苏兆军　冯晓　张倩　张凯　宋瑞强　许建方　李东滨

摘要：为科学评估山东省海水养殖碳汇能力，寻找增加近海碳汇并实现低碳经济创收的方法，对2016—2019年山东省海水养殖碳汇能力（以CO计）进行了评估，结果显示：山东省海水养殖碳汇能力巨大，2016—2019年海水养殖碳汇总量始终维持在200万t以上，贝类是影响碳汇能力的主要因素。从碳汇效率看，海水养殖贝类中牡蛎的碳汇效率最高，为8.46 t/hm;藻类中江蓠的碳汇效率最高，为47.61 t/hm。相同面积下，藻类的碳汇能力远高于贝类。基于以上结论，山东省海水养殖碳汇能力提升应注重开发利用新空间、推广新技术并进行养殖结构优化。

关键词：碳汇能力;碳汇效率;养殖结构

中图分类号：S917

当前，全球氣候变暖已严重威胁人类的正常生产、生活，减排与增汇成为控制温室气体、实现碳中和的必然路径。中国是世界上海水养殖规模最大的国家，通过开展近海养殖增加海洋碳汇能有效应对全球气候变化、促进经济低碳发展。近年来，不少专家学者围绕海水养殖碳汇机制与能力进行了大量研究。张永雨等[1]从不同角度全面揭示近海养殖环境的碳汇形成过程与机制， 不仅注重可移出碳汇的研究， 还从微生物及有机物组分和性质等多角度对海洋碳汇形成机理进行深入研究;张继红等[2]对海洋可移出碳汇及养殖环境的碳汇效应进行了阐述，并提出了多种践行海洋负排放的技术途径;于佐安等[3]从物质量评估和价值量评估两方面对辽宁省贝藻类养殖的碳汇能力进行定量评估，为科学评价碳汇渔业发展空间及发展方向奠定了理论基础。

山东省是中国海水养殖大省，2019年海水养殖产量占全国海水养殖总产量的23.9%，科学评估其海水养殖碳汇能力，对于落实“负排放”（主动增汇）方案具有重要意义。本文通过评估2016—2019年山东省海水养殖碳汇能力，探寻提高碳汇量的方法路径，以期促进山东省碳汇能力进一步提升。

1评估方法与数据来源

1.1评估方法

按照养殖品种分类，中国海水养殖主要包含鱼类、贝类、藻类和甲壳类，研究海水养殖碳汇问题需要考虑渔业生产是否满足温室气体“净吸收量”为正，贝类和藻类养殖均属于此类[4]。而鱼类和甲壳类在生长过程中需要投入饵料，投入饵料向水体中输入的碳量高于收获水产品移出的碳量，因此海水养殖渔业碳汇主要来源于贝藻类碳汇。

从固碳机制来看，海水养殖贝类的碳汇功能主要通过以下两种途径实现：一是直接吸收海水中的溶解无机碳（DIC）形成碳酸钙躯壳;二是通过滤食海水中颗粒有机碳（POC）合成自身软体组织。海水养殖藻类的碳汇功能通过以下途径实现：一是通过光合作用将海水中的溶解无机碳转化成有机碳，同时在藻类生长过程中吸收溶解在海水中的硝酸盐、磷酸盐等营养物质， 使海水碱度不断升高， 从而降低了海水中CO分压， 促使空气中CO向海水中扩散[1];二是藻类生长过程中会产生大量的溶解有机碳（DOC）、POC，这些有机碳一部分会通过生物碳泵（BP）沉积于海底，一部分会通过食物链成为其他生物的食物来源，还有一部分会通过微型生物碳泵（MCP）机制形成惰性溶解有机碳（RDOC）驻留于海水中。由于目前国内外学者对海水养殖碳汇能力的评估侧重于固定在生物体内的碳，即可移出碳汇，对于贝藻类生长过程中产生的DOC、POC以及沉积于海底中的碳研究较少，估算困难，因此本文仅评估通过收获贝藻类直接移出海水中的碳。

本文采用物质量评估方法，对2016—2019年山东省海水养殖碳汇能力（以CO计）进行评估，计算公式如表1所示。

需要说明的是，2016—2019年山东省海水养殖贝类中蛤、扇贝、牡蛎、贻贝产量占贝类养殖总产量的87.6%～91.3%，藻类养殖品种中海带、裙带菜、紫菜、江蓠产量占藻类养殖总产量的90.5%～97.7%，基于此，在评估山东省海水养殖碳汇能力时，将贝类划分为蛤、扇贝、牡蛎、贻贝和其他贝类，藻类划分为海带、裙带菜、紫菜、江蓠和其他藻类进行估算。主要养殖品种的碳汇测算参数参考海洋行业标准《HY/T 0305-2021 养殖大型藻类和双壳贝类碳汇计量方法 碳储量变化法》[5]及岳冬冬等[6]的研究成果确定，其他贝类、其他藻类的各项参数参照主要养殖贝类、主要养殖藻类的平均值，如表2、表3所示。另，碳汇计量方法中r为碳与二氧化碳转换系数，即碳元素在二氧化碳分子中的质量比例12/44。

1.2数据来源

本文中，山东省2016—2019年海水养殖贝藻类产量及养殖面积来源于2017—2020年《中国渔业统计年鉴》[7]，如表4、表5所示。

2结果与分析

依据海水养殖贝藻类碳汇评估方法和2017—2020年《中国渔业统计年鉴》[7]相关参数，计算2016—2019年山东省海水养殖贝藻类碳汇量（以CO计）及单位面积固碳效率（即养殖品种碳汇量与养殖面积的比值），结果如表6、表7所示。

根据表4—表7数据可以得出：2016—2019年山东省海水养殖贝藻类面积和产量总体波动不大，收获贝藻类形成的可移出碳汇量分别为204.23万t、206.23万t、208.07万t、201.56万t，固碳能力基本保持稳定。2016—2019年山东省海水养殖贝类形成的可移出碳汇量平均值为129.23万t，其中扇贝是海水养殖贝类中形成可移出碳汇最多的品种，其通过收获移出的碳汇量占贝类可移出碳汇总量的28.09%;2016—2019年山东省海水养殖藻类形成的可移出碳汇量平均值为75.82万t，其中海带是海水养殖藻类中形成可移出碳汇最多的品种，其通过收获移出的碳汇量占藻类可移出碳汇总量的77.45%。2016—2019年山东省海水养殖贝类平均可移出碳汇量是藻类平均可移出碳汇量的1.7倍，可见贝类是影响山东省海水养殖碳汇能力的主要因素。从单位面积碳汇效率来看，牡蛎在山东省海水养殖贝类中碳汇效率最高，平均值为8.46 t/hm，其次是贻贝、扇贝、蛤;江蓠是山东省海水养殖藻类中碳汇效率最高的品种，平均值为47.61 t/hm，其次是裙带菜、海带、紫菜。从碳汇效率角度考虑，山东省可适当调整贝藻类养殖结构，增加牡蛎、江蓠等碳汇能力较高品种的养殖面积。

3结论与建议

本文运用物质量评估方法，对2016—2019年山东省海水养殖碳汇能力（以CO计）进行评估，并分析主要养殖品种的碳汇效率，得出以下结论：山东省海水养殖碳汇能力巨大，2016—2019年海水养殖碳汇总量始终维持在200万t以上，其中贝类碳汇量占山东省海水养殖碳汇总量的63%以上，是影响碳汇能力的主要因素。从碳汇效率看，海水养殖贝类中牡蛎的碳汇效率最高，为8.46 t/hm;藻类中江蓠的碳汇效率最高，为47.61 t/hm。相同面积下，藻类的碳汇能力远高于贝类。

基于上述结论，山东省海水养殖碳汇能力的提升应当从提高养殖产量和优化养殖结构着手：一是选育优质品种，优化养殖结构。养殖贝藻类的可移出碳汇与贝藻类产量及碳汇效率密切相关。在养殖面积保持稳定的条件下，选育产量高、生长快的优质品种或适当增加牡蛎、江蓠等碳汇效率高的品种养殖面积是提高山东省碳汇能力的有效途径。二是拓展养殖空间，提升养殖产量。目前，我国藻类栽培主要集中在20 m以浅的近海水域，养殖面积仅占近海水域的0.3%，拓展大型藻类养殖空间、扩增海洋碳汇潜力巨大。根据大型海藻生态习性，在滩头及陆基池塘、海岛发展大型海藻栽培，可充分发挥大型海藻的生态、社会和经济效益[8]。三是推广多营养层次综合养殖模式。唐启升等[9]研究成果显示，比例合理的鲍—带综合养殖年固定及移出的碳量为12 311.9 kg C/hm，海带单养、鲍单养年固定及移出的碳量分别为4 387.5、1 808.3 kg C/hm。显然多营养层次综合养殖模式的碳汇功能远高于单品种养殖，推广综合养殖模式有利于提升各营养层级对CO₂的吸收利用，从而有效提高山东省海水养殖贝藻类碳汇能力。

参考文献：

[1] 张永雨，张继红，梁彦韬，等.中国近海养殖环境碳汇形成过程与机制[J].中国科学：地球科学，2017，47（12）：1414-1424.

[2] 张继红，刘纪化，张永雨，等.海水养殖践行“海洋负排放”的途径[J].中国科学院院刊，2021，36（3）：252-258.

[3] 于佐安，谢玺，朱守维，等.辽宁省海水养殖贝藻类碳汇能力评估[J].大连海洋大学学报，2020，35（3）：382-386.

[4] 邵桂兰，刘冰，李晨.我国主要海域海水养殖碳汇能力评估及其影响效应—基于我国9个沿海省份面板数据[J].生态学报，2019，39（7）：2614-2625.

[5] 中华人民共和国自然资源部.养殖大型藻类和双壳贝类碳汇計量方法碳储量变化法：HY/T 0305-2021[S].北京：中国标准出版社，2021：11-12.

[6] 岳冬冬，王鲁民.中国海水贝类养殖碳汇核算体系初探[J].湖南农业科学，2012（15）：120-122.

[7] 农业农村部渔业渔政管理局.中国渔业统计年鉴[M].北京：中国农业出版社， 2017-2020.

[8] 杨宇峰，罗洪添，王庆，等.大型海藻规模栽培是增加海洋碳汇和解决近海环境问题的有效途径[J].中国科学院院刊，2021，36（3）：259-269.

[9] 唐启升，方建光，张继红，等.多重压力胁迫下近海生态系统与多营养层次综合养殖[J].渔业科学进展，2013，34（1）：1-11.