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        全球養(yǎng)殖牡蠣碳匯能力評(píng)估

        2023-10-23 09:31:28吳海玲吳旗韜廖開(kāi)懷李苑君童珺玥
        水產(chǎn)養(yǎng)殖 2023年10期
        關(guān)鍵詞:匯量碳匯貝類

        吳海玲,吳旗韜,廖開(kāi)懷,李苑君,童珺玥

        (1.廣東工業(yè)大學(xué),廣東 廣州 510090;2.廣東省科學(xué)院廣州地理研究所,廣東 廣州 510070)

        隨著全球氣候變暖,對(duì)生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人類生存帶來(lái)的挑戰(zhàn)日益凸顯,節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì),成為全球可持續(xù)發(fā)展的重點(diǎn)方向。全球100多個(gè)國(guó)家及地區(qū),已經(jīng)明確提出了碳中和的目標(biāo),實(shí)現(xiàn)碳中和已成為全球共識(shí)[1]。我國(guó)在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上宣布“雙碳”目標(biāo),制定了低碳發(fā)展戰(zhàn)略和工作方案。自然碳匯是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要途徑[2]。藍(lán)碳是海洋生態(tài)系統(tǒng),通過(guò)一系列的海洋活動(dòng),固定、儲(chǔ)存而形成的碳匯[3],藍(lán)碳占全球自然生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)光合作用捕獲和儲(chǔ)存的碳的55%[4],在實(shí)現(xiàn)碳中和過(guò)程中起關(guān)鍵作用。

        漁業(yè)碳匯是藍(lán)碳的重要組成部分。漁業(yè)碳匯的概念首次由唐啟升院士提出,其原理是通過(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[5]。發(fā)展?jié)O業(yè)碳匯,不僅可以保護(hù)海水養(yǎng)殖環(huán)境,而且在減緩氣候變化造成的影響等方面,發(fā)揮重要作用[6]。近年來(lái),漁業(yè)碳匯逐步成為學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn),研究領(lǐng)域有魚(yú)類[7-8]、貝藻類[9-10]、海洋牧場(chǎng)[11]等。研究表明,貝藻類作為漁業(yè)碳匯的主要組成部分[12],是漁業(yè)碳匯的研究重點(diǎn)。其相關(guān)研究集中在三方面:一是從生態(tài)系統(tǒng)的角度,開(kāi)展海水養(yǎng)殖貝、藻類固碳能力評(píng)估;貝類由于貝殼干質(zhì)量比大,且貝殼的主要成分是碳酸鈣,其形成需要吸收海水中溶解的二氧化碳,故含碳量高[13],貝、藻類養(yǎng)殖具有較高的固碳能力,對(duì)抵消碳排放具有重要貢獻(xiàn)[14-15],貝類已成為我國(guó)海水養(yǎng)殖業(yè)碳匯能力最強(qiáng)、潛力最大的產(chǎn)業(yè)[13],其中牡蠣是貝類碳匯的主要來(lái)源[16]。二是關(guān)注貝藻類碳匯核算方法,目前應(yīng)用最廣泛的是“可移出碳”模型和物質(zhì)量評(píng)估法。“可移出碳”模型根據(jù)貝藻養(yǎng)殖產(chǎn)量、體內(nèi)的含碳量等構(gòu)成,建立測(cè)量模型,不少學(xué)者將貝藻類釋放的顆粒有機(jī)碳(POC)、溶解有機(jī)碳(DOC)形成的碳匯,納入模型中,使測(cè)算結(jié)果更加精確[16-17]。但目前學(xué)者對(duì)POC 和DOC 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)測(cè)定的結(jié)果相差較大,無(wú)法確定出一個(gè)較為準(zhǔn)確的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)[18],影響了該模型的應(yīng)用。物質(zhì)量評(píng)估法,是根據(jù)不同海洋生物類的產(chǎn)量、碳匯系數(shù),分別計(jì)算碳匯量,并相加,計(jì)算出不同地區(qū)的漁業(yè)碳匯[19],該方法精確性較高,可操作性強(qiáng)[18],得到廣泛應(yīng)用。三是從研究的尺度來(lái)看,現(xiàn)有漁業(yè)碳匯的研究尺度,主要集中在各省、市級(jí)之間多年份的動(dòng)態(tài)變化,例如對(duì)福建[20]、江蘇[21]、遼寧[22]等省的研究,研究全球范圍內(nèi)的較少。而漁業(yè)碳匯作為實(shí)現(xiàn)碳中和的一個(gè)重要手段,研究全球尺度多年份的漁業(yè)碳匯能力動(dòng)態(tài)變化,十分重要。

        現(xiàn)以漁業(yè)碳匯中固碳能力高的牡蠣為研究對(duì)象,根據(jù)2001—2020 年聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織的漁業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖數(shù)據(jù),研究牡蠣在世界主要洲和國(guó)家的分布,并測(cè)算全球主要國(guó)家的牡蠣碳匯量,分析其碳匯能力、空間分布以及變化。

        1 材料與方法

        1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

        全球主要國(guó)家牡蠣的碳匯量數(shù)據(jù),來(lái)源于聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織的漁業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖數(shù)據(jù)庫(kù),數(shù)據(jù)庫(kù)包含全球各個(gè)國(guó)家水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量,其中牡蠣種類有奧林匹亞牡蠣(Ostrea conchaphila)、美洲牡蠣(Crassostrea virginica)、僧帽牡蠣(Saccostrea cuccullata)、巨蠣(Crassostrea madrasensis)、悉尼巖牡蠣(Saccostrea glomerata)、易遷巨牡蠣(Crassostrea iredalei)、智利牡蠣(Ostrea chilensis)、歐洲扁牡蠣(European flat oyster)、太平洋牡蠣(Magallana gigas)、紅樹(shù)牡蠣(Crassostrea rhizophorae)、西非牡蠣(Crassostrea tulipa)等全球主要養(yǎng)殖品種。根據(jù)牡蠣產(chǎn)量分析2001—2020 年牡蠣碳匯量在世界主要洲和國(guó)家的分布以及比例的變化。

        1.2 貝類海產(chǎn)品碳匯能力評(píng)估方法

        1.2.1 物質(zhì)量評(píng)估方法

        采用物質(zhì)量評(píng)估法,計(jì)算海產(chǎn)品碳匯能力測(cè)算。貝類海產(chǎn)品通過(guò)在海洋里的生產(chǎn)活動(dòng),吸收水體中的二氧化碳(CO2),最后貝類軟組織和貝殼,將吸收的CO2移除海洋,實(shí)現(xiàn)碳匯。貝類碳匯量測(cè)算,參考文獻(xiàn)[19,21-22]的研究方法。海水養(yǎng)殖貝類的碳匯計(jì)算公式如下:

        式中:CB——海水養(yǎng)殖牡蠣的全部固碳量,kg;

        Cs——貝殼固碳量,kg;

        Cst——軟體組織固碳量,kg;

        Qti——各國(guó)海水養(yǎng)殖牡蠣產(chǎn)量,kg;

        Rs和Rst——貝殼和軟體組織干質(zhì)量占比,%;

        ωs和ωst——貝殼和軟體組織碳含量占比,%;

        n——牡蠣品種數(shù)量,個(gè)。

        牡蠣碳匯能力測(cè)算參數(shù)見(jiàn)表1。

        表1 牡蠣碳匯測(cè)算參數(shù) %

        1.2.2 價(jià)值量評(píng)估方法

        根據(jù)《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約的京都議定書(shū)》,預(yù)計(jì)工業(yè)化國(guó)家減排CO2的費(fèi)用為150~600 美元/t,進(jìn)行牡蠣的價(jià)值量計(jì)算。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 全球海水養(yǎng)殖牡蠣產(chǎn)量

        2001—2020 年全球海水養(yǎng)殖牡蠣的產(chǎn)量整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì),年均產(chǎn)量為473.43 萬(wàn)t。雖然在2008 年有所下降,降低了5.89%,但養(yǎng)殖產(chǎn)量總體波動(dòng)不大。從2011 開(kāi)始,全球牡蠣產(chǎn)量極速上升,處于迅速發(fā)展階段。其中2016 年增長(zhǎng)速度最快,為6.10%。2001 年牡蠣產(chǎn)量最低,為378.50 萬(wàn)t,2020 年牡蠣產(chǎn)量達(dá)到峰值,為625.45 萬(wàn)t,見(jiàn)圖1。

        圖1 全球2001—2020 年海水養(yǎng)殖牡蠣總產(chǎn)量

        2.2 主要國(guó)家海水養(yǎng)殖牡蠣狀況

        我國(guó)海水養(yǎng)殖牡蠣產(chǎn)量處于穩(wěn)定上升趨勢(shì),年均海水養(yǎng)殖牡蠣產(chǎn)量為395.95 萬(wàn)t。2001 年牡蠣產(chǎn)量最低,為308.39 萬(wàn)t;在2008 年有下降趨勢(shì),下降了4.19%;2013 年增長(zhǎng)速度最快,為6.68%;2020 年達(dá)到峰值,為544.44 萬(wàn)t。我國(guó)海水養(yǎng)殖牡蠣產(chǎn)量,在全球范圍內(nèi)占主要比例,雖然近20 年的占比有波動(dòng),但是整體還是上升的趨勢(shì),占比在79%以上。其中2004 年占比最低,為79.77%,2020 年占比最高,達(dá)到87.05%。近20 年,我國(guó)海水養(yǎng)殖牡蠣產(chǎn)量占全球比例提高超7 個(gè)百分點(diǎn),見(jiàn)圖2。

        圖2 我國(guó)2001—2020 年海水養(yǎng)殖牡蠣總產(chǎn)量

        我國(guó)是全球最早進(jìn)行海水養(yǎng)殖的國(guó)家之一,已有約2 000 年的歷史,在海水養(yǎng)殖漁業(yè)方面,處于全球領(lǐng)先地位,這也與我國(guó)地理位置和自然資源有關(guān),我國(guó)地處太平洋西岸,海岸線長(zhǎng)達(dá)3.2 萬(wàn)km,居世界第四,海域面積廣闊,氣候條件適宜,海洋生態(tài)系統(tǒng)類型豐富,擁有眾多適宜牡蠣生長(zhǎng)的自然條件[24]。

        韓國(guó)位于朝鮮半島南部,擁有多個(gè)海灣和島嶼,漁業(yè)資源非常豐富。牡蠣養(yǎng)殖始于20 世紀(jì),一直是韓國(guó)重要的養(yǎng)殖對(duì)象[25]。日本位于太平洋和日本海之間,漁業(yè)資源豐富,水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)自第二次世界大戰(zhàn)后迅速發(fā)展,主要為海水養(yǎng)殖,牡蠣占養(yǎng)殖總量的17%。美國(guó)海洋漁業(yè)資源主要分布在西岸和東岸的海岸線,包括太平洋、大西洋和墨西哥灣等海域,沿海各洲都開(kāi)展貝類養(yǎng)殖。法國(guó)擁有豐富的海洋和淡水漁業(yè)資源,涵蓋了北大西洋海域和地中海海域,法國(guó)是歐洲貝類產(chǎn)量的第一大生產(chǎn)國(guó),貝類的海產(chǎn)品主要是牡蠣。菲律賓水產(chǎn)養(yǎng)殖歷史悠久并涉及許多種類和養(yǎng)殖方式,海藻占水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量的主要比例(66.9%),牡蠣占0.94%。泰國(guó)的淡水水產(chǎn)養(yǎng)殖已經(jīng)發(fā)展了很長(zhǎng)的時(shí)間,但是海水水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展時(shí)間較短,蝦類是海水產(chǎn)養(yǎng)殖的主要品種,貝類養(yǎng)殖主要是翡翠股貽貝(Perna viridis),占76%。加拿大主要以海水養(yǎng)殖為主,養(yǎng)殖牡蠣開(kāi)始于20世紀(jì)50 年代,發(fā)展較晚,其中大西洋鮭(Salmo salar)和紫貽貝(Mytitus edulis),是海水養(yǎng)殖的主要品種,占總產(chǎn)量的95%。

        2.3 全球牡蠣碳匯物質(zhì)量評(píng)估及其變化

        根據(jù)物質(zhì)量評(píng)估法,計(jì)算2001—2020 年全球牡蠣碳匯總量,見(jiàn)圖3。由圖3 可見(jiàn),全球牡蠣碳匯在2020 年達(dá)到峰值,為49.54 萬(wàn)t,其中2008 年下降最快,降低了5.89%,2016 年上升速度最快,上升了6.10%。2001—2020 年海水養(yǎng)殖牡蠣的碳匯總量整體上呈上升趨勢(shì),變化較小,平均碳匯量為37.50 萬(wàn)t。

        圖3 全球2001—2020 年海水養(yǎng)殖牡蠣碳匯總量

        2.4 全球牡蠣碳匯價(jià)值量評(píng)估

        由數(shù)據(jù)計(jì)算可知,全球近20 年來(lái)牡蠣碳匯量為749.98 萬(wàn)t,相當(dāng)于2 749.93 萬(wàn)t CO2,按照我國(guó)森林1 hm2吸收150.47 t CO2的量[26],全球近20 年來(lái),牡蠣碳匯量相當(dāng)于植樹(shù)造林182 756 hm2。根據(jù)《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約的京都議定書(shū)》,預(yù)計(jì)工業(yè)化國(guó)家減排CO2的費(fèi)用為150~600 美元/t,折合人民幣為1 036.8~4 147.2 元/t(1 美元=6.912 元人民幣),每年全球牡蠣碳匯量折算為3.89 億~15.55 億元,近20 年全球牡蠣碳匯量折算為77.76 億~311.03 億元,具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

        2.5 牡蠣碳匯量空間分布

        2.5.1 海水養(yǎng)殖牡蠣碳匯量洲際分布

        根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織的漁業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果,全球海水養(yǎng)殖牡蠣碳匯量從大到小排序?yàn)椋簛喼?、北美洲、歐洲、大洋洲、南美洲、非洲。亞洲以702.57 萬(wàn)t 碳匯量排名第一,占全球牡蠣碳匯量比為94.22%。其次是北美洲22.74 萬(wàn)t、歐洲17.63 萬(wàn)t、大洋洲2.20 萬(wàn)t,分別占比3.03%、2.35%、0.30%。南美洲和非洲海水養(yǎng)殖牡蠣碳匯量較低,占比分別只有0.08%、0.02%。亞洲周圍有太平洋、印度洋等廣闊海域資源,漁業(yè)資源豐富,中國(guó)、日本、韓國(guó)等都是主要的沿海國(guó)家,因此亞洲的牡蠣的產(chǎn)量明顯大于其他洲,見(jiàn)表2。

        2.5.2 海水養(yǎng)殖牡蠣碳匯量在主要國(guó)家的分布

        漁業(yè)碳匯具有巨大的固碳潛力,利用漁業(yè)碳匯,可以節(jié)省大量減排成本。表3 列出了近20 年牡蠣碳匯量排名前10 的國(guó)家以及占全球牡蠣碳匯量的比例,其中中國(guó)以627.24 萬(wàn)t 居于首位,占比83.63%,是全球牡蠣碳匯量貢獻(xiàn)最大的國(guó)家;其次是韓國(guó)42.11 萬(wàn)t、日本30.21 萬(wàn)t、美國(guó)20.23 萬(wàn)t,分別占比5.62%、4.03%、2.70%。由表3 可見(jiàn),中國(guó)牡蠣碳匯量居遙遙領(lǐng)先的地位,其他國(guó)家牡蠣碳匯量較低,這并不說(shuō)明其他國(guó)家不重視海水養(yǎng)殖,可能與納入統(tǒng)計(jì)的數(shù)量,以及各國(guó)的養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)、飲食傳統(tǒng)、養(yǎng)殖歷史和漁業(yè)資源有關(guān)。

        表3 2001—2020 年海水養(yǎng)殖牡蠣碳匯量前10 的國(guó)家

        3 結(jié)論

        海洋作為自然界最大的碳庫(kù),其碳匯能力在應(yīng)對(duì)氣候變化中具有重要作用。選取碳匯能力高的品種牡蠣作為研究對(duì)象,利用物質(zhì)量評(píng)估法,估算出全球不同國(guó)家的碳匯量和演變趨勢(shì)。結(jié)果表明,2001—2020 年,我國(guó)海水養(yǎng)殖牡蠣產(chǎn)量整體呈上升的趨勢(shì);從2011 年開(kāi)始,全球牡蠣產(chǎn)量極速上升,處于迅速發(fā)展的階段,平均產(chǎn)量在473.43 萬(wàn)t,近20 年的牡蠣碳匯量,相當(dāng)于2 749.93 萬(wàn)t CO2,相當(dāng)于植樹(shù)造林182 756 hm2。近20 年全球牡蠣碳匯量折算為77.76~311.03 億元,具有巨大的碳匯價(jià)值量。全球主要海水養(yǎng)殖牡蠣碳匯量的國(guó)家有中國(guó)、韓國(guó)、日本、美國(guó)等,其中中國(guó)以627.24 萬(wàn)t 居于首位,其次是韓國(guó)、日本、美國(guó)等國(guó)家。亞洲是牡蠣碳匯量貢獻(xiàn)最大的洲,占碳匯總量的94.22%,其次是北美洲和歐洲,兩者差別不大,最低的是非洲。

        4 結(jié)語(yǔ)

        海水養(yǎng)殖漁業(yè)有巨大的碳匯潛力,全球各國(guó)需持續(xù)提升漁業(yè)養(yǎng)殖發(fā)展規(guī)模和水平,但也要注重優(yōu)化海水養(yǎng)殖結(jié)構(gòu),養(yǎng)殖含碳率高的品種,可提升海水養(yǎng)殖的碳匯能力,發(fā)展可持續(xù)的水產(chǎn)養(yǎng)殖模式,推動(dòng)漁業(yè)碳匯發(fā)展。牡蠣作為貝類碳匯的主要來(lái)源,對(duì)牡蠣碳匯的核算,有利于推進(jìn)漁業(yè)碳匯交易,完善藍(lán)碳交易機(jī)制,加快藍(lán)碳支撐,實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。

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