岳冬冬，王魯民

（1.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所，上海 200090；2.農(nóng)業(yè)部東海與遠(yuǎn)洋漁業(yè)資源開(kāi)發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200090）

1 海水貝類(lèi)養(yǎng)殖與漁業(yè)碳匯

我國(guó)海水貝類(lèi)養(yǎng)殖具有兩千多年的悠久歷史。隨著養(yǎng)殖技術(shù)的不斷革新，海水貝類(lèi)養(yǎng)殖業(yè)得到了迅速發(fā)展，尤其是新中國(guó)成立以來(lái)，海水貝類(lèi)養(yǎng)殖產(chǎn)量不斷攀升，養(yǎng)殖品種也已超過(guò)了30 種。

據(jù)農(nóng)業(yè)部漁業(yè)局統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)海水貝類(lèi)養(yǎng)殖主要的品種包括牡蠣、鮑、螺、蚶、貽貝、江珧、扇貝、蛤、蟶等，養(yǎng)殖產(chǎn)量也在不斷增長(zhǎng)。1996年我國(guó)海水貝類(lèi)養(yǎng)殖產(chǎn)量為640.66 萬(wàn)t，到2000年產(chǎn)量達(dá)到860.71 萬(wàn)t，產(chǎn)量增長(zhǎng)220.05 萬(wàn)t，年均增長(zhǎng)率為7.66%；2010年，我國(guó)海水貝類(lèi)養(yǎng)殖產(chǎn)量超過(guò)1 000 萬(wàn)t，達(dá)到1 108.23 萬(wàn)t，是2000年產(chǎn)量的1.29 倍，年均增長(zhǎng)率為2.85%，雖然增長(zhǎng)速度變慢，但海水貝類(lèi)養(yǎng)殖產(chǎn)量仍然保持增長(zhǎng)趨勢(shì)。

我國(guó)海水養(yǎng)殖不僅具有生產(chǎn)水產(chǎn)品的功能，而且還具有一定的生物固碳能力，即碳匯功能。根據(jù)聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約（United Nations Framework Convention on Climate Change，UNFCCC）的解釋?zhuān)紖R是指從大氣中移走二氧化碳和甲烷等導(dǎo)致溫室效應(yīng)的氣體、氣溶膠或它們初期形式的任何過(guò)程、活動(dòng)和機(jī)制[1]。在上述定義的基礎(chǔ)上，唐啟升[2]結(jié)合漁業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)，尤其是水生生物的固碳機(jī)制，對(duì)漁業(yè)碳匯進(jìn)行了定義，具體是指通過(guò)漁業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)促進(jìn)水生生物吸收水體中的二氧化碳，并通過(guò)收獲把這些已經(jīng)轉(zhuǎn)化為生物產(chǎn)品的碳移出水體的過(guò)程、活動(dòng)和機(jī)制。按照水生生物生長(zhǎng)機(jī)制來(lái)看，具有碳匯功能的生物種類(lèi)不僅包括藻類(lèi)、貝類(lèi)和濾食性魚(yú)類(lèi)等養(yǎng)殖生物，同時(shí)還應(yīng)包括以浮游生物和貝藻類(lèi)等為食的魚(yú)類(lèi)、頭足類(lèi)、甲殼類(lèi)以及棘皮動(dòng)物等生物資源種類(lèi)[3-5]，可見(jiàn)海水貝類(lèi)養(yǎng)殖是形成漁業(yè)碳匯的重要組成部分。因此，海水貝類(lèi)養(yǎng)殖碳匯核算研究對(duì)我國(guó)現(xiàn)代漁業(yè)發(fā)展，以及漁業(yè)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)型有著重要意義。

2 海水貝類(lèi)養(yǎng)殖碳匯形成原理

海水貝類(lèi)養(yǎng)殖產(chǎn)品在生長(zhǎng)過(guò)程中主要通過(guò)兩種方式對(duì)水體中的碳加以利用，從而形成一定的碳匯，因此海水貝類(lèi)養(yǎng)殖對(duì)碳的吸收方式也就成為其形成碳匯的主要原理，具體可以分為兩種方式[6]。

2.1 貝殼生長(zhǎng)利用方式

海水貝類(lèi)在養(yǎng)殖過(guò)程中，可以利用海水中的形成軀殼，主要成分為碳酸鈣，用化學(xué)反應(yīng)式可以表示為：

從這個(gè)反應(yīng)式中可以看出，貝類(lèi)軀殼在生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)海水中碳的固定主要通過(guò)利用來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.2 貝類(lèi)軟組織生長(zhǎng)利用方式

貝類(lèi)軟組織的生長(zhǎng)主要是通過(guò)濾食水體中的懸浮顆粒有機(jī)碳，實(shí)現(xiàn)個(gè)體軟組織生長(zhǎng)，并固定水體中的碳。研究表明，貝類(lèi)的濾食系統(tǒng)非常發(fā)達(dá)，能夠利用上覆水乃至整個(gè)水域中的浮游植物及顆粒有機(jī)碳。

從上述分析可以看出，海水養(yǎng)殖貝類(lèi)對(duì)海水水體中碳的利用分別以形成軀殼和軟組織兩種方式實(shí)現(xiàn)，因此貝類(lèi)軀殼和軟組織也就成為可移出海水養(yǎng)殖貝類(lèi)碳匯核算的重要組成內(nèi)容。

3 可移出海水貝類(lèi)養(yǎng)殖碳匯核算方法

3.1 可移出海水貝類(lèi)養(yǎng)殖碳匯核算流程

按照海水養(yǎng)殖貝類(lèi)生長(zhǎng)原理，已有學(xué)者對(duì)于海水貝類(lèi)養(yǎng)殖碳匯進(jìn)行了估算，比較有代表性的有張繼紅等[6]估算了2002年海水貝類(lèi)養(yǎng)殖碳匯達(dá)到86 萬(wàn)t，其中以貝殼形式移出的碳含量約67 萬(wàn)t，且形成較為持久的碳匯。之后較少有研究者對(duì)海水貝類(lèi)養(yǎng)殖碳匯核算及其核算方法進(jìn)行深入研究。

在已有對(duì)我國(guó)海水貝類(lèi)養(yǎng)殖碳匯估算的基礎(chǔ)上，從具體貝類(lèi)品種出發(fā)，對(duì)海水貝類(lèi)養(yǎng)殖碳匯核算流程進(jìn)行系統(tǒng)分析，具體如圖1 所示。從圖1 中可以看出，海水貝類(lèi)養(yǎng)殖碳匯核算過(guò)程可以分為4個(gè)步驟。第一步，獲取貝類(lèi)干重產(chǎn)量數(shù)據(jù)。目前我國(guó)海水貝類(lèi)養(yǎng)殖產(chǎn)量數(shù)據(jù)主要通過(guò)漁業(yè)局統(tǒng)計(jì)調(diào)查獲得，但該調(diào)查數(shù)據(jù)在1996年后統(tǒng)一按鮮品重量計(jì)算，因此獲取具體貝類(lèi)養(yǎng)殖品種濕重到干重的轉(zhuǎn)換系數(shù)，即將貝類(lèi)養(yǎng)殖鮮品產(chǎn)量轉(zhuǎn)換為干重產(chǎn)量則成為貝類(lèi)碳匯核算的初始環(huán)節(jié)。第二步，獲取貝殼干重和軟組織干重?cái)?shù)據(jù)。在獲取某種養(yǎng)殖貝類(lèi)干重產(chǎn)量后，再根據(jù)該品種貝殼和軟組織分別在整體中所占的質(zhì)量比重，計(jì)算得出該養(yǎng)殖品種的貝殼干重和軟組織干重產(chǎn)量數(shù)據(jù)。第三步，計(jì)算貝殼固碳量和軟組織固碳量。在上一步得到某貝類(lèi)品種貝殼干重產(chǎn)量和軟組織干重產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，分別利用該品種貝殼中碳含量數(shù)據(jù)和軟組織碳含量數(shù)據(jù)，分別計(jì)算得出該品種貝殼的固碳量和軟組織的固碳量。第四步，計(jì)算碳匯總量。將上一步計(jì)算得出的該品種貝殼固碳量和軟組織固碳量進(jìn)行加總合計(jì)，即得出該貝類(lèi)品種養(yǎng)殖所產(chǎn)生的碳匯總量。

以上為不同品種海水貝類(lèi)養(yǎng)殖碳匯核算的具體流程，可以據(jù)此對(duì)我國(guó)海水貝類(lèi)養(yǎng)殖的碳匯總量進(jìn)行科學(xué)核算，具體計(jì)算公式如下：式中C 為不同種類(lèi)海水貝類(lèi)養(yǎng)殖碳匯總量，Ci為品種i 的碳匯量，N 為海水貝類(lèi)養(yǎng)殖品種數(shù)量。

3.2 可移出海水貝類(lèi)養(yǎng)殖碳匯核算參數(shù)

從可移出海水貝類(lèi)養(yǎng)殖碳匯核算流程（圖1）中可以看出，要實(shí)現(xiàn)對(duì)某一具體養(yǎng)殖貝類(lèi)品種碳匯進(jìn)行核算，至少需要得到3 個(gè)科學(xué)參數(shù)，轉(zhuǎn)換系數(shù)、質(zhì)量比重和碳含量，其中質(zhì)量比重和碳含量分別含有軀殼和軟組織兩個(gè)數(shù)據(jù)。只有明確得到上述3 個(gè)參數(shù)，才可能有效估算出該海水貝類(lèi)養(yǎng)殖品種形成的碳匯總量。

圖1 海水養(yǎng)殖貝類(lèi)碳匯核算流程

目前，農(nóng)業(yè)部漁業(yè)局對(duì)我國(guó)海水貝類(lèi)養(yǎng)殖產(chǎn)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的具體品種包括9 種，即牡蠣、鮑、螺、蚶、貽貝、江珧、扇貝、蛤和蟶，還有部分產(chǎn)量未進(jìn)行具體品種統(tǒng)計(jì)。從我國(guó)現(xiàn)有關(guān)于海水貝類(lèi)養(yǎng)殖產(chǎn)量數(shù)據(jù)出發(fā)，估算碳匯總量，需要完成兩方面工作。

3.2.1 測(cè)定已統(tǒng)計(jì)海水貝類(lèi)養(yǎng)殖品種的各項(xiàng)參數(shù)具體可以用參數(shù)矩陣來(lái)表示，見(jiàn)表1。結(jié)合表1，確定不同貝類(lèi)養(yǎng)殖品種形成碳匯的計(jì)算公式為：

式中Ci表示品種i（i=1，2，…，N）形成的碳匯量，yi表示品種i 的鮮重產(chǎn)量。

表1 海水貝類(lèi)養(yǎng)殖碳匯核算參數(shù)矩陣

3.2.2 對(duì)剩余產(chǎn)量進(jìn)行品種核定 從《中國(guó)漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》（2011年）中可以看出，2010年我國(guó)海水貝類(lèi)養(yǎng)殖未進(jìn)行具體品種核定的產(chǎn)量達(dá)到470 844 t，占當(dāng)年海水貝類(lèi)養(yǎng)殖總產(chǎn)量的比重為4.25%，可見(jiàn)核定這一部分養(yǎng)殖產(chǎn)量數(shù)據(jù)的具體品種，對(duì)科學(xué)核算我國(guó)海水貝類(lèi)養(yǎng)殖碳匯總量具有重要意義。

4 海水貝類(lèi)養(yǎng)殖碳匯核算體系初步構(gòu)建

以上是對(duì)“可移出”碳匯核算原理進(jìn)行的分析，即收獲海水貝類(lèi)養(yǎng)殖產(chǎn)品部分所產(chǎn)生的碳匯。但按照漁業(yè)碳匯的定義，海水貝類(lèi)養(yǎng)殖不僅包括了這部分較為直觀的“可移出”碳匯，還應(yīng)包括以食物鏈網(wǎng)絡(luò)機(jī)制形成的間接碳匯，因此必須對(duì)于海水貝類(lèi)養(yǎng)殖碳匯進(jìn)行全面科學(xué)核算，尤其是對(duì)以食物鏈網(wǎng)絡(luò)機(jī)制形成的碳匯核算方法和思路進(jìn)行梳理至關(guān)重要。構(gòu)建我國(guó)海水貝類(lèi)養(yǎng)殖碳匯核算體系如圖2 所示。從圖2 中可以看出，我國(guó)海水貝類(lèi)養(yǎng)殖碳匯核算體系主要包括四個(gè)方面，具體應(yīng)為：

圖2 海水貝類(lèi)養(yǎng)殖碳匯核算體系框架

（1）“可移出”碳匯。這部分碳匯核算原理和方法已在上文中進(jìn)行闡述。

（2）附著生物碳匯。已有研究顯示，海水貝類(lèi)在養(yǎng)殖過(guò)程中，養(yǎng)殖設(shè)施上會(huì)附著大量生物，而且這些生物以水體中的懸浮顆粒為食，其中草苔蟲(chóng)、藤壺、盤(pán)管蟲(chóng)、貽貝等都具有石灰質(zhì)的軀殼[6]，也是碳匯的一個(gè)組成部分。由于目前海水貝類(lèi)養(yǎng)殖設(shè)施附著生物量較難估計(jì)，因此對(duì)這一部分碳匯的核算首先需要解決附著生物量的估算問(wèn)題。

（3）增加海洋水體吸收二氧化碳能力。海水貝類(lèi)養(yǎng)殖在生長(zhǎng)過(guò)程中，通過(guò)濾食水體中的顆粒有機(jī)碳，形成軀殼和軟組織，固定水體中的碳，與此同時(shí)會(huì)減少海水二氧化碳分壓，從而促使大氣中的二氧化碳進(jìn)一步向海洋水體中進(jìn)行擴(kuò)散[7]，這種機(jī)制間接增加了海洋水體的固碳能力，即形成一定的碳匯。

（4）食物鏈機(jī)制增加碳匯。按照食物鏈機(jī)制，魚(yú)類(lèi)、頭足類(lèi)、甲殼類(lèi)以及棘皮動(dòng)物等水生生物以貝類(lèi)為食，被捕食的貝類(lèi)則不能以“可移出”碳匯進(jìn)行核算，但可以通過(guò)食物鏈網(wǎng)絡(luò)機(jī)制進(jìn)行碳匯估算，對(duì)這一部分碳匯進(jìn)行估算也是擴(kuò)大海水貝類(lèi)養(yǎng)殖碳匯核算體系的重要途徑。

5 結(jié) 語(yǔ)

目前我國(guó)海水貝類(lèi)養(yǎng)殖產(chǎn)量已超過(guò)1 000 萬(wàn)t，不僅能為市場(chǎng)提供充足的貝類(lèi)水產(chǎn)品，而且在其生長(zhǎng)過(guò)程中還能固定海水水體中的碳，形成貝類(lèi)養(yǎng)殖碳匯，這也是漁業(yè)碳匯的重要組成部分。部分學(xué)者已經(jīng)對(duì)2002年海水貝類(lèi)養(yǎng)殖形成碳匯進(jìn)行了初步估算，總量大約為86 萬(wàn)t，但從漁業(yè)碳匯的定義來(lái)看，對(duì)于海水貝類(lèi)養(yǎng)殖碳匯核算還需要進(jìn)一步研究。具體涉及以下兩個(gè)方面。

（1）海水貝類(lèi)養(yǎng)殖“可移出”碳匯核算參數(shù)的獲取。目前我國(guó)海水貝類(lèi)養(yǎng)殖品種達(dá)到9 種，而且每一個(gè)品種的產(chǎn)量均以鮮重進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。對(duì)于上述9 種海水養(yǎng)殖貝類(lèi)形成碳匯的估算，必須獲取每一個(gè)品種由鮮重到干重的轉(zhuǎn)換系數(shù)、軀殼和軟組織分別在干重的質(zhì)量比重以及軀殼和軟組織中的碳含量3個(gè)參數(shù)，通過(guò)對(duì)這些參數(shù)的確定，才能根據(jù)海水貝類(lèi)養(yǎng)殖產(chǎn)量測(cè)算其碳匯量。除此之外，在漁業(yè)局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中，還有很大一部分產(chǎn)量未實(shí)現(xiàn)具體貝類(lèi)品種的核定，因此對(duì)于這部分水產(chǎn)品而言，首先應(yīng)該進(jìn)行品種核定，然后再進(jìn)行轉(zhuǎn)換系數(shù)、質(zhì)量比重和碳含量3 個(gè)參數(shù)的測(cè)定，從而確定該部分產(chǎn)品形成的碳匯總量，或者采取平均法思路對(duì)這部分尚未具體核定品種的貝類(lèi)產(chǎn)量進(jìn)行碳匯核算也是一種可行方法。

（2）海水貝類(lèi)養(yǎng)殖間接碳匯核算。已有研究中對(duì)于海水貝類(lèi)養(yǎng)殖以“可移出”碳匯形式進(jìn)行研究和分析的較多，這種碳匯也可以稱(chēng)之為直接碳匯核算。但從漁業(yè)碳匯的定義出發(fā)，關(guān)于海水貝類(lèi)養(yǎng)殖形成的碳匯要復(fù)雜的多，主要包括了三個(gè)方面的內(nèi)容：如海水貝類(lèi)養(yǎng)殖造成海水分壓下降，從而提高海水吸收二氧化碳能力，形成碳匯；海水貝類(lèi)養(yǎng)殖設(shè)施附著物，從其攝食結(jié)構(gòu)和身體結(jié)構(gòu)來(lái)看，也是形成碳匯的重要組成；最后，以貝類(lèi)為食的魚(yú)類(lèi)、甲殼類(lèi)、頭足類(lèi)和棘皮動(dòng)物，在生長(zhǎng)過(guò)程中因攝食貝類(lèi)也會(huì)間接增加碳匯。上述三個(gè)部分組成的海水貝類(lèi)養(yǎng)殖間接碳匯，尚未有系統(tǒng)、科學(xué)的結(jié)論。

綜上分析，認(rèn)為對(duì)于海水貝類(lèi)養(yǎng)殖碳匯的核算應(yīng)以直接碳匯核算和間接碳匯核算為基礎(chǔ)，構(gòu)建全面、準(zhǔn)確地對(duì)我國(guó)海水貝類(lèi)養(yǎng)殖產(chǎn)生的碳匯進(jìn)行核算。

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