海洋碳匯是什么?海洋是地球系統(tǒng)中最大的碳庫,海洋碳庫是大氣的50倍,陸地生態(tài)系統(tǒng)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(nèi)海洋儲碳的能力或容量。海洋儲碳的形式包括無機(jī)的、有機(jī)的、顆粒的、溶解的碳等各種形態(tài)。海洋中95%的有機(jī)碳是溶解有機(jī)碳 (DOC),而其中95%又是生物不能利用的惰性溶解有機(jī)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(dāng),其數(shù)量變動影響到全球氣候變化。
海洋中存在著數(shù)量巨大的微型生物(Microbes),它們是海洋RDOC的主要生產(chǎn)者---它們可以利用活性溶解有機(jī)碳(LDOC)支持自身的代謝,同時產(chǎn)生RDOC。生物來源的RDOC構(gòu)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(dāng)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(zhuǎn)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(jī)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?fàn)顟B(tài),較少參與碳循環(huán)。所以,海洋是除地質(zhì)碳庫外最大的碳庫,也是參與大氣碳循環(huán)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(jī)碳、溶解有機(jī)碳和溶解無機(jī)碳三種主要形態(tài)存在。
海洋在全球氣候變化和碳循環(huán)過程中發(fā)揮著基礎(chǔ)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(lán)碳發(fā)展?jié)摿薮螅裁媾R著多重威脅。
在經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求與生態(tài)容量的雙重約束下,我國亟需在自然科學(xué)原理的指引和政策手段的輔助下推動發(fā)展海洋藍(lán)色碳匯,構(gòu)建和完善我國海洋藍(lán)碳市場交易機(jī)制,助力實現(xiàn)我國“2060年碳中和目標(biāo)”。
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(guān)科學(xué)的國際機(jī)構(gòu),旨在為決策者定期提供針對氣候變化的科學(xué)基礎(chǔ)、其影響和未來風(fēng)險的評估、以及適應(yīng)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(dǎo)致溫室氣體效應(yīng)的氣體、氣溶膠或它們初期形式的任何過程、活動和機(jī)制。
碳源是指向大氣釋放二氧化碳和甲烷等導(dǎo)致溫室氣體效應(yīng)的氣體、氣溶膠或它們初期形式的任何過程、活動和機(jī)制。
藍(lán)色碳匯
海洋是地球上最大的長期碳匯。
海洋吸收了工業(yè)革命以來由人類活動導(dǎo)致的碳排放總量的三分之一,這些被固定的碳經(jīng)由海洋生物泵實現(xiàn)由大氣向海底沉積物的傳輸和儲存。
在廣闊的海域中,進(jìn)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(jī)質(zhì)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(jìn)行光合作用的海洋微生物每天所固定的有機(jī)碳就與陸地全部植物固定的有機(jī)碳量相當(dāng)。
健康的藍(lán)碳系統(tǒng)對維持自然生態(tài)平衡具有關(guān)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(lán)碳系統(tǒng)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(qū)提供有價值的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。
目前對于天然碳匯的保護(hù)更多地關(guān)注在陸生植被,而事實上藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)的損失率在所有生態(tài)系統(tǒng)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(dǎo)致沿海和海洋生態(tài)系統(tǒng)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(tài)系統(tǒng),大多數(shù)生態(tài)系統(tǒng)可能在20年內(nèi)消失,當(dāng)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(dǎo)致氣候變暖進(jìn)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(jìn)行恢復(fù)。
海岸帶濕地的恢復(fù)項目十分多樣,而且可以多種項目組合。當(dāng)海岸帶濕地得到保護(hù)和恢復(fù)時,生物量以及土壤中的有機(jī)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(kuò)大濕地面積。
中國藍(lán)色碳匯現(xiàn)狀
藍(lán)色碳匯是高效的長期碳匯,中國作為一個海洋大國,國境內(nèi)分布著幾乎全部的藍(lán)色碳匯生態(tài)系統(tǒng)類型,具有巨大的藍(lán)碳發(fā)展?jié)摿Γ瑫r也面臨多重威脅。
由于人口和經(jīng)濟(jì)不斷向沿海地區(qū)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(chǎn)養(yǎng)殖、航道規(guī)劃、工業(yè)生產(chǎn)和濱海旅游等人類活動將會對藍(lán)碳造成嚴(yán)重乃至極端嚴(yán)重的不可逆影響。
大面積填海可能導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)不可逆轉(zhuǎn)地退化,使得海岸帶生態(tài)系統(tǒng)喪失碳吸收能力,同時還導(dǎo)致藍(lán)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(yǎng)化也削弱了海洋微型生物碳泵的運(yùn)行。