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服务国家“双碳”战略,碳汇渔业研究取得“四新”进展

—新表达、新模型、新术语、新结果

2022-07-31 08:31:57  来源:黄海水产研究所

自2020年9月我国明确提出“双碳”目标以来,发展“碳汇渔业”再次引起广泛关注。早在2010年,中国工程院唐启升院士根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)关于碳汇、碳源的解释和渔业生物固碳特点,前瞻性的提出了“碳汇渔业”理念。十余年来,渔业碳汇的基础理论和应用研究持续推进,在渔业碳汇形成过程和机制、计量方法、扩增科学途径等方面开展了系统研究,取得了一系列重要的新进展。随着技术手段的进步和理论认知的拓展,渔业碳汇研究和碳汇渔业发展进入了新的阶段。

2021年以来,在农业农村部渔业渔政管理局指导下,中国水产科学研究院和青岛市生态学会分别于2021年9月、2022年1月主办了题为“发展碳汇渔业科技、服务国家双碳战略”和“贝类养殖生态系统碳汇过程、机制与扩增模式”的专题学术研讨会,经过来自科研、管理、产业等多个领域专家的充分讨论和凝练,在渔业碳汇的科学内涵、“总碳汇”和“净碳汇”概念的提出、计量方法学、渔业碳汇扩增实践等多个层面形成了一些新的认识,相关研究成果在《渔业科学进展》组织完成了第二期“碳汇渔业专刊”,收录的17篇文章于2022年7月26日在中国知网完成首发。

2022年7月8日,唐启升院士应邀参加了“蓝碳科学与技术发展”为主题的浙江大学西湖学术论坛第253次会议,并作了题为“服务国家双碳战略,碳汇渔业研究的一些新成果”的主旨报告,反响强烈。主要进展包括四个方面:

一、进一步明确了渔业碳汇的三种基本表达方式及相应的计量方法

在IPCC原则和原定义基础上,明确了渔业碳汇功能和增汇的三种基本表达方式,强调了水生植物在渔业碳汇形成机制中发挥的至关重要的作用,阐释了通过水生藻类养殖、滤食性贝类和鱼类等养殖、渔业生物群体捕捞和增殖等渔业生产活动促进水生生物“移出和储存”CO2等温室气体的过程和机制,厘清了渔业生物生长过程碳收支各个分量之间的关系(使用碳=移出碳+储存碳+释放碳),提出了“总碳汇”和“净碳汇”的概念(总碳汇即使用碳,移出碳和储存碳之和或总碳汇减去释放碳为净碳汇),创建了基于碳含量法和食物网机制的渔业碳汇计量方法:大型藻类直接按照养殖产量和碳含量计算出净碳汇,再按照呼吸放碳所占比例换算总碳汇;滤食性贝类和鱼类按照养殖产量碳含量和移出碳占比计算出总碳汇,再按照比例换算净碳汇;捕捞群体总碳汇是通过捕捞产量和捕捞群体的碳含量估算捕捞群体的移出碳量,再根据食物网机制和各营养层级的生态转换效率,最终估算摄食的浮游植物碳含量,净碳汇为捕捞移出碳和储存碳之和。

二、明确了贝类养殖是碳汇而不是碳源

强调了判断贝类养殖是碳汇还是碳源的关键是识别养殖生产活动中使用、移出、储存和释放CO2的过程和数量,不应以单项指标为依据。从主要养殖经济贝类能量收支层面论述了四个碳库特征及其数量关系,进而证实了贝类养殖是碳汇而不是碳源。以占贝类产量约89%的牡蛎、蛤、扇贝、贻贝、蛏等代表种的研究结果为依据,概算了2016—2020年我国海水贝类养殖使用碳、移出碳、储存碳和释放碳比例的平均状况。

三、中国近海渔业生物捕捞群体碳汇的重要贡献不容忽视

使用捕捞群体营养级(TL)、下行TL=3和TL=2生物的生态转换效率作为重要的计算参数,评估了1979-2020年中国近海渔业生物捕捞群体的总碳汇和净碳汇,揭示了渔业生物群体通过食物网机制对渔业碳汇的贡献之大也是不容忽视的。另外,渔获物的低龄化、小型化、低值化现象和过度捕捞造成渔业资源严重衰退,人类活动致使水域生态环境不断恶化、水生生物栖息地遭到破坏、水生生物的主要产卵场和索饵育肥场功能退化,严重影响了渔业生物群体碳汇功能的持续发挥,需要坚持生态系统水平的管理,大力推进渔业资源养护和绿色发展。

四、促进碳汇渔业发展的相关建议

很少有哪一种产业活动能像碳汇渔业一样,既为社会生活提供必需的粮食安全和营养安全产品,又能发挥现实、高效、有价值的增汇作用,产生一举多赢的效应,对实现碳中和的贡献如同植树造林。另外,碳汇渔业定位为绿色可持续发展理念在渔业领域的具体体现,是值得大力发展的朝阳产业。最新研究结果表明,随着海水养殖生产持续发展,近20年我国近海贝藻养殖碳汇有较大幅度的增加,总碳汇量从2001年394万t增加到2020年659万t,其中近三年(2018—2020)平均648万t(相当于每年义务造林87万hm2),净碳汇量从2001年255万t增加到2020年430万t,近三年(2018—2020)平均422万t(相当于每年义务造林56万hm2);近40年来我国近海渔业生物捕捞群体碳汇有较大幅度的变化,总碳汇量从1979年1458万t快速上升到1999年6330万t,2020年下降至4983万t,其中近三年(2018-2020)平均5246万t(相当于每年义务造林701万hm2),净碳汇量从1979年511万t快速上升到1999年2215万t,2020年下降至1744万t,其中近三年(2018-2020)平均1836万t(相当于每年义务造林246万hm2)。

为此,提出健康持续、深入发展碳汇渔业的相关建议:

1.建立碳汇渔业示范区

在渔业绿色发展的框架下,以生态模式为主,建立碳汇渔业示范区,包括:海水、淡水各类别示范区;生态特点各异、生产形式多样的各类别示范区,如多营养层次综合养殖(IMTA)和稻渔综合种养(IRFA)等,如藻类养殖、滤食性贝类和鱼类等养殖、增殖渔业、休闲渔业以及捕捞渔业等,示范增汇和探讨碳汇扩增途径。

2.积极探索渔业生物群体碳汇扩增途径

进一步加大近海渔业实施限额捕捞试点力度,提高渔业生物群体的营养层级,增加碳汇;同时,健康持续的发展增殖渔业(海洋牧场),采取精准定位措施(即各类增殖放流和人工鱼礁建设实施前应有明确的目标定位),甚至采取“一类一定”的单向措施来保证目标的实现,使增殖渔业作为一种渔业新业态在推动碳汇渔业发展中发挥更大、更实际的作用。

3.开展渔业碳汇扩增专题研究

从生态系统功能与生物地球化学循环的双重角度加强渔业碳汇功能、扩增途径与潜力的基础研究和实验研究,包括加快主要养殖贝类及其附着生物能量收支和影响因素的实验研究、加强贝类储存碳的碳形态转变、沉积和再悬浮动态规律的实验与监测研究、加强养殖系统(特别是贝藻养殖系统)碳氮磷等生源要素循环与储碳模型研究、加强具有高效固碳能力的海洋植物碳汇功能及其效率提升研究、重视捕捞和增殖资源种类碳收支(特别是代谢碳)生理生态学实验与生态系统储碳能力等研究。此外,需要深入开展渔业生物群体(养殖、捕捞、增殖等)和生物种类相关的生理生态学实验研究及其在全球背景下的动态研究,重点包括与生态转换效率、营养层级和碳汇收支各分量有关参数的实验研究以及评估方法的研究,以便获得更实际、准确的计算参数和评估结果。

4.重视和鼓励碳汇渔业碳交易类型、机制和市场研究与实践

碳汇渔业的碳交易类型、机制和市场研究与实践是目前较薄弱的一个方面,应该重视相关研究,鼓励吸引社科和经济领域的专家积极参与,鼓励支持企业和相关机构进行大胆的尝试。

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