海洋碳匯是什么?海洋是地球系統中最大的碳庫,海洋碳庫是大氣的50倍,陸地生態系統的20倍,全球大洋每年從大氣吸收CO2約20億噸,占全球每年CO2排放量的1/3左右,是大氣CO2巨大的匯[1-2]。海洋碳匯是指一定時間周期內海洋儲碳的能力或容量。海洋儲碳的形式包括無機的、有機的、顆粒的、溶解的碳等各種形態。海洋中95%的有機碳是溶解有機碳 (DOC),而其中95%又是生物不能利用的惰性溶解有機碳(RDOC),世界大洋中RDOC的儲碳量大約是6500億噸,儲碳周期約5000年,它 們與大氣CO2的碳量相當,其數量變動影響到全球氣候變化。
海洋中存在著數量巨大的微型生物(Microbes),它們是海洋RDOC的主要生產者---它們可以利用活性溶解有機碳(LDOC)支持自身的代謝,同時產生RDOC。生物來源的RDOC構成了海洋RDOC庫的主體,由于RDOC在海水中的代謝周期很長,所以相當于將大氣中的CO2封存在海里面。在海水中LDOC的濃度較低,而RDOC的濃度較高,微型生物的這一作用將低濃度的LDOC轉化為高濃度的RDOC就好像將水從低水位抽到了高水位,所以這一機制被形象地成為微型生物碳泵(MicrobialCarbonPump,MCP)[4]。地球上的碳元素主要存在于大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈中。雖然全球的碳元素主要以碳酸鹽巖石的形式存在于地殼中,但其中的碳元素幾乎處于靜止狀態,較少參與碳循環。所以,海洋是除地質碳庫外最大的碳庫,也是參與大氣碳循環最活躍的部分之一,海洋的固碳能力約為4000萬億噸,年新增儲存能力約5億噸~6億噸,碳元素在海洋中主要以顆粒有機碳、溶解有機碳和溶解無機碳三種主要形態存在。
海洋在全球氣候變化和碳循環過程中發揮著基礎性的作用,海洋碳匯是解決我國碳排放問題的重要路徑之一。目前我國海岸帶以及近岸藍碳發展潛力巨大,但也面臨著多重威脅。
在經濟發展需求與生態容量的雙重約束下,我國亟需在自然科學原理的指引和政策手段的輔助下推動發展海洋藍色碳匯,構建和完善我國海洋藍碳市場交易機制,助力實現我國“2060年碳中和目標”。
碳匯與碳源
碳匯、碳源的概念是由政府間氣候變化專門委員會(IPCC)定義的。該委員會是評估與氣候變化相關科學的國際機構,旨在為決策者定期提供針對氣候變化的科學基礎、其影響和未來風險的評估、以及適應和緩和的可選方案。
碳匯是指從大氣中移走二氧化碳和甲烷等導致溫室氣體效應的氣體、氣溶膠或它們初期形式的任何過程、活動和機制。
碳源是指向大氣釋放二氧化碳和甲烷等導致溫室氣體效應的氣體、氣溶膠或它們初期形式的任何過程、活動和機制。
藍色碳匯
海洋是地球上最大的長期碳匯。
海洋吸收了工業革命以來由人類活動導致的碳排放總量的三分之一,這些被固定的碳經由海洋生物泵實現由大氣向海底沉積物的傳輸和儲存。
在廣闊的海域中,進行光合作用的海洋浮游生物將二氧化碳從大氣中吸收并固定在有機質中。海洋微生物雖然個體極小,多樣性豐富,生物量龐大,僅可進行光合作用的海洋微生物每天所固定的有機碳就與陸地全部植物固定的有機碳量相當。
健康的藍碳系統對維持自然生態平衡具有關建意義。
全球海岸帶植被棲息地,包括海草床、鹽沼、紅樹林和巨藻等,只占全球植物生物量的0.05%,但每年儲存的碳量與陸地生物量相等。藍碳系統不僅儲存和封存碳,且有助于減緩氣候變化,支撐生物多樣性,并為沿海社區提供有價值的生態系統服務。
目前對于天然碳匯的保護更多地關注在陸生植被,而事實上藍碳生態系統的損失率在所有生態系統中是最高的。海平面上升和氣溫上升、近海鉆探、侵蝕和污染等威脅導致沿海和海洋生態系統的狀況迅速惡化。
如果不采取更多行動來維持這些重要的沿海生態系統,大多數生態系統可能在20年內消失,當遭到破壞或損失時,它們將會把儲存的溫室氣體釋放到大氣中而導致氣候變暖進一步加劇,成為重要的排放源。
海岸帶濕地可以通過一定的人類干擾活動進行恢復。
海岸帶濕地的恢復項目十分多樣,而且可以多種項目組合。當海岸帶濕地得到保護和恢復時,生物量以及土壤中的有機碳將會增加,甲烷和一氧化二氮的排放將會減少,減少土壤流失,擴大濕地面積。
中國藍色碳匯現狀
藍色碳匯是高效的長期碳匯,中國作為一個海洋大國,國境內分布著幾乎全部的藍色碳匯生態系統類型,具有巨大的藍碳發展潛力,但同時也面臨多重威脅。
由于人口和經濟不斷向沿海地區聚集,不斷地向海洋與海岸帶索取空間和資源,包括填海造地、水產養殖、航道規劃、工業生產和濱海旅游等人類活動將會對藍碳造成嚴重乃至極端嚴重的不可逆影響。
大面積填??赡軐е律鷳B系統服務不可逆轉地退化,使得海岸帶生態系統喪失碳吸收能力,同時還導致藍碳存量的顯著損失,將大量溫室氣體重新釋放到大氣中去。此外,海水富營養化也削弱了海洋微型生物碳泵的運行。