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期刊佳文 | 海洋碳匯研究進(jìn)展及展望
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摘要 

海洋擁有巨大的碳匯潛力。在全球氣候變化的背景下,海洋碳匯是新時(shí)期生態(tài)文明建設(shè)、實(shí)現(xiàn)碳中和的有效途徑,已受到學(xué)術(shù)界廣泛關(guān)注。海洋碳匯作為一種高效的長期碳匯,其碳匯機(jī)理、效應(yīng)、技術(shù)、核算與交易市場構(gòu)建,正成為當(dāng)前各學(xué)科領(lǐng)域亟待探索的新課題。本文在辨析海洋碳匯研究緣起與概念內(nèi)涵的基礎(chǔ)上,從碳匯和碳源層面出發(fā),結(jié)合中國知網(wǎng)(CNKI)和Web of Science(WOS)核心數(shù)據(jù)庫中海洋碳匯相關(guān)研究文獻(xiàn),利用文獻(xiàn)計(jì)量工具,定量對(duì)比分析國內(nèi)外海洋碳匯研究論文的發(fā)文量、期刊、作者和機(jī)構(gòu)等主要特征;通過關(guān)鍵詞聚類、突現(xiàn)和共現(xiàn)知識(shí)圖譜探討研究熱點(diǎn)、階段性前沿領(lǐng)域和主題演變趨勢。結(jié)果表明:國內(nèi)外海洋碳匯研究發(fā)文量隨時(shí)間變化整體均呈波動(dòng)增長趨勢;劉紀(jì)化和和Christian J Sanders是該領(lǐng)域發(fā)文量最多、影響力較大的作者;國外在該領(lǐng)域開展廣泛合作,國內(nèi)研究也已形成小規(guī)模學(xué)術(shù)研究團(tuán)隊(duì);研究機(jī)構(gòu)主要為高校和科研院所,聚集在沿海地區(qū);研究方向逐漸多元化,熱點(diǎn)明確。對(duì)海洋碳匯重點(diǎn)研究方向進(jìn)行了展望:應(yīng)以多學(xué)科交叉研究為引領(lǐng),推動(dòng)陸海統(tǒng)籌的統(tǒng)一碳匯市場研究;以濱海濕地、海水養(yǎng)殖環(huán)境碳匯為支撐,實(shí)現(xiàn)海洋碳匯新突破;以綜合性生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制為導(dǎo)向,構(gòu)建海洋碳匯保護(hù)管理體系;以海洋碳匯相關(guān)理論與技術(shù)創(chuàng)新研究為基礎(chǔ),探索海洋碳匯應(yīng)用模式;以海洋碳匯合作研究為重點(diǎn),探討海上絲綢之路沿線國家藍(lán)碳合作機(jī)制。本文旨在梳理國內(nèi)外海洋碳匯研究現(xiàn)狀,推動(dòng)該領(lǐng)域研究向更深層次科學(xué)合理地發(fā)展,為后續(xù)學(xué)者開展相關(guān)研究提供參考與借鑒。


關(guān)鍵詞  

“雙碳”;海洋碳匯;關(guān)鍵詞分析;研究展望;CiteSpace;知識(shí)圖譜


1引言

工業(yè)革命后,CO2等溫室氣體排放導(dǎo)致全球氣候變化加劇,造成的生態(tài)和社會(huì)問題威脅著人類生存與可持續(xù)發(fā)展,促使碳匯問題逐漸成為學(xué)界研究關(guān)注的熱點(diǎn)話題[1]。碳匯(carbon sink)又稱生態(tài)系統(tǒng)碳匯,指吸收空氣中CO2,減少溫室氣體在大氣中含量的過程,陸地碳匯和海洋碳匯是地球生態(tài)系統(tǒng)最主要的天然碳匯[2],其中廣闊的海洋孕育著巨大的碳匯能力,是地球最大的活躍碳庫[3]。2009年《藍(lán)碳:健康海洋固碳作用的評(píng)估報(bào)告》從碳固定、氣候、作用、現(xiàn)狀、意義和發(fā)展路徑等方面進(jìn)行了深入淺出的論述,明確海洋在氣候變化和碳循環(huán)中的作用[4],引起國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注,積極開展保護(hù)海洋碳匯及海岸帶藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)研究中[5]。為應(yīng)對(duì)氣候變化的嚴(yán)峻形勢,中國政府不斷規(guī)劃設(shè)計(jì)低碳發(fā)展路徑和戰(zhàn)略,多個(gè)重要場合反復(fù)重申、強(qiáng)調(diào)[6],2015年《巴黎協(xié)定》后中國政府積極響應(yīng)并承諾“力爭CO2排放于2030年前達(dá)到峰值”[7];2020年第75屆聯(lián)合國大會(huì)上提出“爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的宏偉目標(biāo)。面向新時(shí)期的碳達(dá)峰碳中和目標(biāo),僅靠減排難以完成,提升生態(tài)碳匯能力更為重要[8]。準(zhǔn)確把握海洋碳匯領(lǐng)域的學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)與研究進(jìn)展,厘清當(dāng)前研究熱點(diǎn)和前沿,能夠促進(jìn)海洋碳匯研究的未來發(fā)展,更好地為中國海岸帶生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)提供科學(xué)基礎(chǔ)。

碳匯研究是全球氣候變化研究的重要課題,學(xué)者們在碳匯研究方面積累了豐碩的研究成果。當(dāng)前研究主要圍繞針對(duì)不同資源類型,如森林生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、濕地生態(tài)系統(tǒng)等的碳匯核算[9]。如錢曉雍[10]測算了上海農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)主要碳源匯,分析了碳源匯的時(shí)空格局及影響因素;黃利等[11]基于文獻(xiàn)計(jì)量分析方法,通過CNKI核心期刊、CSSCI和CSCD數(shù)據(jù)庫的研究機(jī)構(gòu)、作者、期刊等信息,利用CiteSpace關(guān)鍵詞聚類共現(xiàn)圖譜等方法,對(duì)國內(nèi)碳匯研究的概況及碳匯研究熱點(diǎn)、趨勢進(jìn)行了分析;Huang等[12]對(duì)1991—2018年間發(fā)表的與氣候變化和碳匯相關(guān)文章進(jìn)行科學(xué)計(jì)量分析,揭示了該領(lǐng)域研究的基本特征、主要力量、知識(shí)基礎(chǔ)、主題演化和熱點(diǎn)。也有學(xué)者圍繞旅游業(yè)碳匯進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)其中旅游交通與旅游住宿的碳要素消耗占比最大,可通過完善碳匯交易機(jī)制、碳源管理、旅游過程管理等措施增加碳匯潛力[13]。森林碳匯和草原碳匯也受到較多關(guān)注。如張哲等[14]分別以WOS、CNKI數(shù)據(jù)庫為資料來源,對(duì)有關(guān)森林碳匯研究領(lǐng)域的國內(nèi)外重要學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)、學(xué)術(shù)文獻(xiàn)及人物、研究熱點(diǎn)等進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析;高玉娟等[15]采用WOS核心合集數(shù)據(jù)庫中2010—2019年收錄的有關(guān)草原碳匯研究的相關(guān)文獻(xiàn),基于CiteSpace軟件進(jìn)行了可視化分析。

海洋是地球系統(tǒng)中最大的碳庫,海洋碳庫是大氣的50倍,陸地生態(tài)系統(tǒng)的20倍,全球大洋每年從大氣吸收CO220億t,占全球每年CO2排放量的1/3左右,是大氣CO2巨大的匯[3]。長期以來,關(guān)于海洋碳匯的概念、理論框架及研究方法存在一定的階段性特征,完整的研究體系有待進(jìn)一步完善。IPCC國際權(quán)威組織評(píng)估報(bào)告中提出的藍(lán)碳概念被廣泛采納[16],但理解片面且缺乏通用內(nèi)涵。在不同學(xué)科交叉融合發(fā)展背景下,“藍(lán)碳”內(nèi)涵逐漸深化。眾多學(xué)者對(duì)其研究范圍、主題進(jìn)行了辨析[17],集中在海岸帶碳匯的科學(xué)概念、研究方法、現(xiàn)狀分析[18]、碳匯漁業(yè)發(fā)展機(jī)制、藍(lán)碳潛力及其進(jìn)展[19-21]等理論層面,在文獻(xiàn)選擇、熱點(diǎn)方向判斷等方面研究視角單一;對(duì)該領(lǐng)域整體研究現(xiàn)狀的總結(jié)和系統(tǒng)化研究不足。僅有聶鑫等[22]和陳松叢等[23]從單一視角定量分析國內(nèi)外總體進(jìn)展,相關(guān)重點(diǎn)、理論和制度解析有待深入,對(duì)海洋碳匯研究的發(fā)展提出了適應(yīng)新形勢的要求。

隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展與人類活動(dòng)影響增加,生態(tài)環(huán)境保護(hù)面臨巨大的挑戰(zhàn),氣候變化問題已經(jīng)引起廣泛關(guān)注。海洋碳匯是解決中國碳排放問題的重要路徑之一,中國海洋碳匯建設(shè)的潛力較大,在以海洋生態(tài)改善為基礎(chǔ)的海洋碳匯對(duì)中國碳達(dá)峰與碳中和具有重要意義。國內(nèi)外學(xué)者也針對(duì)海洋碳匯開展了一系列重要工作,取得了一定的成果。當(dāng)前,中國海洋碳匯研究仍處于起步探索階段,海洋碳匯概念、評(píng)估方法、前沿觀點(diǎn)和趨向等方面有待深入探討。本文擬在總結(jié)整理并對(duì)比分析國內(nèi)外文獻(xiàn)基礎(chǔ)上,重點(diǎn)厘清海洋碳匯概念及發(fā)展脈絡(luò),基于CNKI和WOS核心數(shù)據(jù)庫,探討適應(yīng)性研究科學(xué)范式,提出未來海洋碳匯研究方向,以期深化對(duì)海洋碳匯研究理論的理解,推動(dòng)該領(lǐng)域研究向更深層次科學(xué)合理的發(fā)展,為后續(xù)學(xué)者進(jìn)一步開展相關(guān)研究提供參考和借鑒,引導(dǎo)更多資源進(jìn)入海洋碳匯建設(shè)領(lǐng)域,助力實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)中國碳實(shí)力的目標(biāo)。


2研究數(shù)據(jù)與方法

2.1數(shù)據(jù)來源及處理

本文數(shù)據(jù)來源于CNKI和WOS核心數(shù)據(jù)庫。國內(nèi)海洋碳匯研究數(shù)據(jù),文獻(xiàn)檢索主題設(shè)置“海洋碳匯”或“海-氣界面CO2通量”或“藍(lán)碳”;文獻(xiàn)來源類別限定為“核心期刊”“CSSCI”和“CSCD”;文獻(xiàn)類型限定為“中文期刊”。國際海洋碳匯研究數(shù)據(jù),文獻(xiàn)檢索主題設(shè)置為“Ocean carbon sink ”O(jiān)R“Carbon dioxide flux at the air-sea interface”O(jiān)R“Blue-carbon”;語種設(shè)置為“English”;文獻(xiàn)類型為“Article”。關(guān)于海洋碳匯相關(guān)研究最早出現(xiàn)在2001年[24],因此,文獻(xiàn)時(shí)間跨度設(shè)置為2001—2021年。由圖1可以看出,國內(nèi)研究起步晚,2010年后CNKI文獻(xiàn)才開始大量涌現(xiàn);WOS發(fā)文量在2001—2010年緩慢增長,2010年后增長迅速??傮w上,國內(nèi)和國際海洋碳匯發(fā)文量均呈波動(dòng)增長趨勢,發(fā)文量越來越多,表明受關(guān)注程度越來越高。

 


2.2分析方法與工具

借鑒相關(guān)文獻(xiàn)綜述分析方法的基礎(chǔ)上,構(gòu)建“定性探析+定量分析”文獻(xiàn)分析體系(圖2)。運(yùn)用CiteSpace軟件對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行信息數(shù)據(jù)挖掘,繪制作者、期刊、機(jī)構(gòu)和國家(地區(qū))合作網(wǎng)絡(luò)圖譜,并從知識(shí)圖譜中分析國內(nèi)外海洋碳匯的研究特征;對(duì)海洋碳匯關(guān)鍵詞分析,繪制關(guān)鍵詞的聚類知識(shí)圖譜、突現(xiàn)表、共現(xiàn)時(shí)區(qū)圖,識(shí)別海洋碳匯研究前沿?zé)狳c(diǎn);在此基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)理和文本分析,總結(jié)探討和預(yù)測海洋碳匯的最新進(jìn)展、演進(jìn)過程和未來趨勢[25]。CiteSpace軟件近幾年在海洋學(xué)科領(lǐng)域如海洋經(jīng)濟(jì)、海洋生態(tài)經(jīng)濟(jì)、海洋資源、海洋生態(tài)補(bǔ)償[26-29]等方面研究也被廣泛使用。

 

3主要研究進(jìn)展

3.1海洋碳匯研究的緣起與概念

3.1.1海洋碳匯研究的緣起

1992年聯(lián)合國氣候變化框架公約對(duì)“碳匯”與“碳源”作出明確的定義,將溫室氣體“匯”定義為從大氣中去除溫室氣體、氣溶膠或其前體的過程、活動(dòng)或機(jī)制;將溫室氣體中的“源”定義為向大氣中釋放產(chǎn)生溫室氣體CO2和甲烷等氣溶膠或前體的過程、活動(dòng)或機(jī)制[30]。全球碳排與碳匯是以大氣圈為依據(jù),以大氣中輸出或向大氣中輸入的碳為參考,主要碳源有礦物燃料燃燒導(dǎo)致的CO2排放、土地利用方式改變所引起的CO2排放量增加、生物呼吸作用以CO2的形式釋放到大氣中[31]。與其他碳匯相比,海洋碳匯具有固碳量大、效率高、儲(chǔ)存時(shí)間長等特點(diǎn)。森林、草原等陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯儲(chǔ)存周期最長只有幾十年,而海洋碳匯可長達(dá)數(shù)百年甚至上千年,碳匯效果顯著。因此,海洋碳匯可有效減緩溫室氣體排放,助力實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo),已成為全球氣候治理的前沿領(lǐng)域。發(fā)展海洋碳匯是中國參與全球氣候治理、積極應(yīng)對(duì)氣候變化的重要抓手,可進(jìn)一步豐富國家應(yīng)對(duì)氣候變化自主貢獻(xiàn)的內(nèi)容。

在海洋碳源匯理論方面,中國科學(xué)院海洋研究所宋金明[32]剖析了海洋碳源匯的內(nèi)涵,并將其分為“表觀碳源匯”與“實(shí)際碳源匯”,很好地解釋了造成海洋碳源匯不確定性的原因,為后來海洋碳匯理論的形成奠定了思想基礎(chǔ)。隨著海洋碳匯研究不斷深化[33],2013年中國多個(gè)涉??蒲性盒!⒉课推髽I(yè)共同組成政產(chǎn)學(xué)研用全國海洋碳匯聯(lián)盟;2014年COCA推出“中國藍(lán)碳計(jì)劃”;2015年“海洋碳匯”被納入《生態(tài)文明體制改革總體方案》;2019年中國提出“海洋負(fù)排放國際大科學(xué)計(jì)劃(ONCE)”,以便在國家和地區(qū)建立海洋環(huán)境的負(fù)排放生態(tài)示范工程[16];2020年海洋生態(tài)經(jīng)濟(jì)國際論壇發(fā)布《實(shí)施海洋負(fù)排放,踐行碳中和戰(zhàn)略倡議書》;同年12月召開“海洋負(fù)排放支撐碳中和”專題研討會(huì);中國相關(guān)涉海大學(xué)在有關(guān)部門支持下成立海洋負(fù)排放研究中心、碳中和創(chuàng)新研究中心等機(jī)構(gòu),有望為全球?qū)崿F(xiàn)碳中和提供中國方案[34]。

自工業(yè)革命以來,人類活動(dòng)引起的大氣CO2濃度增加正在加劇全球氣候變化,全球碳循環(huán)和碳匯研究廣受關(guān)注[30]。在海洋中,利用海洋活動(dòng)及海洋生物吸收大氣中的二氧化碳,并將其固定、儲(chǔ)存在海洋的過程、活動(dòng)和機(jī)制則被稱為“海洋碳匯”[4]。海洋可以通過物理、化學(xué)和生物學(xué)機(jī)制完成儲(chǔ)碳[35],通過海洋物理固碳、深海封儲(chǔ)固碳、海洋生物固碳、海濱濕地固碳等方式實(shí)現(xiàn)海洋碳匯過程[36]。海洋浮游植物從大氣中吸收CO2,但被固定下的有機(jī)碳經(jīng)過一系列過程后又返回到大氣中,雖然只有很小部分的有機(jī)碳能夠長期儲(chǔ)存在深海和海底沉積物中,但這種長期儲(chǔ)碳對(duì)全球氣候變化發(fā)揮重要作用,是海洋碳循環(huán)的重要過程。作為占海洋生物量主體的微型生物通過自身的生命活動(dòng),將容易利用的活性溶解有機(jī)碳或半活性溶解有機(jī)碳轉(zhuǎn)化成難以利用的惰性溶解有機(jī)碳,進(jìn)而完成儲(chǔ)碳的過程[37]。海洋生態(tài)系統(tǒng)中的各類生物作用較為明顯,擁有海洋固碳功能的生物類群或生態(tài)系統(tǒng),主要為浮游生物、貝藻類、紅樹林和珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)等[30]。由此可知,海洋固碳和儲(chǔ)碳過程已成為該研究領(lǐng)域迫切探討的研究課題,海洋固碳機(jī)制研究已成為氣候談判、CO2減排壓力等方面的研究熱點(diǎn)。

通過文獻(xiàn)分析可知,國內(nèi)外關(guān)于海洋碳匯的研究多從海洋科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等多視角分析[38],廣泛應(yīng)用于濱海濕地碳匯、海岸帶碳匯、大型海藻類碳匯和微型生物碳泵等方面[39]。其中,濱海濕地是陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)間的過渡生態(tài)系統(tǒng),受氣候變化和人類活動(dòng)的雙重威脅,碳匯能力有下降趨勢[34];同時(shí)由于灘涂圍墾、資源浪費(fèi)、水源污染等原因,海岸帶生態(tài)系統(tǒng)面臨退化威脅,全球67%的紅樹林、35%的濱海鹽沼和29%的海草床遭到破壞,不僅失去碳匯功能,還可能從碳“匯”變成碳“源”,表明海洋碳匯研究面臨巨大挑戰(zhàn)[40]。


3.1.2海洋碳匯的概念

生態(tài)系統(tǒng)碳匯主要通過兩種方式實(shí)現(xiàn):①陸地碳匯,由陸地植樹造林增加的碳匯,將CO2固定在陸地生態(tài)系統(tǒng)中被稱為“綠碳”;②海洋碳匯又稱“藍(lán)碳”,將CO2封存在海岸帶或海洋生態(tài)系統(tǒng)中,由海洋水體、海岸帶、河口、濱海濕地內(nèi)生物固碳和儲(chǔ)碳增加的碳匯[41]。21世紀(jì)以來,人類活動(dòng)和氣候變化對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)的雙重壓力不斷加大,國際社會(huì)日益認(rèn)識(shí)到海洋碳匯在應(yīng)對(duì)氣候變化和維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能中的價(jià)值和潛力。2009年聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署、聯(lián)合國糧農(nóng)組織和聯(lián)合國教科文組織政府間海洋學(xué)委員會(huì)聯(lián)合發(fā)布《藍(lán)碳:健康海洋固碳作用的評(píng)估報(bào)告》[4],明確海洋在全球氣候變化和碳循環(huán)過程中至關(guān)重要的作用,從此“藍(lán)碳”概念被廣泛采納,多項(xiàng)國際計(jì)劃和國家計(jì)劃相繼出臺(tái)。

海洋碳匯的概念可從以下幾個(gè)方面去理解:①從海洋固碳原理看,海洋碳匯主要通過物理溶解碳泵、生物碳泵、微生物碳泵和海洋碳酸鹽泵等方式來固碳[42]。②從地理位置看,“藍(lán)碳”包括深海、淺海、海岸帶、海島等生態(tài)系統(tǒng)中可保持的碳。③從生物載體看,“藍(lán)碳”包括紅樹林、海草與海藻等捕獲的CO2及其形成沉積物,或通過養(yǎng)殖貝藻、部分魚類等吸收水體中CO2的漁業(yè)碳匯,均是以海洋、海岸生物固存的方式來清除大氣中的CO2[43]。④從最初的定義看,“藍(lán)碳”與“海洋碳匯”概念是一致的,既包含海岸帶碳匯,也包括開闊海區(qū)碳匯。從生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的視角,紅樹林、海草床等碳匯確實(shí)具有重要生態(tài)價(jià)值[44,45];但從氣候變化視角,紅樹林、海草床等碳匯遠(yuǎn)無法達(dá)到對(duì)氣候變化產(chǎn)生量級(jí)影響效果,而真正對(duì)氣候變化發(fā)揮調(diào)節(jié)作用是海洋水體碳匯,即微型生物為主介導(dǎo)的有機(jī)碳匯與無機(jī)碳匯。因此,“藍(lán)碳”概念不應(yīng)片面,甚至被曲解為紅樹林、海草床等“看得見、摸得著”的碳匯資源專屬名詞;涉及紅樹林、海草床等碳匯時(shí),應(yīng)采用“海岸帶藍(lán)碳”,以保障學(xué)術(shù)嚴(yán)謹(jǐn)性和科學(xué)術(shù)語應(yīng)用準(zhǔn)確性[46,47]。由此看出海洋碳匯研究正逐漸系統(tǒng)化、精細(xì)化。


3.2海洋碳匯研究主要特征

3.2.1發(fā)文作者及合作關(guān)系

利用軟件對(duì)國內(nèi)外作者進(jìn)行共現(xiàn)分析獲得知識(shí)圖譜(圖3)。國內(nèi)發(fā)文作者知識(shí)圖譜中,節(jié)點(diǎn)和連線分別是264和649個(gè),網(wǎng)絡(luò)密度是0.0187,說明當(dāng)前研究學(xué)者相對(duì)較少,學(xué)者之間形成較為固定的團(tuán)隊(duì),國內(nèi)作者合作共現(xiàn)頻次少,合作強(qiáng)度較弱。從發(fā)文量及共現(xiàn)頻次看,排名前3的作者依次是劉紀(jì)化(7篇)、焦念志(5篇)、唐劍武(4篇)、張永雨(4篇),其余作者發(fā)文均在4篇以下。從合作網(wǎng)絡(luò)看,對(duì)于海洋碳匯研究已形成小規(guī)模學(xué)術(shù)研究團(tuán)隊(duì),仍處于相對(duì)獨(dú)立的階段,團(tuán)隊(duì)之間存在較弱的合作關(guān)系。合作突出的3組研究團(tuán)隊(duì)有劉紀(jì)化、焦念志、唐劍武、張永雨、張繼紅、王法明團(tuán)隊(duì);齊占會(huì)、陳勝軍、李純厚、王珺、黃洪輝、孫鵬和劉永團(tuán)隊(duì);陳丕茂、秦傳新、馮雪、黎小國、林會(huì)潔和馬歡團(tuán)隊(duì)。其中,由劉紀(jì)化等組成的團(tuán)隊(duì),根據(jù)其合作者所在單位的不同,內(nèi)部也有一定的研究方向差異,如劉紀(jì)化團(tuán)隊(duì)主要研究海洋碳匯與海洋負(fù)排放[48,49];焦念志團(tuán)隊(duì)主要研究海洋生態(tài)系統(tǒng)碳匯與氣候變化[50-52];唐劍武團(tuán)隊(duì)主要研究海岸帶藍(lán)碳[38,53]。此外,齊占會(huì)團(tuán)隊(duì)在海水養(yǎng)殖貝藻類碳匯[54]方面、陳丕茂團(tuán)隊(duì)在海洋牧場生物碳儲(chǔ)量[55,56]方面研究成果較多。促成團(tuán)隊(duì)間合作的主要原因在于研究課題一致或項(xiàng)目合作,但團(tuán)隊(duì)與團(tuán)隊(duì)間的合作交流不足,尤其是不同學(xué)科間團(tuán)隊(duì)合作更是匱乏。按此趨勢將不利于海洋碳匯研究的完善與發(fā)展,應(yīng)重視學(xué)者之間的跨區(qū)域、跨學(xué)科之間的交流與合作。國際發(fā)文量排名前3的作者為 Christian J Sanders(8 篇)、Oscar Serrano(7 篇)、Carlos M Duarte(7 篇),發(fā)表時(shí)間較為集中,多分布在2016—2018年階段。這可能是由于2016年《巴黎協(xié)定》通過,全球氣候治理進(jìn)入了新的時(shí)代,主權(quán)國家政府開始出面推動(dòng)藍(lán)碳發(fā)展。從合作網(wǎng)絡(luò)看,Christian J Sanders、Carlos M Duarte和 Oscar Serrano等形成了聯(lián)系緊密合作網(wǎng)絡(luò)。


3.2.2發(fā)文期刊

根據(jù)條件檢索出國內(nèi)外海洋碳匯研究各期刊的載文數(shù)(表1)。國內(nèi)載文數(shù)量最多的期刊是《中國科學(xué)院院刊》,達(dá)到9篇;其次為《中國科學(xué)·地球科學(xué)》,為6篇;而《中國科學(xué)·生命科學(xué)》《中國人口·資源與環(huán)境》兩期刊并列第三名,均為4篇。表中的期刊匯聚了國內(nèi)地球科學(xué)、生命科學(xué)、資源科學(xué)等領(lǐng)域的相對(duì)較為綜合的期刊,以其廣泛的研究范圍更多更早地涉及海洋碳匯研究。國際期刊載文數(shù)量遠(yuǎn)高于國內(nèi)期刊,載文量最多的是Sustainability, 為52篇;Marine Policy和Journal of Geophysical Research-Biogeosciences分別以載文量18和16篇位居第二和第三名。與國內(nèi)的載文熱門期刊相比,表中的國際期刊顯示出研究領(lǐng)域更為多樣、研究范圍更為聚焦的特點(diǎn),這與國外海洋碳匯研究經(jīng)歷了更長的時(shí)間、延伸出了更多的方向吻合。


3.2.3發(fā)文機(jī)構(gòu)

國內(nèi)海洋碳匯研究發(fā)文機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)圖譜中(圖4),節(jié)點(diǎn)數(shù)為140,連接線為247,網(wǎng)絡(luò)密度為0.0254,說明國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)之間聯(lián)系總體呈現(xiàn)相對(duì)集中,學(xué)科交叉的趨勢,逐漸形成良性互動(dòng)的學(xué)術(shù)氛圍,進(jìn)一步促進(jìn)國內(nèi)海洋碳匯研究。從高產(chǎn)機(jī)構(gòu)和發(fā)文量看,山東大學(xué)海洋研究院出現(xiàn)的頻次最高,達(dá)到8篇,在海洋碳匯研究具有相對(duì)優(yōu)勢;其次是中國海洋大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院與管理學(xué)院。從區(qū)域分布看,海洋碳匯研究機(jī)構(gòu)多分布在沿海地區(qū),如位于黃海的中國水產(chǎn)科學(xué)研究所黃海水產(chǎn)研究所,位于渤海的國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心,位于東海的華東師范大學(xué)河口海岸學(xué)國家重點(diǎn)研究室和浙江大學(xué)海洋學(xué)院,位于南海的中國科學(xué)院南海海洋研究所和南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室(珠海),和位于山東沿海的高校和研究所,均為海洋碳匯研究的主要力量。從機(jī)構(gòu)合作關(guān)系看,山東大學(xué)海洋研究院、中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所、中國科學(xué)院南海海洋研究所和中國水產(chǎn)科學(xué)研究所黃海水產(chǎn)研究所有直接的節(jié)點(diǎn)連接,青島理工大學(xué)、山東管理學(xué)院和中國海洋大學(xué)的管理學(xué)院、經(jīng)濟(jì)學(xué)院和海洋發(fā)展研究院之間也有合作關(guān)系,這些表明合作研究多是在地理位置相近的機(jī)構(gòu)之間發(fā)生。

 

國際海洋碳匯研究發(fā)文機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)圖譜中,節(jié)點(diǎn)數(shù)為237,連接線為261,網(wǎng)絡(luò)密度為0.0093,說明各機(jī)構(gòu)間的合作聯(lián)系較弱。研究期間發(fā)文數(shù)量在8篇以上的機(jī)構(gòu)共12家,占總發(fā)文量的32.75%,說明國際研究機(jī)構(gòu)間成果差異較大,中國科學(xué)院 (Chinese Academy of Sciences)出現(xiàn)的頻次最高,達(dá)到20次。從機(jī)構(gòu)合作關(guān)系看,各研究機(jī)構(gòu)間相對(duì)分散,未形成較強(qiáng)的學(xué)術(shù)合作網(wǎng)絡(luò)。


3.2.4發(fā)文國家(地區(qū))分布

利用Citespace軟件對(duì)海洋碳匯研究的國家(地區(qū))進(jìn)行分析,可把握各國海洋碳匯研究現(xiàn)狀和重視程度(圖5)。從發(fā)文數(shù)量看,美國、中國是該領(lǐng)域研究最多的兩個(gè)國家,分別發(fā)文133、70篇,美國作為開發(fā)利用最早、開發(fā)程度最高的國家(地區(qū))在海洋碳匯研究方面占據(jù)主導(dǎo)地位;中國也占有重要的地位。從合作關(guān)系看,國家合作網(wǎng)絡(luò)的密度為0.0313,發(fā)文量排名靠前的國家與地區(qū)之間存在著較為緊密的合作關(guān)系,形成以美國、中國和澳大利亞為核心,包括德國、英國、西班牙和加拿大等國家的合作網(wǎng)絡(luò),也說明發(fā)達(dá)海洋國家與地區(qū)海洋科研水平較高及其對(duì)氣候變化的重視。

 


3.3國內(nèi)與國際海洋碳匯研究熱點(diǎn)與主題演變趨勢

3.3.1熱點(diǎn)方向識(shí)別

海洋碳匯研究熱點(diǎn)是在相對(duì)時(shí)間內(nèi)存在聯(lián)系且數(shù)據(jù)量較大的海洋碳匯文獻(xiàn)信息進(jìn)行科學(xué)探討,結(jié)合關(guān)鍵詞共現(xiàn),對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類分析,得到國內(nèi)外海洋碳匯研究關(guān)鍵詞聚類圖(圖6)。

 

由圖6可知,國內(nèi)海洋碳匯研究熱點(diǎn)涉及“藍(lán)碳”“碳循環(huán)”“海水養(yǎng)殖”“碳儲(chǔ)量”“藍(lán)色碳匯”“海岸帶”和“負(fù)排放”等方面聚類,主要涉及海洋碳匯的研究背景、藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成及海洋碳匯綜合舉措3個(gè)方面。首先,從藍(lán)色碳匯的研究背景來看,主要有聚類#0“藍(lán)碳”、聚類#6“藍(lán)色碳匯”以及聚類#1“碳匯”。全球氣候變暖是21世紀(jì)世界各國面臨的一個(gè)緊迫課題,由全球變暖帶來的海平面上升、生態(tài)系統(tǒng)紊亂、極端天氣多發(fā)等問題困擾著人類。因此,如何應(yīng)對(duì)氣候變化、減少CO2排放量成為當(dāng)今世界各國的重要議題,而“藍(lán)碳”作為增加碳吸收的一種重要路徑,以更高效的方式在減少全球碳排放、控制全球氣候變化方面作出突出貢獻(xiàn),也正是如此,“海洋碳匯”引起各國政府及學(xué)者的廣泛關(guān)注。而引起全球氣候變化、碳排放量增加的一個(gè)重要原因便是工業(yè)革命以來人類在世界各地對(duì)大自然的消耗和破壞活動(dòng)。面對(duì)當(dāng)前嚴(yán)峻形勢,中國以“可持續(xù)發(fā)展”核心理念為出發(fā)點(diǎn),肩負(fù)起大國擔(dān)當(dāng),2016年4月簽署了“巴黎協(xié)議”并鄭重承諾:中國CO2排放量于2030年實(shí)現(xiàn)碳中和,于2060年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰。其次,從藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成來看,主要有聚類#3“貝藻養(yǎng)殖”、聚類#1“碳匯”,是節(jié)點(diǎn)數(shù)最大的聚類,同時(shí)代表文獻(xiàn)量也最多。國內(nèi)對(duì)藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)的研究正在向更加多元化、內(nèi)涵深入化的方向發(fā)展,使藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)概念得到了擴(kuò)展,由單純的紅樹林、海草床、鹽沼等向海岸帶、漁業(yè)碳匯、養(yǎng)殖業(yè)碳匯進(jìn)行相關(guān)延伸。這一方面表明藍(lán)碳研究所涵蓋的地域和行業(yè)向縱深發(fā)展,另一方面體現(xiàn)出人類對(duì)于減少碳排放的態(tài)度由被動(dòng)向主動(dòng)轉(zhuǎn)變,由單純利用海洋生物增加碳吸收向積極利用人工養(yǎng)殖等手段實(shí)現(xiàn)碳減排的轉(zhuǎn)化。最后,從海洋碳匯綜合舉措來看,主要有聚類#4“負(fù)排放”和聚類#5“碳儲(chǔ)量”和聚類#2“碳循環(huán)”。中國研究主要集中在“如何突破藍(lán)碳保護(hù)的制度困境”問題上,尤其是針對(duì)藍(lán)碳的特殊屬性,而“準(zhǔn)物權(quán)”的提出有利于從“公權(quán)”角度明確與藍(lán)碳相關(guān)的主體定位及權(quán)利結(jié)構(gòu),為構(gòu)建更加科學(xué)的碳匯交易提供可靠的制度基礎(chǔ)。

國際海洋碳匯研究熱點(diǎn)涉及blue carbon、phytoplankton、ecosystem services、climate change policy、 fluorescence spectroscopy、moisture、PM2.5、carbon、 cyclostratigraphy、carbon assimilation、stable carbon isotopes 等 11 個(gè)方面的聚類。聚類#0“blue carbon” 是出現(xiàn)最多的熱點(diǎn)詞,包含紅樹林、鹽沼和沿海濕地,反映在海岸帶濕地海洋碳匯生態(tài)系統(tǒng)中,動(dòng)植物、微生物起到呼吸、光合及分解等作用,充分發(fā)揮碳匯能力,尤其是紅樹林、鹽沼和海草床,具備高生產(chǎn)高固碳能力,是海岸帶藍(lán)碳的主要貢獻(xiàn)者,其在抑制碳排放、緩解全球氣候變化提供最有效、最迅速的工具,是研究熱點(diǎn)方向。而聚類#1“phytoplankton”包含chlorophyll、scattering、green和ocean,反映當(dāng)前海洋碳匯研究主要集中于浮游生物碳匯以及海洋植被碳匯對(duì)海洋碳循環(huán)的作用。聚類#4涉及 restoration、climate mitigation、climate change policy 和payments for ecosystem services,海洋生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)具有巨大的碳匯能力,開展海洋碳匯研究,對(duì)于建立和完善海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)清單技術(shù)具有重要理論意義。

綜上,國內(nèi)與國際海洋碳匯研究主要從多個(gè)視角進(jìn)行解讀,海洋碳匯在緩解氣候變化、生物多樣性保護(hù)、海洋資源高效利用方面扮演重要角色,但對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)固碳能力的研究深度不夠,對(duì)全球海草固碳的評(píng)估仍存在諸多限制,海洋碳匯研究將會(huì)受到越來越多的重視,為深入認(rèn)識(shí)海洋碳匯功能價(jià)值及碳匯使用價(jià)值提供參考。


3.3.2階段性前沿研究領(lǐng)域分析

由表2可知,國內(nèi)關(guān)鍵詞突現(xiàn)主要集中在2010年以后,主要向低碳、漁業(yè)碳匯、生態(tài)系統(tǒng)、海岸帶、養(yǎng)殖碳匯、碳儲(chǔ)量、氣候變化、海洋牧場和負(fù)排放等主題轉(zhuǎn)換。從持續(xù)周期看,海洋低碳發(fā)展的研究是最早前沿領(lǐng)域;出現(xiàn)時(shí)間相對(duì)較晚是海洋牧場建設(shè)和海洋負(fù)排放,近些年研究熱點(diǎn)注重海洋碳匯的新興實(shí)踐建設(shè);周期最長的是“漁業(yè)碳匯”,周期在2013—2017年,接著是碳循環(huán)、海草床、生產(chǎn)力、氣候變化、海洋牧場持續(xù)周期較長,均為3年,其余突現(xiàn)詞持續(xù)時(shí)間較短,大約在1~2年,說明研究內(nèi)容比較多元化,國內(nèi)研究關(guān)注度比較高。從關(guān)鍵詞突現(xiàn)強(qiáng)度看,排名前5位的突現(xiàn)關(guān)鍵詞主要是:生態(tài)系統(tǒng)、海岸帶、漁業(yè)碳匯、碳儲(chǔ)量、氣候變化這些方面的研究是目前海洋碳匯數(shù)據(jù)的重要來源,影響力度比較大。從時(shí)間序列看,2013年之前的突現(xiàn)關(guān)鍵詞為低碳、貝藻類等;2014—2017年生態(tài)系統(tǒng)、碳循環(huán)、海草床、海岸帶等;2018年之后為氣候變化、海洋牧場、負(fù)排放等。整體看海洋碳匯研究的突現(xiàn)強(qiáng)度和突現(xiàn)時(shí)間節(jié)點(diǎn)表明該研究與時(shí)政結(jié)合緊密,助力碳中和碳達(dá)峰。

 

國際關(guān)鍵詞突現(xiàn)表可以看出,dynamics、mangrove、ecosystems、climate、wetland是階段周期性長且突現(xiàn)強(qiáng)度較大的幾個(gè)關(guān)鍵詞,分別代表了不同時(shí)間段的前沿研究熱點(diǎn),說明學(xué)者們在該相關(guān)研究領(lǐng)域熱度較高。mangrove和ecosystems突現(xiàn)持續(xù)周期最長,在2013—2021年持續(xù)9年,是該研究領(lǐng)域的焦點(diǎn)問題;其次是dynamics、bioma、phytoplankton、variability研究周期較長均在5年以上,反映國際對(duì)海洋碳匯研究領(lǐng)域熱度較長的主題方向。突現(xiàn)關(guān)鍵詞出現(xiàn)相對(duì)較晚的有cooperation、marineranching,說明近些年海洋碳匯研究熱點(diǎn)注重國際合作和海洋牧場建設(shè)。從時(shí)間序列看,2002—2007年突現(xiàn)關(guān)鍵詞主要為variability、dynamics、sea等;2008—2015年主要為phytoplankton、mangrove、ecosystems、emission等;2016—2021年主要為carbonstock、seagrass、wetland、cooperation等。從關(guān)鍵詞突現(xiàn)強(qiáng)度和時(shí)間節(jié)點(diǎn)看,海洋碳匯研究緊跟時(shí)代主題,多與國際和國家的政策結(jié)合開展相關(guān)研究。


3.3.3主題演變與發(fā)展階段分析

借助關(guān)鍵詞共現(xiàn)時(shí)間分布與發(fā)展歷程,結(jié)合關(guān)鍵詞聚類圖譜和關(guān)鍵詞突現(xiàn)強(qiáng)度圖譜的分析,把握隨時(shí)間變換海洋碳匯研究的演進(jìn)趨勢。對(duì)國內(nèi)2010—2021年(圖7)和國際2001—2021年(圖8)海洋碳匯研究文獻(xiàn)進(jìn)行關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析。

根據(jù)圖7的結(jié)果,將國內(nèi)海洋碳匯研究發(fā)展大致劃分為3大階段:第一階段為2001—2009年,是海洋碳匯研究的萌芽階段,發(fā)文在3篇以下,相關(guān)學(xué)者關(guān)注不足。第二階段為2010—2017年,是海洋碳匯發(fā)展階段,隨著國外研究前沿而不斷深入,出現(xiàn)較多的有海洋碳匯、碳循環(huán)、碳匯漁業(yè)、海水養(yǎng)殖、氣候變化、海岸帶、碳儲(chǔ)量、氣候變化等關(guān)鍵詞,成為這一時(shí)期的主要熱點(diǎn)主題;海洋碳匯研究隊(duì)伍不斷壯大,各學(xué)者之間積極合作。第三階段為2018—2021年,是研究的深化發(fā)展階段,這一階段研究內(nèi)容日漸豐富,發(fā)文量也較多,集中了“生態(tài)恢復(fù)”“海洋生態(tài)系統(tǒng)”“鹽沼濕地”“海洋負(fù)排放”和“碳中和”等關(guān)鍵詞。這一階段,中國政府逐漸認(rèn)識(shí)到海洋碳匯在應(yīng)對(duì)氣候變化方面的重要性,采取多樣措施和發(fā)布多份重要文件對(duì)海洋碳匯作出了部署,中國學(xué)者也對(duì)國際海洋碳匯研究作出突出貢獻(xiàn)。

 

國際海洋碳匯研究從2001年至今,開展了大量工作。根據(jù)圖8將其劃分為3個(gè)階段:第一階段為2001—2010年,是初步發(fā)展階段,早期聯(lián)合國雖然對(duì)海洋作為碳匯進(jìn)行了研究,但產(chǎn)出了成果較少,海洋碳匯沒有較為深入的突破;在該時(shí)期學(xué)者首次提出了“藍(lán)碳”的概念和內(nèi)涵,并重點(diǎn)關(guān)注海草床、紅樹林、濱海沼澤三大海岸帶藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng);隨后成立“海洋氣候聯(lián)盟”,在藍(lán)碳議題出現(xiàn)之際迅速擴(kuò)大了藍(lán)碳的輿論影響,但由于其成員組成龐雜、組織方式松散,無實(shí)際經(jīng)費(fèi),難以開展實(shí)質(zhì)工作[57]。第二階段為2011—2017年,是快速發(fā)展階段,organic matter、mangrove forest、blue carbon、coastal wetlands、carbon sequestration、climate change、ecosystem等關(guān)鍵詞在這一階段大量出現(xiàn),這些研究成果成為研究的重要主題;《海洋及沿海地區(qū)可持續(xù)發(fā)展藍(lán)圖》《濕地指南》等對(duì)海洋碳匯有更系統(tǒng)更深入研究。第三階段為2018—2021年,是波動(dòng)發(fā)展階段,出現(xiàn) policy、coastal wetland、Australia、carbon storage、methylene bulue等關(guān)鍵詞,海洋碳匯減緩氣候變化的研究內(nèi)容備受關(guān)注,IPCC研究報(bào)告也指出海洋碳匯在氣候變化的影響、減緩氣候變暖等方面重要的作用,對(duì)其發(fā)展具有里程碑意義。


4研究展望

氣候變化作為全球性危機(jī),需要全世界共同努力應(yīng)對(duì),《巴黎協(xié)定》的簽署為各國開展合作、承擔(dān)責(zé)任提供了基礎(chǔ)保障。中國高度重視氣候變化問題,適時(shí)提出“雙碳”目標(biāo),推動(dòng)國家低碳發(fā)展。通過海洋生態(tài)系統(tǒng)光合作用吸收及固定碳實(shí)現(xiàn)海洋增匯,已掀起營造和保護(hù)藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)、大力發(fā)展藍(lán)碳的熱潮。隨著國際及國內(nèi)形勢的變化、結(jié)合相關(guān)研究領(lǐng)域現(xiàn)狀,海洋碳匯研究方法和研究視角有待豐富,研究領(lǐng)域和研究深度仍需加強(qiáng)。未來的海洋碳匯研究應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注以下幾個(gè)方面:

1)陸海統(tǒng)籌的多學(xué)科交叉研究。中國作為陸海兼?zhèn)涞氖澜绱髧紖R潛力巨大,發(fā)展海洋碳匯必須對(duì)陸地和海洋進(jìn)行統(tǒng)籌考慮,更好地實(shí)現(xiàn)海洋儲(chǔ)碳效率的最大化,取得最優(yōu)增匯效果。只有對(duì)海洋碳匯生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行多學(xué)科的交叉研究,方能找到解決陸海統(tǒng)籌問題的最佳路徑和方案。當(dāng)前,國際上尚未建立統(tǒng)一的與海洋碳匯相關(guān)的技術(shù)方法和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,中國學(xué)術(shù)界應(yīng)把握這一機(jī)遇,深入開展交叉學(xué)科研究,充分利用當(dāng)代高新技術(shù)工具,建立海洋碳匯方法與技術(shù)體系的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。國際社會(huì)將海洋碳匯與其他碳固定生態(tài)系統(tǒng)納入統(tǒng)一的減排和緩解氣候協(xié)議中,成立統(tǒng)一的碳匯管理機(jī)構(gòu),利于碳匯市場的規(guī)范統(tǒng)一;國內(nèi)生態(tài)環(huán)境部與自然資源部改革,也體現(xiàn)統(tǒng)籌規(guī)劃特征。海洋碳匯研究應(yīng)與時(shí)俱進(jìn),以陸海統(tǒng)籌研究契合統(tǒng)一碳匯市場的時(shí)代需求,建立陸海統(tǒng)籌的國家統(tǒng)一碳匯市場,實(shí)現(xiàn)海洋碳匯應(yīng)有的生態(tài)與經(jīng)濟(jì)價(jià)值,為更好地防治污染尋求新思路。

2)濱海濕地的藍(lán)色碳匯功能研究。濱海濕地具備很強(qiáng)的藍(lán)色碳匯價(jià)值和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,當(dāng)前在世界范圍內(nèi)的濱海濕地面積有望進(jìn)一步增加,但由于中國近些年一系列的經(jīng)濟(jì)開發(fā)活動(dòng),導(dǎo)致濕地面積急劇下降,威脅到固碳能力和碳匯潛力的增長,如何減少對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)功能的破壞成為當(dāng)前解決環(huán)境問題的題中之義。因此,未來應(yīng)加強(qiáng)對(duì)濱海濕地藍(lán)碳的研究:運(yùn)用現(xiàn)代化信息手段對(duì)濱海濕地固碳功能進(jìn)行定量測算并提高預(yù)測功能;針對(duì)典型濱海濕地系統(tǒng),如鹽沼濕地、紅樹林濕地和海草床生態(tài)系統(tǒng),開展野外觀測研究以深入了解濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能;通過相關(guān)制度、法律法規(guī)的制定,建立濱海生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)示范區(qū),為研究保護(hù)濱海濕地和增加海洋碳匯提供因地制宜的對(duì)策。

3)海水近海養(yǎng)殖環(huán)境碳匯研究。近海養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展能夠?qū)⑻紖R漁業(yè)和海上糧倉建設(shè)合為一體,而中國作為世界第一海水養(yǎng)殖大國,對(duì)近海養(yǎng)殖藍(lán)碳的開發(fā)在未來將擁有巨大的潛力。首先,以生物碳泵和微型生物碳泵儲(chǔ)碳原理為理論依據(jù),實(shí)施海水養(yǎng)殖負(fù)排放工程,基于環(huán)境承載力進(jìn)行多種海洋生物的標(biāo)準(zhǔn)化混養(yǎng),形成多層次立體化生態(tài)養(yǎng)殖格局,實(shí)施清潔能源驅(qū)動(dòng)的人工上升流生態(tài)增匯工程;其次,推進(jìn)以海藻養(yǎng)殖為主體的生態(tài)牧場建設(shè),加快海草床生態(tài)系統(tǒng)修復(fù),拓展藍(lán)碳富集區(qū)和海洋生物棲息地;最后,通過深入研究探討近海養(yǎng)殖環(huán)境中碳匯關(guān)鍵過程與機(jī)制,優(yōu)化海水養(yǎng)殖增匯典型發(fā)展模式,為制定科學(xué)合理的藍(lán)碳開發(fā)策略、促進(jìn)近海養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供重要途徑。

4)綜合性生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的海洋碳匯保護(hù)研究。生態(tài)補(bǔ)償是一個(gè)系統(tǒng)工程,關(guān)于生態(tài)補(bǔ)償研究已有較為成熟的理論,但由于生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制尚未形成體系,標(biāo)準(zhǔn)制定缺乏科學(xué)定量分析,涉及范圍尚未明確,碳匯生態(tài)補(bǔ)償研究還需不斷加強(qiáng)。海洋碳匯保護(hù)資金投入機(jī)制仍需進(jìn)一步完善,健全生態(tài)保護(hù)補(bǔ)償機(jī)制,使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)付費(fèi)更科學(xué)、標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)研究應(yīng)關(guān)注生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制在藍(lán)碳上的應(yīng)用,重點(diǎn)加強(qiáng)藍(lán)碳儲(chǔ)量估算、價(jià)值評(píng)估等標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建,加強(qiáng)海洋碳匯補(bǔ)償主客體界定、補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)、激勵(lì)約束機(jī)制、檢測評(píng)估、績效考核等方面研究。利用碳匯加深市場化、科學(xué)化、多元化及標(biāo)準(zhǔn)化的生態(tài)補(bǔ)償模式探索。

5)海洋碳匯相關(guān)理論與技術(shù)創(chuàng)新研究。近年來,海洋碳匯在理論指導(dǎo)和實(shí)證研究等層面已經(jīng)取得矚目的成就,但相關(guān)研究基礎(chǔ)理論體系比較薄弱,對(duì)海洋碳匯及保護(hù)的原理、測度方法尚未形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)和理論體系,海洋碳匯的形成過程與調(diào)控機(jī)制、現(xiàn)狀評(píng)估規(guī)劃及增匯技術(shù)研發(fā)等方面都需要進(jìn)一步完善。在自然和人為活動(dòng)的多重壓力下,海洋碳匯正快速減少和消失,氣候變化和人類活動(dòng)導(dǎo)致的全球化問題,對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)及碳匯帶來一系列問題。因此,完善海洋生態(tài)系統(tǒng)變化和藍(lán)碳的形成過程與調(diào)控機(jī)制理論、研發(fā)重大生態(tài)保護(hù)及修復(fù)工程碳匯功能價(jià)值評(píng)估技術(shù),對(duì)緩解氣候變化的戰(zhàn)略制定至關(guān)重要。

6)海上絲綢之路沿線國家藍(lán)碳合作機(jī)制研究。在建設(shè)海洋強(qiáng)國的戰(zhàn)略布局下,進(jìn)一步提出發(fā)展“一帶一路”戰(zhàn)略藍(lán)圖,對(duì)海洋碳匯研究也提出了新的發(fā)展要求。中國作為海洋大國,政府正積極探索海洋碳匯有效機(jī)制,拓展海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展空間,在建設(shè)“21世紀(jì)海上絲綢之路”的新形勢下,以海洋碳匯合作機(jī)制構(gòu)建為重點(diǎn),引領(lǐng)海上絲綢之路沿線國家共同關(guān)注氣候變化問題,取得積極反響。在此背景下,重點(diǎn)把握如何探索有效保護(hù)和增加藍(lán)碳的機(jī)制、途徑和方法等問題,關(guān)注海上絲綢之路沿線國家藍(lán)碳合作的動(dòng)力機(jī)制、實(shí)現(xiàn)機(jī)制、保障機(jī)制研究。


5結(jié)語

本文通過梳理近年來國內(nèi)外海洋碳匯研究現(xiàn)狀及階段性前沿?zé)狳c(diǎn),展望了面向陸海統(tǒng)籌、濱海濕地、海水養(yǎng)殖、生態(tài)補(bǔ)償、合作機(jī)制的新時(shí)期海洋碳匯研究的需求。研究發(fā)現(xiàn):①海洋碳匯發(fā)文量呈波動(dòng)增長趨勢。劉紀(jì)化、焦念志、Christian J Sanders、Oscar Serrano 等是國內(nèi)外研究的主要作者;國內(nèi)研究團(tuán)隊(duì)表現(xiàn)出“大分散、小聚合”特征,國際研究團(tuán)隊(duì)在該領(lǐng)域開展了廣泛合作;主要發(fā)文機(jī)構(gòu)有山東大學(xué)海洋研究院、麥考瑞大學(xué)等;美國、中國是該領(lǐng)域研究最多的國家。②國內(nèi)研究熱點(diǎn)涉及“海水養(yǎng)殖”“濱海濕地”等6個(gè)方面聚類,研究方向多元化,熱點(diǎn)明確;國際研究熱點(diǎn)包含:phytoplankton、ecosystem等,主要涵蓋海洋生態(tài)、科學(xué)、經(jīng)濟(jì)等方面;預(yù)測碳匯漁業(yè)、氣候變化、海岸帶、碳儲(chǔ)量是以后主要研究主題方向。

通過以上的分析,可以看出:①與國外研究對(duì)比,中國對(duì)海洋碳匯的監(jiān)測與核算研究尚不充分,數(shù)據(jù)基礎(chǔ)比較薄弱,對(duì)其碳匯過程研究定量分析、系統(tǒng)研究和宏觀評(píng)估缺乏。基于此,應(yīng)開展更細(xì)致的調(diào)查研究,積極推動(dòng)海洋碳匯理論、評(píng)估方法、增匯技術(shù)的創(chuàng)新,探索適合中國國情的海洋增匯方法。②對(duì)比國外海洋碳匯研究背景調(diào)查分析,發(fā)現(xiàn)全球海洋生態(tài)系統(tǒng)處于極其脆弱的狀態(tài),氣候變暖、海洋酸化等問題破壞濱海濕地生態(tài)結(jié)構(gòu),導(dǎo)致海洋生物資源枯竭,海洋生態(tài)系統(tǒng)失衡,嚴(yán)重影響其固碳儲(chǔ)碳能力。在制定海洋負(fù)排放的方案中海洋碳匯研究機(jī)理復(fù)雜多樣,海洋碳匯轉(zhuǎn)化研究不足,海洋生態(tài)系統(tǒng)碳匯影響仍需進(jìn)一步深入研究。③通過對(duì)國內(nèi)外海洋碳匯研究現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn),海洋碳匯開發(fā)相關(guān)的規(guī)章制度、行業(yè)規(guī)范相對(duì)不足,需要加快頂層設(shè)計(jì),進(jìn)一步完善海洋碳匯管理政策的制定和實(shí)施。


原文信息

題目:海洋碳匯研究進(jìn)展及展望

作者:陳小龍 狄乾斌 侯智文 梁晨露   

期刊:《資源科學(xué)23年8期

 



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