从技术支撑到标准制定 青岛发力“海洋碳汇”

2021-09-27 06:47 青岛日报阅读 (54319) 扫描到手机

黄海所日前建成“海洋渔业增养殖生态模拟试验基地”,将保持和发展我国在碳汇渔业等领域的领先地位。

三种蓝碳生态系统之一——海草床。

青岛日报/观海新闻记者 李勋祥

什么是“海洋碳汇”

在陆地上依靠植树造林增加的碳汇称为“绿碳”,而利用海洋、海岸带、河口、湿地生物固碳储碳增加的碳汇称为“蓝碳”(即蓝色碳汇,也叫海洋碳汇)。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。发展“蓝碳”的重要性不言而喻。

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。这三种生态系统的覆盖面积不到海床的0.5%,但其碳储量却占海洋碳储量的50%以上,许多蓝碳储存周期可达千年之久。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。

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。海洋储存了地球上约93%的二氧化碳,是地球上最大的碳库,每年可清除约30%人类活动排放到大气中的二氧化碳。因此,应对全球变暖、实现“双碳”目标,海洋是重要抓手。

前不久,由农业农村部渔业渔政管理局指导,中国水产科学研究院主办,中国水产科学研究院黄海水产研究所、海洋试点国家实验室海洋渔业功能实验室承办的“发展碳汇渔业科技、服务国家双碳战略”学术研讨会召开,90多位院士、专家、企业代表汇聚一堂,聚焦“碳汇渔业”等蓝碳经济发展。

记者从会上获悉,青岛的学者在我国最早提出“碳汇渔业”的概念,多年来,青岛发展碳汇渔业从海水中“移出”碳,修复蓝碳生态系统提升碳汇能力,对于蓝碳的探索和发展均走在前列。而随着国内外蓝碳交易市场的兴起,我国正探索将碳汇渔业、蓝碳生态系统等纳入蓝碳交易,碳汇渔业等固定、储存的二氧化碳将被重新评估和计量,进一步通过交易产生“价值”。在这个过程中,青岛因为切入早、探索深,可成为技术的提供者。同时,青岛可基于先发优势制定海洋碳汇行业标准,推进相关领域蓝碳交易,抢占生态发展的主动权和制高点。

青岛学者最早提出“碳汇渔业”

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》(以下简称《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,发展蓝碳的重要性不言而喻。

幸运的是,以海洋科研为城市最大优势和特色的青岛,在蓝碳发展领域走在前列。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。该灵感来源于“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”。当人们进行渔业养殖时,水中的鱼类就会吸收水体中的二氧化碳,而当把它们捕捞和收获时,鱼类身体中所积累的碳也会一同被移出水体,即“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。为推动“碳汇渔业”发展,多年来,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,利用养殖品种间的生物习性及互补优势,实现绿色可持续养殖模式。例如,构建水中养鱼、池底养虾、泥里养贝的立体养殖,在得以有效控制大规模病害发生的同时,鱼虾所产生的残饵、粪便,又会在微生物的作用下被分解、转化,成为滤食性贝类、大型藻类等其他养殖生物的食物或营养来源,因此无需额外投入肥料或微藻,也可满足贝类的正常生长,实现物质循环利用。

过去,鱼类在水中吸收的碳及被捕获时移出的碳,一直未得到足够重视。但据统计,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,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。

在研讨会上,专家建议进一步加强碳汇渔业领域的研究和投入,形成体系化的应用理论、模型、标准、计量方法等。毫无疑问,青岛多年来建立的碳汇渔业体系及相关研究,拥有先发优势,可通过技术输出、标准制定等,推动碳汇渔业进行蓝碳交易,为我国实现“双碳”目标作出“渔业贡献”。

海草床研究为“交易”提供支撑

蓝碳交易,其实是对碳配额交易的一种补充手段。2005年,《京都议定书》的生效,让原来看不见摸不着的碳汇产生了价值,发展中国家可以将经核证的减排量出售给发达国家,用于抵销发达国家承担的减排义务。此前,这种交易主要集中在以植树造林为代表的林业碳汇,而随着2009年联合国《报告》的发布,越来越多的人注意到海洋领域的碳汇潜力。

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。这三种生态系统的覆盖面积不到海床的0.5%,但其碳储量却占海洋碳储量的50%以上,许多蓝碳储存周期可达千年之久。其中,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。

我国要发展这三种蓝碳生态系统,一个重要的前提是摸清“家底”,包括通过开展现状调查和监测了解其分布范围及面积,实施生态保护修复以增加碳汇能力,加强基础理论研究了解储碳机制,推动标准体系建立形成蓝碳交易市场等。而青岛“歪打正着”,前期对海草床的调查研究,为如今海草床蓝碳生态系统交易提供了基础。

可以说,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为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,而且推动了将“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》。

蓝碳交易强调“额外性”,目前已有的海草床碳储量属于存量,不能交易。而要进行海草床蓝碳交易,就必须进行新的开发建设,因此,青岛通过前期调查建立的领先的修复技术,将在蓝碳领域大显身手。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,也将为海草床建设、海草床蓝碳交易等提供技术支持。

还需要提及的是,海草床蓝碳交易需对我国的海草床碳储量进行评估、定量,而青岛较早地开展了相应探索。2013年,黄海所建立了碳汇渔业实验室“海草床生态系统碳汇观测站”,直接对海草的固碳功能进行研究。与国内其他科研院所相比,青岛建立的海草床生态系统碳汇观测站已经积累了7年现场监测数据,将为海草床生态系统碳汇计量方法及标准建立提供重要的基础数据。

“价值核算标准”预计年底发布

自我国提出双碳战略以来,国内沿海城市积极探索、加速推进蓝碳工作。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,抢占蓝碳交易发展的主动权。

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。

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。

唐启升在会上建议,在水产养殖绿色发展的框架下,以生态养殖模式为主,建立碳汇渔业示范区;对渔业碳汇扩增潜力开展专题研究;开展碳汇渔业交易类型、机制和市场的研究与实践。

农业农村部渔业渔政管理局一级巡视员李书民表示赞同,他说,有必要整合全国渔业碳汇研究优势力量,系统开展渔业碳汇评估方法学、交易体系关键技术、海洋碳汇增汇技术等系统性科技难题的研讨,探索建设贝藻类增养殖等领域的研究和示范推广。

青岛是全省首个国家低碳城市试点,蓝碳发展具有先发优势。据了解,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,探索制定海洋碳汇系列标准、推动海洋碳汇交易,一个充满蓝色韵味、富有科技力量的“海洋碳汇特色示范区”正呼之欲出。