碳汇渔业

碳汇渔业唐启升：全球气候变暖对人类生存、社会发展产生不良影响，这已引起国际社会的关注。

为了缓解全球气候变暖、减少二氧化碳等温室气体的排放，发展低碳经济已成为世界各国的共识。

“碳汇”要扩增“碳源”要降低根据政府间气候变化专业委员会（1PCC）的解释，“碳汇”是指从大气中移走二氧化碳和CH4等导致温室效应的气体、气溶胶或它们初期形式的任何过程、活动和机制。

而“碳源”就是指向大气释放二氧化碳和CH4等导致温室效应的气体、气溶胶或它们初期形式的仟何过程、活动和机制。

也就是说，世界各国努力的目标是要扩增“碳汇”，降低“碳源”。

生物碳汇扩增技术可行成本低效益高发展低碳经济的核心是降低大气中二氧化碳等温室气体的含量，主要途径有两条：一是减少温室气体排放，主要依靠工业节能降耗、降低生物源排放及人们日常生活中的节能降耗来实现；二是固定并储存大气中的温室气体，既可以通过工业手段，也可以通过生物固碳来实现。

就目前的科技水平来看，通过工业手段封存温室气体，成本高、难度大；而通过生物碳汇扩增，不仅技术可行、成本低，而且可以产生多种效益。

因此，生物碳汇扩增在发展低碳经济中具有特殊的作用和巨大的潜力，尤其对我们发展中国家来说意义特别重要。

海洋生物是生物碳或绿色碳捕获的主要完成者研究证明，海洋是地球上最大的碳库，整个海洋含有的碳总量达到39万亿吨，占全球碳总量的93%，约为大气的53倍。

人类活动每年排放的二氧化碳以碳计为55亿吨，其中海洋吸收了人类排放二氧化碳总量的20%～35%，大约为20亿吨，而陆地仅吸收7亿吨。

根据联合国《蓝碳》报告，地球上超过一半（55%）的生物碳或绿色碳捕获是由海洋生物完成的，这些海洋生物包括浮游生物、细菌、海藻、盐沼植物和红树林。

海洋植物的碳捕获能量极为强大和高效，虽然它们的总量只有陆生植物的0.05%，但它们的碳储量（循环量）却与陆生植物相当。

海洋植物的生长区域还不到全球海底面积的0.5%，却有超过一半或高达70%的碳被海洋植物捕集并转化为海洋沉积物，形成植物的蓝色碳捕集和移出通道。

土壤捕获和储存的碳可保存几十年或几百年，而在海洋中的生物碳可以储存上千年。

中国水产：唐院士，通过您的介绍，我们了解了“碳汇”的含义，那什么是“碳汇渔业”？唐启升：按照海洋生物碳汇和碳源的定义，我们来定义渔业碳汇和碳汇渔业。

碳汇渔业即通过渔业生产活动，促进水生生物吸收水体中的二氧化碳并通过收获水生生物产品，将碳移出水体的过程和机制按照碳汇和碳源的定义以及海洋生物固碳的特点，“渔业碳汇”是指通过渔业生产活动促进水生生物吸收水体中的二氧化碳，并通过收获水生生物产品，把这些碳移出水体的过程和机制，也被称为“可移出的碳汇”。

这个过程和机制，实际上提高了水体吸收大气二氧化碳的能力。

渔业具有碳汇功能，因此，可以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生产活动泛称为“碳汇渔业”。

事实上二，海洋渔业碳汇不仅包括藻类和贝类等养殖生物通过光合作用和大量滤食浮游植物从海水中吸收碳元素的过程和生产活动，还包括以浮游生物和贝类、藻类为食的鱼类、头足类、甲壳类和棘皮动物等生物资源种类通过食物网机制和生长活动所使用的碳。

虽然这些较高营养层次的生物可能同时又是碳源，但它们以海洋中的天然饵料为食，在食物链的较低层大量消耗和使用了浮游植物，对它们进行捕捞和收获，实质上是从海洋中净移出了相当量的碳。

不投饵即能收获水产品的渔业活动，就是碳汇渔业简而言之，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。

只要是不投饵的渔业就是碳汇渔业，也就是说我们的养殖活动如果要投饵，就不包括在所说的渔业碳汇和碳汇渔业范围里面。

“碳汇渔业”这一提法应更多理解为“发展的理念”，期望它能成为推动渔业，特别是海水养殖业新一轮发展的驱动力，成为发展蓝色的、低碳的新兴产业的示范。

中国水产：现在我们了解了什么是“碳汇渔业”，那么这～理念产生的背景和依据是什么？唐启升：这一理念的产生既有偶然也是必然。

偶然因素是一条来自国外的消息，有消息报道国外科学家向大海中施放大量的铁，目的是促进大气中二氧化碳的吸收。

国外科学家的研究表明，海洋中的浮游植物能吸收大气中的二氧化碳，而铁能促进海洋中浮游植物的生长，从而吸收大气中的二氧化碳，因而他们向大海中施铁。

这一消息使我脑中“灵光一现”，我们的海水养殖中有大量的贝类、藻类，贝类能不断地、大量地滤食海水的浮游植物，浮游植物再不断地生长，而浮游植物能吸收大气中的二氧化碳，贝类再滤食浮游植物，如此往复，从而达到“碳汇”的作用。

必然因素是基于2005年我们做的国家重点基础研究发展规划项目“东黄海海洋生态系统动力学和生物资源可持续”及国家自然科学基金项目“浅海规模化贝类养殖与环境相互作用的研究”中的“中国浅海贝藻养殖对海洋碳循环的贡献”项目得出的结论，以及之前我们做了多年的、大量的海水养殖容量评估的基础研究。

这两个“火花”的碰撞导致了“碳汇渔业”的产生，有关论文发表在2005年3月《地球科学进展》上。

中国是浅海贝藻养殖的第一大国，年产量超过1000万[吨。

根据贝藻养殖产量、贝藻体内碳元素的含量及其贝类能量收支，我们推算出2002年中国海水养殖的贝类和藻类使用浅海生态系统的碳可达300多万吨，并通过收获从海中移出至少120万吨的碳。

该结果不仅为探讨全球“遗漏的碳汇”问题提供了一个新的线索，同时也证明了浅海的贝类和藻类养殖活动直接或间接地使用了大量的海洋碳，提高了浅海生态系统吸收大气二氧化碳的能力。

另外，贝藻的养殖活动与浅海生态系统的碳循环之间关系复杂，相互作用明显，因此，它的生物地球化学过程是一个值得深入研究的科学问题。

我国人工养殖的海藻每年大约能从海水中可移出33万吨的碳近些年，随着海藻营养代谢如碳代谢的深入研究，我们对大型海藻在浅海生态系统物质循环中的重要作用已有了充分的认识。

大型藻类通过光合作用将海水中的溶解无机碳转化为有机碳，从而使水中的二氧化碳分压降低，在其初级生产过程中，还需从海水中吸收溶解的营养盐如硝酸盐、磷酸盐，这使得表层水的碱度升高，将进一步降低水体中二氧化碳的分压，从而促进大气二氧化碳向海水中扩散。

目前，大规模人工养殖的海藻已成为浅海生态系统的重要初级生产者，通过光合作用和营养盐的支持产生了很高的生产力，由于不同海区的营养盐结构、温度、光照等条件存在差异，导致藻类体内氮、磷的含量不同以及生产力间的差异，但是不同海区同种藻类碳占总干重的比例并无显著性差异。

另外，通常海水中的无机碳不是大型藻类生长的限制因素，而营养盐氮、磷或者硅可能是其生长的限制因子。

国内外一些大型藻类的营养成分，碳的含量（干重）在20%～35%范围内，不同种类之间的营养成分差异较大。

海带中碳的含量较其他大型藻类的碳含量高，占其干重的31.2%。

根据我国近年大型藻类养殖的年产量和藻类体内的碳含量来计算，我国人工养殖的海藻每年大约能从海水中移出33万吨的碳。

我国人工养殖的贝类每年大约能从海水中可移出86万吨的碳我国贝类养殖始于20世纪70年代初。

据统计，上世纪80年代初，养殖贝类的年产量约为30万吨，90年代初的年产量增为100万吨。

随后产业有了较大的发展，到2002年，养殖贝类总产已达965万吨，主要的养殖种类为牡蛎、蛤类、扇贝和贻贝等，其产量约占我国养殖贝类年产量的79%。

养殖贝类通过两种促进生长的方式使用海洋碳。

一种方式是利用海水中的HCO3～（碳酸氢根）形成CaCO3（碳酸盐）躯壳（俗称贝壳），其反应式如下：Ca2＋＋2HCO3-=CaC03＋C02＋H20，虽然每形成1mol的碳酸钙，会释放1mol的二氧化碳，但是可以吸收2mo1的碳酸氢根。

实际上，形成的CaCO3贝壳，少量随有机碳从表面海水垂直输送到海洋深部，绝大部分通过收获从海水中移出；另一种方式是通过滤食摄取水体中的悬浮颗粒有机碳（包括浮游植物和颗粒有机碎屑等）促进贝类个体软组织的生长。

贝类的滤食系统十分发达，有着极高的滤水率，能够利用上覆水中乃至整个水域的浮游植物及颗粒有机物质。

大规模的贝类养殖活动对水体中悬浮颗粒有机物质的数量以及组成有一定的控制作用。

上述分析研究表明，中国大规模的贝藻养殖对浅海碳循环的影响是明显的，成为一个“可移出的碳汇”。

仅2002年养殖的大型海藻可以从海中移出近33万吨的碳，养殖的贝类可移出86多万吨的碳，合计至少移出了120万吨碳。

尤其重要的是移出的贝壳中碳含量约67万吨，成为较持久的碳汇。

陆地上的森林植被，它们对碳循环的影响是短期的，因为树木植被的腐烂分解，碳很快又被释放到大气中了。

而沉人海底贝壳中的碳通过生物地球化学，循环再回到大气中需要数百万年。

即使是收获到陆地上的贝壳，其中的碳经再循环回到大气中也需要很长的时间。

另外，1997年《京都协议书》预计工业化国家减排二氧化碳的开支为150$/tC一600$/tC，由此算来中国浅海贝藻养殖的年产出对减排大气二氧化碳的经济价值相当于1.8亿美元～7.2亿美元。

中国浅海贝藻养殖不仅为人类社会提供了大量优质、健康的蓝色海洋食物，同时又能对减排大气二氧化碳做出如此大的贡献，是一种双赢的人类生产活动。

中国水产：如何实现渔业的碳汇作用？意义何在？为什么说海水养殖业有希望成为新的经济增长点，将成为推动渔业新一轮发展的驱动力？唐启升：渔业的碳汇作用主要通过藻类养殖、贝类养殖、增殖放流以及捕捞业等来实现。

很明显，海水养殖是海洋碳汇渔业的主体部分，但是，关于海水养殖业的产业性质，人们常常简单地归之为传统产业。