李海晏 ,陳 濤張海燕姚志通,葉 瑛夏枚生

(1.浙江大學(xué) 海洋科學(xué)與工程學(xué)系 海洋資源研究所,浙江 杭州 310058;2.浙江大學(xué) 舟山海洋研究中心,浙江 舟山 316021;3.杭州電子科技大學(xué) 材料與環(huán)境工程學(xué)院,浙江 杭州 310018)

LI Hai-yan1, 2,CHEN Tao1,ZHANG Hai-yan1,YAO Zhi-tong3,YE Ying1,XIA Mei-sheng1

(1.Department of Ocean Science and Engineering,Zhejiang University,Hangzhou 310058,China;2.Zhoushan Ocean Research Institute,Zhejiang university,Zhoushan 316021,China;3.Materials Science and Environmental Engineering,Hangzhou Dianzi University,Hangzhou 310018,China)

自工業(yè)革命以來(lái),由于石化燃料的大量燃燒,大氣中溫室氣體增加,溫室效應(yīng)加劇,導(dǎo)致氣候、生態(tài)系統(tǒng)、人類活動(dòng)受到嚴(yán)重影響。在京都議定書(shū)生效以后,由 CO2等溫室氣體導(dǎo)致的氣候變化問(wèn)題引起全球關(guān)注,成為國(guó)際上外交博弈的工具[1]。因此,如何準(zhǔn)確評(píng)估生物圈生態(tài)系統(tǒng)的碳沉積能力,并探討實(shí)現(xiàn)增加碳沉積途徑成為目前亟待解決的課題[1]。

海洋碳儲(chǔ)量約為3.8×105億t,比大氣多50倍,因此,海洋對(duì)碳的吸收能力將直接影響到全球碳循環(huán)[2]。中國(guó)陸架邊緣海域面積約為300萬(wàn)km2,占全球的12.5%,是世界上最寬、生產(chǎn)力最高的陸架邊緣海之一[2]。其中15 m等深線以內(nèi)的淺海灘涂面積只有12.4萬(wàn)km2,占陸架邊緣海的4.1%,但該區(qū)域海洋碳循環(huán)異?；钴S,因?yàn)樗亲匀簧a(chǎn)力很高和人類水產(chǎn)養(yǎng)殖活動(dòng)最集中的區(qū)域[1]。養(yǎng)殖貝類可以通過(guò)生物礦化作用將海水中的溶解無(wú)機(jī)碳轉(zhuǎn)化為 CaCO3貝殼;伴隨著貝殼收獲,大量碳被直接從海水中移出,這將對(duì)養(yǎng)殖區(qū)及鄰近海域的碳匯有重要影響。因此,對(duì)中國(guó)淺海貝類養(yǎng)殖碳沉積潛力進(jìn)行估算,可為爭(zhēng)取國(guó)家碳份額的合法權(quán)益提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 全球暖化與碳循環(huán)

1.1 全球暖化

近100年來(lái),全球氣溫平均提高約0.6 ℃± 0.2 ℃[3]。0.6℃的溫差不僅造成平均溫度上升,而且導(dǎo)致炎熱與寒冷的日數(shù)分別增加與減少[4]?，F(xiàn)在全球暖化速度越來(lái)越快,估計(jì) 21世紀(jì)氣溫每 10年將上升 0.15～0.6 ℃[5],這將造成更加劇烈的氣候變化[6]。

全球暖化是由溫室氣體濃度增加造成的[4]。溫室氣體包括 CO2、CH4、N2O、O3、CFC 等。但在總量上CO2貢獻(xiàn)了約60 %的暖化作用[7],極地溫度與大氣CO2的濃度變化趨勢(shì)一致[4],因此CO2是造成全球暖化的主要原因,對(duì)地表溫度影響顯著。在工業(yè)化以前,地球大氣中CO2濃度維持在280 mg/kg,如今已達(dá)380 mg/kg,并以每年2 mg/kg的速度增加[8]。石化燃料的燃燒和森林砍伐是引起大氣中 CO2濃度增加的主要原因[9]。另外,水泥生產(chǎn)和火山噴發(fā)也造成大氣中CO2濃度增加[9]。

在地質(zhì)年代里耗時(shí)千萬(wàn)年的暖化過(guò)程,在現(xiàn)今CO2濃度的增加速度下,僅幾個(gè)世紀(jì)就可完成。這將對(duì)人類和各種生物造成嚴(yán)重沖擊[10]。全球暖化使表層海水溫度升高,對(duì)流層水蒸氣增加,能量傳遞加快,這將導(dǎo)致颶風(fēng)[11]、熱浪侵襲[12]更加頻繁。表層海水溫度上升約 0.74 oC,冰山熔化,就會(huì)使全球平均海平面上升17～20 cm[13]。如果南極和格陵蘭島的冰山全部熔化,將會(huì)使海平面上升約7 m[14]。如果溫室氣體持續(xù)釋放,在21世紀(jì)海平面將上升20～100 cm,這將導(dǎo)致嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難和經(jīng)濟(jì)破壞,以及沿海數(shù)千萬(wàn)人口將被迫遷移[14]。目前每年人為排放的 CO2約 25 %被海洋吸收,與海水作用形成碳酸,造成海洋酸化。自工業(yè)化以來(lái)海水 pH從 7.8～8.2下降了0.1～0.12[15],并以每年0.0018的速率持續(xù)下降[15]。若海水pH在21世紀(jì)再下降0.1～0.5,將對(duì)海水化學(xué)性質(zhì)、海洋環(huán)境造成直接的影響[15]。暖化造成極地海洋冰層覆蓋的面積減少,使得北極熊等生物的棲息地減少,極地的食物鏈與生態(tài)改變[16]。海洋酸化使海水碳酸鈣飽和度下降,鈣化速率降低,使珊瑚難以保持其外部的碳酸鈣骨質(zhì)結(jié)構(gòu),其生長(zhǎng)與存活受到影響。這將威脅到海洋生物的多樣性,超過(guò)75 %的珊瑚魚(yú)種數(shù)量因而減少,其中50 %的魚(yú)種數(shù)量將降到一半以下[17]。到 21世紀(jì)中葉,主要造礁生物,珊瑚與鈣化藻類的鈣化速率將比工業(yè)化前減少10%～50%[9]。氣候暖化還可能造成病媒散布、縮短病原發(fā)育時(shí)間,增加中暑和呼吸系統(tǒng)疾病等負(fù)面影響[18]。

1.2 海洋碳循環(huán)的格局

全球碳循環(huán)是指化學(xué)性質(zhì)活躍的碳在各大碳庫(kù)之間遷移和轉(zhuǎn)換的過(guò)程。從全球尺度來(lái)看,全球共存在巖石圈、海洋、大氣、陸地生物圈、水生生物圈、化石燃料 6 個(gè)主要碳庫(kù)。巖石圈是第一大碳庫(kù),海洋是僅次于巖石圈的第二大碳庫(kù)。但是巖石圈的碳主要以碳酸鈣結(jié)晶的形式存在,性質(zhì)穩(wěn)定,只有極少一部分通過(guò)風(fēng)化的作用參與到地球化學(xué)循環(huán)中去[19];而海洋碳庫(kù)中的碳主要以溶解無(wú)機(jī)碳的形式存在,化學(xué)性質(zhì)活躍;同時(shí),海洋碳庫(kù)是大氣碳庫(kù)的 50倍,陸地生物圈碳庫(kù)的 19 倍,化石燃料碳庫(kù)的 9倍,因此海洋是全球第一大活躍碳庫(kù)[19]。大氣碳庫(kù)雖然較小,卻是調(diào)節(jié)全球氣候的最關(guān)鍵因素。全球暖化的根源就是由于人類對(duì)石油、煤炭、天然氣等化石燃料的開(kāi)發(fā)利用,使本該被長(zhǎng)期封存在巖石圈中的有機(jī)碳被轉(zhuǎn)換成CO2進(jìn)入了大氣圈[20]。

自20世紀(jì)末,一系列針對(duì)海洋碳循環(huán)過(guò)程的大型國(guó)際科研計(jì)劃(國(guó)際地圈與生物圈計(jì)劃(IGBP)核心計(jì)劃全球海洋通量聯(lián)合研究(JGOFS)、海岸帶陸海相互作用(LOCIZ)、上層海洋與低層大氣研究(SOLAS)、全球海洋生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(GLOBEC)、海洋生物地球化學(xué)和生態(tài)系統(tǒng)綜合研究(IMBER)相繼實(shí)施,使人們對(duì)海洋碳循環(huán)過(guò)程有了更深入的了解。生物圈中循環(huán)的碳有95% 存在于海洋中,用千年的時(shí)間尺度看,海洋決定了大氣 CO2的濃度,在大氣和海洋之間每年流動(dòng)著900 億t的碳。CO2的海氣交換主要發(fā)生在海洋表層,每年都有大量的 CO2從大氣圈進(jìn)入海洋,其速率除與風(fēng)力,海洋環(huán)流和垂直對(duì)流等物理過(guò)程有關(guān)外,與溫度、CO2分壓等化學(xué)和生物過(guò)程都有密切關(guān)系,通常高緯度的海水溫度低、鹽度高,海水吸收CO2,低緯度海域則相反[21]。海洋碳循環(huán)過(guò)程主要是在“溶解度泵”、“碳酸鹽泵”、“生物泵”的作用下完成的。在這個(gè) 3個(gè)泵的作用下,實(shí)現(xiàn)了碳在海洋中的遷移和變化,對(duì)緩解全球氣候變化做出了巨大貢獻(xiàn),最終調(diào)節(jié)了全球氣候[19-20]。

目前,石化燃料燃燒、森林砍伐、水泥生產(chǎn)、以及火山噴發(fā)每年直接釋放了約93.3億t碳的CO2進(jìn)入大氣,扣除海洋、森林、草原與濕地每年吸收掉約46.6億t碳的CO2外,現(xiàn)在大氣每年約增加46.7億t碳的CO2[6]。即約一半人為釋放的CO2被陸地與海洋生態(tài)系統(tǒng)吸收[6]。

海洋每年約從大氣中吸收 22億 t碳的 CO2[22],其中浮游植物、珊瑚礁等吸收了約3.84億t碳的CO2,即現(xiàn)在海水中每年約增加18.2億t碳的CO2,迄今已吸收了約 1 400億 t碳的 CO2,相當(dāng)于石化燃料燃燒CO2釋放量的50 %,或總?cè)藶镃O2釋放量的30 %[23]。

1.3 貝類養(yǎng)殖在海洋碳循環(huán)中的作用

近海是海洋生產(chǎn)力最高的區(qū)域,同時(shí)還是受人類活動(dòng)影響最強(qiáng)烈的區(qū)域,在近海存在著大量的貝類高密度養(yǎng)殖區(qū)[20]。貝類是近海生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)流和能量流的驅(qū)動(dòng)者。貝類通過(guò)兩種促進(jìn)生長(zhǎng)的方式使用海洋碳。一種方式是利用海水中的形成CaCO3軀殼,其反應(yīng)式如下: Ca2++2= CaCO3+CO2+H2O。雖然每形成 1 mol 的碳酸鈣,會(huì)釋放1 mol 的CO2,但是可以吸收2 mol 的碳酸氫根[24]。實(shí)際上,形成的 CaCO3貝殼,少量隨有機(jī)碳從表面海水垂直輸送到海洋深部,絕大部分通過(guò)收獲從海水中移出。另一種方式是通過(guò)濾食攝取水體中的懸浮顆粒有機(jī)碳(包括浮游植物和顆粒有機(jī)碎屑等)促進(jìn)貝類個(gè)體軟組織的生長(zhǎng)[2]。貝類的濾食系統(tǒng)十分發(fā)達(dá),有著極高的濾水率,能夠利用上覆水中乃至整個(gè)水域的浮游植物及顆粒有機(jī)物質(zhì)。大規(guī)模的貝類養(yǎng)殖活動(dòng)對(duì)水體中懸浮顆粒有機(jī)物質(zhì)的數(shù)量以及組成有一定的控制作用[2]。

貝殼的生長(zhǎng)過(guò)程是一種生物礦化過(guò)程,同時(shí)也是一種碳的地球化學(xué)循環(huán)過(guò)程(循環(huán)周期長(zhǎng)達(dá)數(shù)百萬(wàn)年),在這個(gè)過(guò)程中貝類吸收利用二氧化碳(以碳酸氫根的形式)[20]。大量的貝類養(yǎng)殖對(duì)移除、降低空氣中的二氧化碳濃度,緩解溫室效應(yīng)具有一定的貢獻(xiàn)[2]。

2 中國(guó)貝類養(yǎng)殖對(duì)海洋碳循環(huán)的影響評(píng)估

2.1 中國(guó)海水養(yǎng)殖狀況

中國(guó)海水養(yǎng)殖發(fā)達(dá),養(yǎng)殖面積和產(chǎn)量居世界首位[2]。農(nóng)業(yè)部漁業(yè)局的統(tǒng)計(jì)資料顯示,中國(guó)海水養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)量1955年僅10萬(wàn)t,此后逐步提高[25]。在近30年里得到了快速發(fā)展,1990年和 2000年分別超過(guò)300萬(wàn)t和1000萬(wàn)t,2009年和2010年分別上升至1405萬(wàn)t和1482萬(wàn)t。中國(guó)海水養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展主要得益于淺海貝類和藻類養(yǎng)殖的興起,如在 2009年和2010年的海水養(yǎng)殖產(chǎn)量中貝類產(chǎn)量分別約占總產(chǎn)量的74.94 %、74.76 %,藻類分別約占10.36 %、10.40 %,二者相加約占中國(guó)海水養(yǎng)殖產(chǎn)量的 85 %,甲殼類、蝦類和魚(yú)類一共約占13 %,其他類別約占2 %[25](圖 1)。可見(jiàn),中國(guó)海水養(yǎng)殖是一個(gè)以貝藻養(yǎng)殖為主的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè),尤其是貝類養(yǎng)殖,獨(dú)占約75 %。

2.2 中國(guó)貝類養(yǎng)殖產(chǎn)量

圖1 中國(guó)海水養(yǎng)殖產(chǎn)量組成Fig.1 Composition of mariculture yields of China

圖2 中國(guó)貝類產(chǎn)量構(gòu)成(按養(yǎng)殖方式和捕撈方式分)Fig.2 Composition of shellfish yields of China (classified by culture methods and fishing methods)

圖3 中國(guó)淡水貝類養(yǎng)殖產(chǎn)量構(gòu)成(按品種分)Fig.3 Composition of freshwater shellfish yields of China(classified by variety)

中國(guó)貝類養(yǎng)殖始于20 世紀(jì)70 年代初,據(jù)農(nóng)業(yè)部漁業(yè)局統(tǒng)計(jì),80年代初,年產(chǎn)量約30萬(wàn)t,90年代初增至100萬(wàn)t。隨后有了較大發(fā)展,自2001年以來(lái)的統(tǒng)計(jì)資料顯示,近 10年中國(guó)貝類總產(chǎn)量穩(wěn)定在1100萬(wàn) t以上,有增加的趨勢(shì),其中 2006年產(chǎn)量最高,達(dá)約1261.02萬(wàn)t(圖2)。2010年,海水養(yǎng)殖貝類總產(chǎn)量已達(dá)1108萬(wàn)t,主要養(yǎng)殖種類為牡蠣、蛤類、扇貝和貽貝等,產(chǎn)量分別達(dá)約364、354、141、70萬(wàn)t,共約占海水養(yǎng)殖貝類產(chǎn)量的83.84 %[25]。淡水養(yǎng)殖貝類最近10年都為20萬(wàn)t 左右,2009年和2010年分別約為23.4萬(wàn)t和25萬(wàn)t。每年捕撈總產(chǎn)量穩(wěn)定在95萬(wàn)t左右,2009年和2010年貝類捕撈量分別為95萬(wàn)t和91萬(wàn)t[25],以海洋捕撈為主,淡水捕撈只有約30萬(wàn)t。養(yǎng)殖產(chǎn)量遠(yuǎn)高于捕撈產(chǎn)量,海水養(yǎng)殖產(chǎn)量遠(yuǎn)高于淡水養(yǎng)殖產(chǎn)量。

中國(guó)海水貝類養(yǎng)殖產(chǎn)量和面積呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。牡蠣、蛤、扇貝、貽貝產(chǎn)量較大,2010年分別約為364.28、353.89、140.75、70.21萬(wàn) t。蛤、扇貝的養(yǎng)殖產(chǎn)量增長(zhǎng)最為顯著,分別從 2001年的 201.44、96.03萬(wàn) t增長(zhǎng)到 2010年的 353.89、140.75萬(wàn) t;而牡蠣產(chǎn)量一直穩(wěn)定在350萬(wàn)t左右(圖4)。從2001年到2010年,中國(guó)海水貝類養(yǎng)殖面積從79.66萬(wàn)ha增長(zhǎng)到130.80萬(wàn)ha,增長(zhǎng)顯著。其中扇貝養(yǎng)殖面積增長(zhǎng)最為明顯,從2001的5.51萬(wàn)ha增長(zhǎng)到2010年的39.97萬(wàn)ha,而蛤、牡蠣等的養(yǎng)殖面積比較穩(wěn)定(圖5)。

圖4 中國(guó)海水貝類養(yǎng)殖產(chǎn)量構(gòu)成(按品種分)Fig.4 Composition of mariculture shellfish yields of China(classified by variety)

捕撈貝類產(chǎn)量如同其他漁業(yè)一樣,受資源量和捕撈強(qiáng)度的影響。而資源量又受水文和環(huán)境污染等因素的影響;捕撈強(qiáng)度則受技術(shù)、成本、市場(chǎng)等因素的影響,各種因素間又相互影響。從圖 2可以看出,近 10年來(lái),貝類捕撈量遠(yuǎn)小于養(yǎng)殖量,僅為貝類總產(chǎn)量的10 %左右,并有降低的趨勢(shì)。貝類捕撈量遠(yuǎn)小于市場(chǎng)的需求量,這促進(jìn)了貝類養(yǎng)殖的持續(xù)發(fā)展。全球暖化可能增加貝類生產(chǎn)力,而海洋酸化可能降低貝類存活率和生長(zhǎng)速度,二者對(duì)貝類養(yǎng)殖產(chǎn)量的影響尚無(wú)定論,但是即使有影響,也遠(yuǎn)低于人為的掌控[6]。

圖5 中國(guó)海水貝類養(yǎng)殖面積構(gòu)成(按品種分)Fig.5 Composition of mariculture shellfish area of China(classified by variety)

2.3 中國(guó)貝類養(yǎng)殖的碳沉積潛力

依據(jù)農(nóng)業(yè)部漁業(yè)局編制的《中國(guó)漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年簽》,以2001年(或2003年)到2010年的年平均產(chǎn)量計(jì)算捕獲貝類和養(yǎng)殖貝類的碳沉積能力。養(yǎng)殖貝類和捕獲貝類總產(chǎn)量的碳沉積為 58.57萬(wàn) t/a,碳沉積能力相當(dāng)于122.28萬(wàn)ha的造林,其中淡、海水養(yǎng)殖貝類總產(chǎn)量的碳沉積為 53.30萬(wàn) t/a,碳沉積能力相當(dāng)于111.27萬(wàn)ha的造林(淡、海水養(yǎng)殖貝類產(chǎn)量的碳沉積量分別為1.08、51.15萬(wàn)t/a,碳沉積能力分別相當(dāng)于 2.25、106.78萬(wàn) ha的造林);淡、海水捕獲總產(chǎn)量的碳沉積為 5.40萬(wàn) t/a,碳沉積能力相當(dāng)于11.27萬(wàn)ha的造林(淡、海水捕獲產(chǎn)量的碳沉積分別為1.57、3.83萬(wàn)t/a,碳沉積能力分別相當(dāng)于3.28、8.00萬(wàn) ha的造林)。海水貝類養(yǎng)殖產(chǎn)量的碳沉積量占貝類總產(chǎn)量碳沉積量的87.33%,其中海水貝類養(yǎng)殖中牡蠣、蛤、扇貝、貽貝產(chǎn)量的碳沉積量分別為19.91、14.23、5.44、3.21萬(wàn)t/a,碳沉積能力分別相當(dāng)于 41.57、29.71、11.36、6.70萬(wàn) ha的造林(表 1)。以上淡、海水貝類碳沉積能力可減少大氣CO2增加量的0.0125% (目前大氣每年增加約46.7億 t碳的CO2[6])。

2.4 貝類養(yǎng)殖與其他方式碳沉積能力比較

根據(jù)農(nóng)業(yè)部漁業(yè)局編制的《中國(guó)漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年簽》的牡蠣、蛤、扇貝、貽貝的平均養(yǎng)殖產(chǎn)量與養(yǎng)殖面積的統(tǒng)計(jì)資料計(jì)算得到它們的產(chǎn)量分別為 31.45、7.75、6.02和 20.77 t/(ha·a),碳沉積能力分別為1.573、0.388、0.301 和 1.039 t/(ha·a)(表 2)。

表1 中國(guó)養(yǎng)殖貝類和捕撈貝類碳沉積潛力Tab.1 Potential of carbon deposition by shellfish culture and fishing in China

表2 4種貝殼、珊瑚和森林的碳沉積速率Tab.2 Carbon deposition rate of four kinds of shellfishes,coral reef and forest

2.4.1 貝類養(yǎng)殖與森林碳沉積能力比較

如2.3所述,目前中國(guó)貝類養(yǎng)殖和捕獲的碳沉積能力約為58.57萬(wàn)t/a,約相當(dāng)于122.28萬(wàn)ha的造林,僅占大氣CO2增加量的0.0125 %,遠(yuǎn)低于目前森林19.2億t/a的碳沉積能力[6]。然而森林的碳沉積能力受到森林面積有限的限制,即一定面積下森林僅能成長(zhǎng)至其生物質(zhì)量的極限值,其碳沉積與碳釋放達(dá)到平衡后則難以再進(jìn)行碳沉積作用。但以貝殼來(lái)進(jìn)行碳沉積則可以時(shí)間換取空間來(lái)進(jìn)行長(zhǎng)期持續(xù)的累積,避免了森林受限于單位面積下生物質(zhì)量生長(zhǎng)極限值的限制,并且全球的森林正以 730萬(wàn) ha/a的速度在減少[26],其碳沉積能力也將隨著逐漸降低,但以貝類來(lái)生產(chǎn) CaCO3的碳沉積能力,目前仍有成長(zhǎng)空間。另外,若以單位面積的碳沉積能力作比較,牡蠣、貽貝的碳沉積能力高于森林(表2)。

2.4.2 貝類養(yǎng)殖與珊瑚碳沉積能力比較

雖然表 2的結(jié)果顯示貝類養(yǎng)殖單位面積的碳沉積能力不及珊瑚礁,但是目前的全球暖化與海洋酸化嚴(yán)重影響珊瑚礁的存活率和生長(zhǎng)。珊瑚礁對(duì)海洋酸化顯得敏感脆弱,估計(jì)到 21世紀(jì)中葉,主要的造礁生物、珊瑚與鈣化藻類的鈣化率將比工業(yè)化前下降10%～50 %[27]。但目前的海洋酸化對(duì)貝類養(yǎng)殖似乎不會(huì)造成什么影響[6]。Waldbusser等[28]指出在pH下降0.5的環(huán)境下,東方牡蠣(Crassostrea virginica)的鈣化將顯著減少;而 Havenhand等[29]研究顯示,即使未來(lái)海洋酸化導(dǎo)致海水 pH下降 0.35,也不影響太平洋牡蠣(Crassostrea gigas)精子的速度、活力與受精。因此目前的海洋酸化(～ –0.1 pH)對(duì)貝類的生長(zhǎng)不會(huì)造成顯著的影響,凸顯出以貝類養(yǎng)殖進(jìn)行碳沉積的優(yōu)越性。

2.4.3 貝類養(yǎng)殖與碳捕捉、封存工程碳沉積能力比較

碳捕捉與封存(carbon capture and storage,CCS)工程是用來(lái)降低人類 CO2釋放的重要選擇,CCS工程是將燃燒石化燃料所釋放出的 CO2予以捕捉后,經(jīng)由運(yùn)輸并注入深層地底的碳貯槽(如深鹽層、耗盡的油田與天然氣槽)或深海以永久封存來(lái)達(dá)到碳沉積的效果[30]。將以貝殼掩埋和CCS工程來(lái)進(jìn)行碳封存做比較,貝殼的陸地掩埋并不要求掩埋深度,甚至曝露堆積在地表、或在美國(guó)常見(jiàn)的以牡蠣殼來(lái)鋪設(shè)路面(風(fēng)化所造成的碳釋放遠(yuǎn)低于堆積量),或?qū)⒇悮ぶ苽涑晌⒎圩鳛楣δ苄蕴盍嫌糜跇?shù)脂復(fù)合材料中都可達(dá)到碳封存的效果;若投置深海,工程上簡(jiǎn)單、成本低,對(duì)環(huán)境幾乎無(wú)負(fù)面影響。若將捕捉的 CO2直接注入深海,容易造成深海的酸化,并需要直通深海的長(zhǎng)管;而地層掩埋需相當(dāng)?shù)纳疃仁共恢箩尦?且難以保證長(zhǎng)期不對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響,捕捉與注入成本都較高。因此以貝殼的碳沉積效果來(lái)進(jìn)行CCS工程優(yōu)于直接將CO2捕獲、封存于深海。

2.4.4 貝類養(yǎng)殖與碳權(quán)交易

CO2的碳權(quán)交易價(jià)格最高逾 30歐元/t[6],若以30歐元/t估算,則中國(guó)淡、海水貝類養(yǎng)殖產(chǎn)量可分別創(chuàng)造32.4萬(wàn)歐元/a、1534.5萬(wàn)歐元/a的碳權(quán)商機(jī),分別相當(dāng)于人民幣268.4萬(wàn)元/a、12 711.2萬(wàn)元/a。

3 結(jié)論

(1)中國(guó)貝類養(yǎng)殖和捕獲總產(chǎn)量的碳沉積為58.57萬(wàn)t/a,碳沉積能力相當(dāng)于122.28萬(wàn)ha的造林,可減少大氣 CO2增加量的 0.0125%。其中海水養(yǎng)殖產(chǎn)量的碳沉積量為51.15萬(wàn)t/a,相當(dāng)于106.78萬(wàn)ha的造林,可減少大氣CO2增加量的0.0109 %。

(2)牡蠣、蛤、扇貝和貽貝單位面積的碳沉積能力分別為 1.573、0.388、0.301、1.039 t/(ha·a),與森林的碳沉積能力0.479 t/(ha·a)相比,并不遜色,尤其是牡蠣和貽貝甚至超過(guò)森林的碳沉積能力。貝類的碳沉積能力雖低于珊瑚礁的1.8 t/(ha·a),但在目前全球暖化或海洋酸化,珊瑚礁發(fā)育更加困難的情況下,兼之貝類具有食用經(jīng)濟(jì)價(jià)值,更顯出以貝類養(yǎng)殖來(lái)進(jìn)行碳沉積的可行性和優(yōu)勢(shì)。

(3)貝類養(yǎng)殖鈣化作用的碳沉積能力具有降低大氣中二氧化碳濃度的作用,所衍生的碳權(quán)商機(jī),能吸引投資者主動(dòng)投入,優(yōu)于其他高成本的溫室氣體解決方案。

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