福建：將“藍(lán)色牧場”打造成廣闊的“碳庫”

核心提示

 

福建省漁業(yè)碳匯評估領(lǐng)域的首個地方標(biāo)準(zhǔn)《DB35／T 2238－2024養(yǎng)殖海帶碳匯評估技術(shù)規(guī)程》正式實施，全國首宗“沉積碳—惰性碳”海洋漁業(yè)碳匯交易落地福州，全國首例跨國海藻碳匯完成開發(fā)，全省首筆海洋漁業(yè)碳匯質(zhì)押貸款落地漳州，全省首單牡蠣碳匯保險落地詔安…近半年來，福建漁業(yè)碳匯研究及應(yīng)用碩果頻出。

 

海洋碳匯，又稱藍(lán)碳，其發(fā)展是我國實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要路徑之一。其中，我國發(fā)展以海水養(yǎng)殖貝類、藻類等為重點的海洋漁業(yè)碳匯（以下簡稱“漁業(yè)碳匯”）有著得天獨厚的優(yōu)勢。

 

作為“生態(tài)優(yōu)等生”、海洋漁業(yè)大省，福建始終高度重視漁業(yè)碳匯，在基礎(chǔ)研究、增匯關(guān)鍵技術(shù)、交易平臺建設(shè)、場景應(yīng)用等方面積極先行先試。

 

本期深讀，記者走訪我省多個高校、科研院所，跟隨專家的視角，看八閩沿海的一個個“藍(lán)色牧場”如何變身蔚藍(lán)“碳庫”。

 

打通堵點，從1到N的突破

 

4月11日，全國首宗“沉積碳—惰性碳”海洋漁業(yè)碳匯交易在連江達(dá)成。326．4噸“沉積碳—惰性碳”海洋漁業(yè)碳匯產(chǎn)品，以32640元被購買，用于替代性生態(tài)修復(fù)。

 

相較于以往碳交易中的漁業(yè)碳匯，沉積碳、惰性碳首次出現(xiàn)，意味著福建漁業(yè)碳匯有了新突破。

 

3月24日，福建地方標(biāo)準(zhǔn)《養(yǎng)殖海帶碳匯評估技術(shù)規(guī)程》正式實施，其中明確：養(yǎng)殖海帶固定的碳，包括可移除生物碳，以及留存在海洋環(huán)境中的溶解有機碳、顆粒有機碳和沉積物有機碳。

 

“以往，在提及藻類碳匯的時候，大多只計算可移除生物碳，也就是養(yǎng)殖海帶藻體中儲存的碳，但這也成為爭議點之一。”廈門大學(xué)海洋與地球?qū)W院、海洋生物地球化學(xué)全國重點實驗室劉濤教授告訴記者，海洋漁業(yè)碳匯監(jiān)測與核算還存在著一些爭議。

 

以海帶為例，它在生長期能夠吸收、儲存二氧化碳，但生長期不長，幾個月后就被收割出水，用作食物或其他商業(yè)用途，又將碳釋放回到環(huán)境中。“如果僅僅計算藻體中的含碳量，其固碳意義是否存在？”

 

此外，還有碳匯監(jiān)測手段局限、養(yǎng)殖方式不同導(dǎo)致核算方法不通用等問題。“也就是說，以往的養(yǎng)殖藻類漁業(yè)碳匯計算方式還沒有獲得國際認(rèn)可。”他說，這影響了其規(guī)范化、常態(tài)化交易的推進(jìn)。

 

根據(jù)中國首部藍(lán)碳領(lǐng)域藍(lán)皮書——《中國藍(lán)碳藍(lán)皮書2024》，預(yù)計在2023年至2035年中國通過藍(lán)碳吸收的二氧化碳量以平均每年約2％的速度增長，2035年將增長至41．2億噸，藍(lán)碳市場的需求規(guī)模將繼續(xù)擴大。

 

面對需求與發(fā)展?jié)摿?，如何打通堵點、消除爭議，讓漁業(yè)碳匯快速健康發(fā)展？

 

近年來，省海洋與漁業(yè)局積極謀劃引導(dǎo)，匯聚省內(nèi)外科研力量，努力深化研究、厘清邊界，初步建立基于環(huán)境碳匯儲量特征的養(yǎng)殖海帶碳匯評估方法。

 

劉濤致力于研究大型海藻的碳匯問題，并作為技術(shù)負(fù)責(zé)人參與編制《養(yǎng)殖海帶碳匯評估技術(shù)規(guī)程》。隨著研究的深入，來自海藻的惰性碳、沉積碳等組成逐步清晰。

 

“多位科學(xué)家接力研究證明，海帶在生長過程中，部分有機碳溶解在水體中，即溶解有機碳（DOC）；那些難被微生物分解、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的部分，為惰性溶解有機碳（RDOC），可以長久留存于海水中，形成長期碳匯。”劉濤說，沉積碳是大型藻類光合作用吸收二氧化碳后，產(chǎn)生的有機物碎屑沉降到海底，以有機碳形式埋藏，實現(xiàn)長期封存。

 

歷時3年，廈大團隊以寧德市霞浦縣為重點調(diào)查海域，通過走訪調(diào)查、定點監(jiān)測和室內(nèi)分析等方式，對海上全養(yǎng)殖周期的環(huán)境參數(shù)、生物參數(shù)進(jìn)行比較，對比不同海藻種類以及漳浦、南日島等不同海域的養(yǎng)殖碳匯形成方式和速率……最終，提出養(yǎng)殖海帶碳匯評估的技術(shù)內(nèi)容、核心參數(shù)和評估方法，構(gòu)建出養(yǎng)殖海帶可移除生物碳量測算、碳匯增量評估、惰性有機碳分析等完整技術(shù)體系。

 

“值得一提的是，該《規(guī)程》中給出了小規(guī)模養(yǎng)殖碳匯簡易的碳匯系數(shù)測算方法，具有操作性強、適用范圍廣的特點。”劉濤說，經(jīng)測算，海帶從幼苗期至成熟期，藻體中的碳有約7％成為顆粒有機碳；有30％成為溶解有機碳，其中的30％成為RDOC，19％成為沉積碳。“以此系數(shù)，乘以濕重，就可以簡單估算出養(yǎng)殖海帶產(chǎn)生的碳匯。”

 

科研繼續(xù)向前推進(jìn)，在自然資源部第三海洋研究所（以下簡稱“海洋三所”）教授級高工湯坤賢的研究中，海洋碳匯的組成計算更加周密。

 

團隊成員張飛博士提出藻類碳匯組成增加“輸運碳匯”這一項。“以龍須菜為研究對象，經(jīng)過實驗與現(xiàn)場調(diào)查分析，得出大型海藻養(yǎng)殖碳匯分別對應(yīng)的4種途徑：藻體碳匯（可移除碳匯）、沉積碳匯、輸運碳匯和惰性溶解有機碳。”他說，輸運碳匯是指海藻產(chǎn)生后被海流輸運到深遠(yuǎn)海或其他海域的碳匯。

 

科技解碼，激活碳匯潛力

 

碳儲量變化，是藍(lán)碳評估體系的核心和難點。從實驗室模擬到圍隔實驗，橫跨霞浦、連江、莆田、泉州、漳州，從北到南實地調(diào)研，監(jiān)測觀察……為了讓大型藻類沉積碳、RDOC的測算更精確，近年來，我省科研工作者一直在探索更為科學(xué)精確的測算方法和手段。

 

廈大海洋與地球?qū)W院蔡毅華教授團隊通過紫菜生物量及其含碳量的檢測，得到了紫菜的可移除碳匯效率。

 

但在養(yǎng)殖區(qū)沉積有機碳研究中，他發(fā)現(xiàn)一個問題。“目前我省藻類一般是近海養(yǎng)殖，養(yǎng)殖區(qū)沉積物中的有機碳并不都是養(yǎng)殖的大型海藻產(chǎn)生的，也可能是入海的河流淤泥和海岸沖刷帶來的。”

 

如何進(jìn)行區(qū)分？蔡毅華采用了碳同位素方法。“由于海洋微藻、大型海藻及陸地植物的碳13組成有所區(qū)別，根據(jù)統(tǒng)計學(xué)模型，我們可以鑒別沉積碳哪些來自陸地植物和海洋微藻，哪些來自大型海藻，從而得到紫菜貢獻(xiàn)的有機碳埋藏通量。”

 

此外，通過紫菜養(yǎng)殖區(qū)的圍隔實驗、實驗室的紫菜培養(yǎng)實驗，結(jié)合光譜學(xué)及質(zhì)譜表征，團隊還得到了紫菜養(yǎng)殖過程中RDOC的保存效率。

 

蔡毅華說：“可移除碳匯效率、沉積碳、RDOC這三部分，形成紫菜養(yǎng)殖碳匯的主要構(gòu)成及計量體系?？紤]到紫菜產(chǎn)量統(tǒng)計過程的偏差，我們利用衛(wèi)星遙感圖像產(chǎn)品，采用時間序列分析及現(xiàn)場驗證，獲取全省紫菜養(yǎng)殖面積與產(chǎn)量的空間分布圖像，結(jié)合上述的碳匯計量體系，得到福建紫菜養(yǎng)殖碳匯的主要構(gòu)成及空間分布。”

 

為提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在海洋三所的海洋生態(tài)保護與修復(fù)重點實驗室，湯坤賢團隊利用自主研發(fā)的封閉水—氣CO＿2測量裝置，模擬不同光照條件、不同水深光照強度等，測量龍須菜體內(nèi)碳含量、空氣中CO＿2濃度變化、水體溶解無機碳（DIC）和DOC濃度變化等關(guān)鍵變量，測算其固碳儲碳能力。

 

對養(yǎng)殖過程產(chǎn)生的RDOC進(jìn)行研究是近年科研熱點，該研究團隊構(gòu)建海上實驗圍隔，開展龍須菜等大型海藻對溶解無機碳的吸收速率和溶解有機碳的釋放速率等現(xiàn)場實驗，定量計算大型海藻的固碳速率及RDOC產(chǎn)生量。

 

埋藏的沉積有機碳如何準(zhǔn)確取樣，保證研究的精準(zhǔn)性科學(xué)性，湯坤賢團隊進(jìn)行了碳匯計量裝置的自主研發(fā)。“以往海底沉積物取樣采用抓斗，不好區(qū)分層次，新型柱狀沉積物采樣器不僅可以精準(zhǔn)分層，還能密封保持原有的上覆海水。”此外，養(yǎng)殖過程中，多種因素會造成藻體自然脫落。他們自主設(shè)計裝置，收集脫落藻體，在后續(xù)分解實驗中測算這部分藻體的沉積碳和RDOC。

 

“將藻類的各種去向都進(jìn)行精細(xì)定量研究。”他說，最后希望得出在不同環(huán)境條件下的養(yǎng)殖藻類碳匯的簡單推算方法，并成為共識，方便碳匯的估算。

 

“目前，我國40米等深線內(nèi)的近海區(qū)域可以開展大規(guī)模的魚、貝、藻類和海參養(yǎng)殖，但是目前的空間利用率不到50％。”劉濤表示，藻類養(yǎng)殖不單是“海上糧倉”產(chǎn)出食物，在碳匯方面，其空間、時間潛力還要大于紅樹林、海草床和鹽沼地。此外，由于藻類固碳可以釋放氧氣，增加水體中的溶解氧，吸收氮磷，藻類與其他水產(chǎn)動物養(yǎng)殖混養(yǎng)的立體模式，可以實現(xiàn)“零碳”生態(tài)養(yǎng)殖。

 

福建藍(lán)碳方案向世界發(fā)聲

 

在針對全球碳中和的海洋方案中，福建一直在發(fā)出自己的聲音。在漁業(yè)碳匯基礎(chǔ)研究、增匯關(guān)鍵技術(shù)、交易平臺建設(shè)、場景應(yīng)用等方面，福建都率先探索。

 

從2021年至今，全國首個海洋碳匯交易服務(wù)平臺、全國首宗海洋漁業(yè)碳匯交易、全國首例以海洋漁業(yè)藍(lán)碳賠償漁業(yè)生態(tài)環(huán)境損害的案件、全國首場通過海洋碳匯實現(xiàn)零碳排放的大型展會、發(fā)放全國首張海洋漁業(yè)碳票；廈門攜手寧波象山聯(lián)合建立全國首個跨省藍(lán)碳賬戶……一個又一個藍(lán)碳實踐在福建破冰。

 

今年，隨著《養(yǎng)殖海帶碳匯評估技術(shù)規(guī)程》正式實施，在衡量養(yǎng)殖海帶碳匯潛力，推進(jìn)藻類碳匯評估、認(rèn)證和市場交易方面，“福建路徑”已然清晰。

 

向更深處、向更遠(yuǎn)處，福建將“藍(lán)色牧場”打造成廣闊“碳庫”的腳步?jīng)]有止息——

 

早在2022年，中國科學(xué)院院士、廈門大學(xué)碳中和創(chuàng)新研究中心首席科學(xué)家焦念志在國際上領(lǐng)銜發(fā)起的“海洋負(fù)排放國際大科學(xué)計劃”，被列為聯(lián)合國海洋科學(xué)促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展十年行動計劃、聯(lián)合國十年倡議計劃框架中的國際大科學(xué)計劃。

 

2024年，焦念志推動提出全球首個海洋領(lǐng)域碳中和國際標(biāo)準(zhǔn)提案《海洋負(fù)排放與碳中和——總則和要求》，成功獲國際標(biāo)準(zhǔn)化組織立項。

 

“海藻碳匯研究正在為海洋漁業(yè)高質(zhì)量發(fā)展賦能。”劉濤說，海洋牧場的生態(tài)革命成為多方共識，并將引領(lǐng)治理模式新的變革，團隊正在與霞浦縣探討更深入的合作。

 

今年4月，劉濤團隊已經(jīng)向生態(tài)環(huán)境部提交養(yǎng)殖海帶碳匯評估方法學(xué)的認(rèn)定。“如果獲得認(rèn)定，就可以用在全國層面進(jìn)行評估，這是藻類碳匯進(jìn)入碳匯自愿減排市場的關(guān)鍵一步。”他說，養(yǎng)殖海帶碳匯還需要全球公認(rèn)的評估方法學(xué)作支撐，目前團隊正在積極申請國際標(biāo)準(zhǔn)立項。

 

海洋三所助理研究員張飛則關(guān)注大型藻類養(yǎng)殖的碳匯核算，以及收獲藻體在不同利用方式下的儲碳能力計算，探索對海帶包括育苗、暫養(yǎng)、分苗、養(yǎng)期、收獲和初處理等階段的碳排放總量。他說道：“排除可移除碳匯中的爭議部分，算出碳匯量與碳足跡的差值，就能得出養(yǎng)殖藻類的‘凈碳匯’。”

 

據(jù)了解，目前全省海洋漁業(yè)系統(tǒng)正在組織開展海洋碳匯摸底調(diào)查、監(jiān)測評估研究，不斷增強數(shù)據(jù)采集、分析評價能力，構(gòu)建“空天地海潛”監(jiān)測體系，努力形成海洋碳匯“一張圖”。

 

省海洋與漁業(yè)局相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，圍繞提升海洋生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力，我省將持續(xù)推進(jìn)基礎(chǔ)前沿交叉創(chuàng)新、關(guān)鍵核心技術(shù)突破、海洋碳中和試點和示范應(yīng)用、國際合作支撐等工作，爭取在海洋碳匯領(lǐng)域取得一批原創(chuàng)性重大成果，為全球應(yīng)對氣候變化貢獻(xiàn)中國方案和中國智慧。