資源等特征，結合當地“南紅北柳”“藍色海灣”“海洋牧場”等海洋生態(tài)建設項目實施，形成了成本低、效果顯著、可推廣的藍碳增匯新技術和綜合管理方法。
“洞頭一期400畝幼年紅樹林群目前每年固碳約56噸，在有效的管理前提下，預計10年后年固碳量將達70噸。”吳嘉平表示，按照目前的趨勢，在充分挖掘藍碳潛力和利用海洋可再生能源的前提下，洞頭有望在國內率先成為碳中和（碳零排放）乃至碳匯（碳存儲）縣區(qū)。
2020年，宋文鵬帶領團隊完成的北海區(qū)海岸帶保護修復工程項目調查，基本掌握了我國渤海及北黃海區(qū)域海草床、鹽沼等藍碳生態(tài)系統的空間分布及面積數據，同時開展了鹽沼植被、海草床現狀調查和生態(tài)狀況評估，為我國藍碳生態(tài)系統碳儲量、固碳速率和碳匯潛力評估提供了重要的基礎數據。基于此，北海局初步估算黃河口鹽沼生態(tài)系統總碳儲量超過400萬噸碳，年碳匯量超過3.4萬噸碳。
著力開展藍碳增匯技術研究
據《藍碳報告》估算，保護和恢復海洋藍色碳匯及改善對其的管理，可避免每年高達450萬億克碳損失，該數字相當于人類目前計劃的碳減排量的10%。
“‘碳中和’是應對氣候變化的必由之路, 海洋‘負排放’（即增匯）是實現‘碳中和’的重要途徑。”焦念志說。對此，宋文鵬也十分認同：做好碳達峰、碳中和，除了要減少二氧化碳排放外，還有一個重要途徑就是著力增加碳匯。
宋文鵬說：“在全球范圍內基于海洋的增匯方案，可在2030年每年減少近40億噸二氧化碳當量的排放，到2050年每年減少約110億噸。”
為實現增匯，焦念志認為，我國應選擇典型的鹽沼濕地、紅樹林濕地和海草床生態(tài)系統, 建立濱海濕地碳通量監(jiān)測網絡，查明濱海濕地水—土—氣—生物循環(huán)中的碳通量、時空演變與受控機制。此外，還要構建濱海濕地藍碳示范區(qū)，為建立不同類型的濱海濕地固碳增匯生態(tài)管理模式提供可借鑒的經驗。
加快濱海濕地藍碳資源調查也迫在眉睫。陳光程說：“要查清中國藍碳資源儲量、固碳能力和增匯潛力，建立藍碳資源和固碳能力調查的常態(tài)化工作機制，支撐將濱海濕地藍碳納入國家溫室氣體清單和實現‘國家自主貢獻’目標。”
同時，他建議積極拓展與國際組織的合作，提高中國科學家在藍碳國際事務中的參與度，利用多方國際合作平臺推動其他類型碳匯等納入聯合國氣候變化框架公約下的應對氣候變化相關工作。
“藍碳增匯技術研究尚處于起步階段，目前對藍碳增匯手段的研究主要集中于對現有濱海濕地的保護和修復方面，是否能通過適當擴大、新增濕地面積，恢復海草床面積，新建鹽沼濕地和紅樹林來實現增匯目標，仍需要在綜合研究評估人工新增濕地以及引入外來物種的生態(tài)風險后進行適應性的推廣。”宋文鵬說。
他表示，要保護好濱海藍碳生態(tài)系統，如劃定紅線或保護區(qū)，制定相應的法律法規(guī)。繼續(xù)開展海岸帶的生態(tài)修復，并對現有的破壞行為采取專項整治。
2021年度，在自然資源部項目的支持下，宋文鵬和團隊計劃選取黃河口、膠州灣及曹妃甸開展鹽沼及海草床生態(tài)系統碳儲量調查與評估示范研究，建立和完善碳儲量調查與評估技術體系的同時，進一步豐富重點調查區(qū)域的碳儲量調查數據，為濱海濕地納入國家溫室氣體清單提供支持。
近日，海洋三所傳來消息。陳光程帶領的團隊與廣東湛江紅樹林國家級自然保護區(qū)管理局合作開發(fā)的湛江紅樹林造林項目通過評審。“接下來，我們還將努力挖掘紅樹林等濱海濕地藍碳在增匯和減排中的作用和價值，推動藍碳納入國家應對氣候變化的相關工作，并通過市場機制實現藍碳及藍碳生態(tài)系統的價值。”陳光程說。
焦念志表示，隨著國際社會對海洋負排放的重視, 海洋碳匯終將被納入全球碳交易體系，我國應積極探索海洋碳匯交易的可行路徑，為國際海洋碳匯發(fā)展提供“中國方案”。
數讀藍碳
海岸帶藍碳生態(tài)系統占全球海床面積的0.2%, 但貢獻了海洋沉積物碳總儲量的50%
我國目前大約有1500平方公里的紅樹林、鹽沼和海草床。而自1950年以來，我國這三大 生態(tài)系統已損失約9236～10059平方公里
目前全球1/3以上的海草床已完全退化，每年消失速度超過7%，是熱帶森林的2～15倍
保護和恢復海洋藍色碳匯及改善對其的管理，可避免每年高達450萬億克碳損失， 該數字相當于人類目前計劃的碳減排量的10%。
