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“先行先试”蓝色碳汇!聚焦海洋“负排放” 青岛在这些领域持续发力

2021-09-09 05:00    青岛日报/观海新闻

青岛日报社/观海新闻9月8日讯 广阔的海洋孕育着巨大的固碳能力,是地球上最大的碳库。海洋中的碳储量约为38万亿吨,比大气多50倍,地球上约93%的二氧化碳储存在海洋中。

海洋所捕获的碳称之为“蓝碳”。观海新闻记者从今天召开的“发展碳汇渔业科技、服务国家双碳战略”学术研讨会上获悉,青岛正在碳汇渔业、蓝碳生态系统修复、碳汇标准制定等领域持续发力,聚焦海洋“负排放”,在蓝色碳汇方面走出一条全国领先的特色之路。

发展绿色、可持续的碳汇渔业,不断从海水中“移出”碳

近年来,气候变化带来的海洋变暖和酸化成为全球共同面临的重大生态环境问题,而应对气候变化的关键是实现碳中和。为实现碳达峰碳中和目标,2020年9月,我国在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布:中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。

一般而言,实现双碳战略主要有两条途径:一是从源头减少碳排放;二是从末端增加碳吸收。2009年联合国《蓝碳:健康海洋固碳作用的评估报告》指出,全球自然生态系统通过光合作用捕获的碳超过一半是由海洋生物完成的。由此可见,发展蓝色碳汇是实现双碳目标的重要抓手。

青岛蓝色碳汇发展走在全国前列。早在2010年,中国工程院院士、黄海所原所长唐启升就提出了“碳汇渔业”的概念和发展目标。他的这个灵感来源于“国际大洋撒铁实验”,彼时,新西兰科学家提出了解决全球变暖的新途径,通过往海水中撒铁,提升海水中的铁含量,促进浮游生物和浮游植物的快速生长,从而加快固碳。2004年,唐启升突发奇想,既然扇贝生长能够减碳,那么,“还撒什么铁?多养点儿扇贝就行了!”

在唐启升看来,渔业具有“碳汇”的功能。因此,他把能够充分发挥碳汇功能、具有直接或间接降低大气二氧化碳浓度效果的渔业生产活动泛称为“碳汇渔业”。通过渔业生产活动促进水生生物吸收水体中的二氧化碳,并通过捕捞和收获把这些碳移出水体的过程和机制,形成了“渔业碳汇”,也被称为“可移出的碳汇”。

当然,并非所有的养殖活动都可称为“碳汇渔业”。唐启升认为,在海洋中凡不需投饵的渔业生产活动,就具有碳汇功能,可能形成海洋碳汇,相应地亦可称之为海洋碳汇渔业,如藻类养殖、贝类养殖、增殖放流以及捕捞业等。为推动“碳汇渔业”发展,多年来,以唐启升为代表的黄海所科研人员打造出渔业绿色发展方向的“桑沟湾模式”。在桑沟湾海域,他们建立起贝藻混养等多营养层级综合养殖示范项目,利用海带、海参、鲍鱼、扇贝、海水鱼等养殖品种间的生物习性及互补优势,通过一种养殖动物将另外一种养殖动植物所产生的残饵、排泄物等废物有效转化并利用,实现海水养殖绿色可持续发展。

从一定程度上来说,“碳汇渔业”的发展推广,带动了现代意义上海洋牧场的发展。目前,海洋牧场的建设不单纯是投放人工鱼礁和增殖放流,不仅仅以传统意义上的增加渔业资源为目的,而是更加强调绿色养殖以及海洋生境的修复与重建。而无论是“碳汇渔业”还是海洋牧场建设,青岛都拥有技术优势。除黄海所的多营养层级综合养殖模式外,中国科学院海洋研究所创建了现代化海洋牧场发展新模式,示范面积近200万亩,经济效益200亿元以上,推动了我国海洋牧场建设的标准化、现代化,为海区环境保护、资源养护和渔业可持续产出提供了范例。

一边是食物供给,一边是生态服务。当大规模的贝类藻类养殖和收获时,它们“可移出的碳汇”也非常明显。唐启升曾做过统计:我国海水养殖的贝类和藻类每年使用浅海生态系统的碳可达300多万吨,并通过收获每年从海中移出至少120万吨的碳。如果按照林业使用碳的算法计量,我国海水贝藻养殖每年对减少大气二氧化碳的贡献相当于造林50多万公顷。

推动规模化的蓝碳生态系统调查、修复和研究,扩增蓝碳交易基础

生态系统碳汇,是指生态系统将大气中的二氧化碳吸收并固定在植被、土壤等介质中,从而减少大气中二氧化碳浓度的过程和活动。目前,蓝碳交易主要集中在政府间气候变化专门委员会(IPCC)所承认的三种蓝碳生态系统,即红树林、海草床和盐沼。青岛对海草床的研究颇深,一定程度上影响着海草床蓝碳交易的发展。

海洋中大面积分布的连片海草叫海草床。作为初级生产力最高的生物群落之一,海草在水下通过光合作用能够把二氧化碳固定并转化为葡萄糖、淀粉等有机碳。据了解,海草每年每平方米能够固定500-1000克碳,可以达到珊瑚礁生态系统的3倍。

如今,海草床、红树林和珊瑚礁被称为我国三大典型海洋生态系统,但曾几何时,海草床默默无闻很少为大众所知。青岛科研人员对海草床的调查刷新了我国对海草床分布范围的认知。

2015年,黄海所科研人员首次发现中国黄渤海区域最大面积海草床,达10平方公里;2019年,自然资源部北海局首次在北海区开展海草床生态系统调查,进一步调查发现,黄渤海海草床总面积50平方公里。这些新发现不仅改变了我国海草床分布南北比重的认知,确立了南海海草分布区和黄渤海海草分布区两个大区,而且推动了“海草(藻)床生态系统保护和修复研究”写入《海岸带生态保护和修复重大工程建设规划》。

而面对海草退化这一全球性问题,青岛对海草床生态系统的修复技术无疑走在前列。经多年系列研究,海洋所周毅团队运用直插法、根茎绑石法等方法在未有海草分布的适宜海域开展多次海草植株移植修复工作,修复效果显著。在此基础上,2020年开始实验海草种子种植工程,在唐山海域联合开展大规模海草床修复工作,一次性播种海草种子100万粒,规模为国内最大。如今,科研团队构建出鳗草、日本鳗草、中国川蔓草和丛生鳗草等4种海草的人工种子库,将为后续的海草修复提供支撑。

如果说青岛对海草床的调查、修复,为海草床生态系统的恢复及蓝碳交易提供了基础,那么,黄海所于2013年建立的碳汇渔业实验室“海草床生态系统碳汇观测站”,则是直接对海草固碳功能进行研究。该观测站的成立,标志着渔业碳汇研究从实验室走向了现场监测,如今,观测站积累的7年现场监测数据,为海草床生态系统碳汇计量方法及碳汇生物扩增技术的建立提供着重要的基础数据。

目前,青岛在海洋生物碳汇扩增途径上,已经实现了“两条腿”走路。一方面,大力发展推广以海水养殖为主的碳汇渔业,着力推进生态性海洋牧场建设;另一方面,加强青岛及北海区海草床的恢复与重建,不断扩增海洋蓝色碳汇的交易基础。

制定海洋碳汇经济价值核算标准,探索建设蓝碳交易市场

自我国提出双碳战略以来,国内沿海城市积极探索、加速推进海洋碳汇工作。深圳今年出炉全国首个《海洋碳汇核算指南》,为开展海洋碳汇核算提供试点经验;浙江在其海洋生态环境保护“十四五”规划中提出,要调查研究全省海洋碳汇生态系统的分布、状况和增汇潜力,并开展海洋碳汇试点;辽宁组织开展了蓝碳生态系统调查评估试点技术培训会,今年将启动辽河口蓝碳生态系统调查评估试点,会同青岛等有关力量,掌握盐沼植被、海草床等蓝碳生态系统碳储量……

作为海洋城市,青岛在海洋碳汇的布局和动作也日渐增多。其中,最引人注目的就是对于海洋碳汇经济价值核算标准的制定。目前,国内外对于海洋碳汇的评估方法或标准基本处于空白,探索建立海洋碳汇标准,将为我国应对气候变化、绿色低碳发展提供方向指引,抢占蓝碳交易市场发展的主动权和制高点。

今年下半年,自然资源部第一海洋研究所编制完成海洋行业标准《中国海洋碳汇经济价值核算标准》并面向社会公开征求意见,预计今年底正式发布。该标准认为,海洋碳汇由滨海生态系统碳汇和海洋生态系统碳汇两部分组成。滨海生态系统碳汇主要由红树林生态系统碳汇、盐沼生态系统碳汇和海草床生态系统碳汇三部分组成(IPCC目前承认的三种蓝碳生态系统);海洋生态系统碳汇由藻类碳汇、海水贝类碳汇和浮游植物碳汇三部分组成。《核算标准》提供了一套完整的用于核算我国海洋碳汇经济价值的实施方案,包括具体实施步骤和要点,解决了海洋碳汇的量化问题和价值确定问题,使得海洋碳汇经济价值核算成为可能。

中国海洋大学教授赵美训长期从事边缘海碳汇研究,他最关注的是发展和确定海洋尤其是近岸碳汇计算方法与标准。据介绍,人类活动释放的二氧化碳30%由海洋吸收,而其中的10~50%又由海洋边缘海吸收。边缘海吸收的二氧化碳,有相当一部分通过海洋生物泵作用(即海洋生物通过光合作用将二氧化碳转化为颗粒有机碳,将碳元素从海洋表面向深层传递的过程)以沉积物的形式深埋海底,形成长期碳汇。因此,制定标准的同时,还应评估我国近海海底拖网造成的影响,兼顾渔业产值与实现双碳目标。

其实,蓝碳交易尚属于一个新的领域,正在逐渐发展。青岛关注的领域,国家层面也在关注。自然资源部副部长、国家海洋局局长王宏在今年7月份表示,自然资源部将推动已被IPCC承认的三大蓝碳生态系统,同时,积极推进渔业碳汇、海洋微生物碳泵等进入蓝碳交易。

除了海洋碳汇行标制定,青岛也在积极开展海洋碳汇交易试点。例如,全国首单湿地碳汇贷今年9月落地青岛胶州,以湿地内土壤碳库、水体碳库和植被碳库的固碳能力为基础,通过对湿地的土壤面积、植被面积和多年平均水资源量的监测分析,综合评定其固碳能力。

青岛是全省首个国家低碳城市试点,并在海洋领域加快“先行先试”。目前,青岛正充分发挥在海洋科研领域的集聚优势,搭建海洋碳汇监测网络,陆海统筹做好入海污染物控制,探索实施滨海湿地增汇工程,结合“海洋牧场”建设实施养殖区人工上升流增汇试点。探索制定海洋碳汇系列标准、推动海洋碳汇交易,打造“海洋碳汇特色示范区”。(青岛日报/观海新闻记者 李勋祥)

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