鱼类在海洋碳循环中的作用及研究展望

碳中和是应对气候变化的必由之路,海洋负排放是实现碳中和的重要途经。海洋作为地球最大碳库,研究发现越来越多的海洋和海岸带生物参与碳循环,并对海洋碳汇产生重要贡献。鱼类作为海洋生态系统中最重要组成部分之一,其在海洋碳循环中的作用还没有引起足够的重视。最新研究表明海洋鱼类在无机碳循环中发挥了重要作用,深化对鱼类参与碳循环过程的认识、量化其固碳潜力将有助于丰富海洋碳循环研究。本文首先系统梳理了鱼类参与碳循环的过程和机制等研究进展。鱼类通过产生碳酸盐粪便、水平和垂直迁移运输、生物扰动、生物碳和“尸体”碳以及食物网消耗与传输等方式参与海洋碳循环。鱼类参与碳循环的证据和参与海洋碳循环的重要性逐渐凸显。其次,本文提出目前鱼类参与碳循环研究存在的问题与挑战,包括渔业捕捞源汇之争、水产养殖业的机遇和挑战以及准确量化鱼源碳酸盐的困难,仍有待理论和方法学的深化研究和技术的革新去解决。最后本文提出鱼类参与碳循环的研究展望,及其在全球气候变化背景下的潜在机遇,同时结合当前渔业碳汇的发展进程以及行业需求,提出渔业减排固碳发展路径建议。本文旨在提升鱼类在海洋碳循环贡献和服务生态系统的潜力的认识,为海洋碳汇和渔业碳汇研究提供新的视角。     

21世纪海上丝绸之路背景下的广东省蓝碳发展研究

海洋碳汇即蓝色碳汇,简称"蓝碳"。文章以21世纪海上丝绸之路建设为背景,以广东省蓝碳发展现状和需求为主线,分析广东省发展蓝碳对控制温室气体排放、保护海洋生态环境和实施"一带一路"建设的重要意义,论述发展碳汇渔业、修复典型海洋生态系统、控制陆源排放、开发可再生能源等蓝碳发展途径;在此基础上提出广东省发展蓝碳的主要对策,即完善政策保障体系、增强科技支撑能力、完善蓝碳产业链条、拓展国际交流合作、探索海洋碳排放交易试点、加强生态环境治理和发挥示范带动作用。     

北冰洋太平洋扇区碳循环过程对环境变化响应的研究进展与展望

全球碳增汇需求高涨,海冰消退后的北冰洋被期待是一个主要的潜在碳增汇区。北冰洋太平洋扇区因受控于楚科奇海及其邻近海域较高的海洋固碳效率和碳深海封存量,在整个北冰洋碳循环中起着举足轻重的作用。开展该海域碳循环过程对环境快速变化的响应机制研究是实现北冰洋碳汇精准预测的基础。本文重点阐述了楚科奇海及其邻近海域碳循环过程（即海洋对大气二氧化碳的吸收、生物固碳、太平洋入流携带碳经陆架生物地化过程后向深海输出封存的陆架泵）对北冰洋环境快速变化的响应,并提出未来研究需要聚焦的关键科学问题。     

海洋生物泵研究进展

海洋生物泵是以一系列海洋生物为介质将大气中的碳输运到海洋深层的过程,是海洋碳循环的重要组成部分以及未来的研究重点。本文系统地描述了海洋生物泵碳汇几个主要阶段:浮游植物沉降,浮游动物粪球颗粒沉降,透明胞外聚合颗粒物(TEP)沉降和海雪沉降以及碳酸盐反向泵过程。同时,本文对南海生物泵的研究进展进行简要介绍,服务于中国海碳循环。     

蓝碳产业的概念研究与发展建议

海洋经济已成为我国经济增长的重要引擎,在“双碳”重大战略布局背景下,推动海洋经济低碳发展的重要性愈发凸显。文章立足蓝碳的广义研究领域,在海洋碳汇与产业融合方向创新提出蓝碳产业的概念。蓝碳产业旨在开发以碳汇巩固提升、低碳化发展为导向的产业模式,推动蓝碳与海洋经济、生态修复、清洁能源等领域融合发展、协同增效。此外,对蓝碳产业门类进行界定,并从4个方向提出蓝碳产业的发展路径,助力我国打造海洋产业高质量发展的新亮点。     

碳中和背景下我国发展滨海蓝色碳汇的优势、挑战及对策

滨海蓝色碳汇在全球气候变化和碳循环中具有重要作用,通过生态修复和市场交易等方式巩固和提升滨海蓝碳,是实现碳中和目标最为经济有效的方式之一。为进一步挖掘滨海蓝碳的潜力,推动实现碳中和目标,文章概述发展滨海蓝碳的诸多优势,分析其在制度建设和技术开发方面面临的问题和挑战,并提出对策建议：完善滨海蓝碳保护修复和碳汇交易的政策措施,推进陆海统筹和生态补偿的机制建设;推动滨海蓝碳纳入温室气体清单编制,积极参与国际合作;设立监测评估试点,提升监测能力,完善碳汇计量核算方法;加强科学研究,突破关键技术瓶颈。     

养殖贝类碳汇价格核算研究

养殖贝类是最有效的生物固碳方式之一,其碳汇功能作为海洋生态系统功能的一部分,兼具生态和经济属性,碳汇价格的核算可为海水贝类养殖产业补贴提供数据参考,提高碳汇养殖产业的生产积极性,对海洋GEP核算等提供一定借鉴。目前碳汇价格研究较为缺乏,碳汇价格受限于碳汇计量方法的不完善,因此文章基于碳储量变化原理,对养殖环境中的养殖贝类固碳基础公式进行改进,补充了附着贝类固碳与生物沉积物固碳两个计算参数,以此为切入点选取并改进海洋牧场碳汇定价方法,以东方云溪海洋牧场作为研究区进行案例计算,结果为：海湾扇贝、栉孔扇贝与褶牡蛎的碳汇价格分别为165元/t、185元/t和272元/t;使用改进后的碳汇计量方法得到的养殖贝类单位个体固碳量较高,其中生物沉积固碳对提高单位个体固碳量的作用最为突出,约占贝类自身固碳的91%,主要与养殖海域的水文条件有关;较高的固碳量形成了较低的碳汇价格,固碳量与成本收益因素共同影响养殖贝类的碳汇价格;长远来看,碳汇价格会随着固碳计量的愈加完善而降低。     

海岸海洋碳循环过程与CO2负排放

海岸海洋接受大量来自陆源的碳物质和营养盐,涉及大量以碳为中心的相互作用,是重要的碳循环海域;同时,该区域也常发育具有良好圈闭条件的储-盖系统,具有明显的CO₂储集潜力。该文以海岸海洋及其下发育的沉积盆地为研究对象,综述了碳物质在海岸海洋中的循环过程、CO₂通量的影响因素和海岸海洋沉积盆地的储碳机理。从“双碳”角度,重点论述了海岸海洋在促进CO₂负排放方面的意义、促进海洋负碳排放的潜在途径和在沉积盆地的储碳潜力及面临的问题。海岸海洋是重要的碳汇区域之一,高效率的微生物碳泵和碳酸盐碳泵是增强海岸海洋CO₂负排放的核心过程;同时,海岸海洋沉积盆地中的储-盖系统,不但提供了额外的CO₂封存空间,也保障了CO₂封存的安全性。未来的研究应以抑制海岸海洋中碳物质向CO₂转化的进程和保障沉积储层中CO₂封存的安全性为主要方向,为CO₂负排放提供理论依据与技术保障。     

中国海洋碳循环生物地球化学过程研究的主要进展(1998-2002)

阐述了1998-2002年期间中国海洋碳循环及其生物地球化学过程研究的3个主要进展部分：（1）海-气二氧化碳通量过程；（2）海水中碳及其生物地球化学循环；（3）入海河流流域土壤和沉积物在海洋碳循环中的作用；海洋与陆家容纳了近一半人类排放的二氧化碳，另外的50%被释放到大气中，海洋在缓和二氧化碳温室效应方面的作用不言而喻的，海洋储有的碳主要以无机碳的碳酸盐（CO3^2-）和碳酸氢盐（HCO3^-）的形式存在。海洋生态系统通过生物泵的作用驱动大气CO2进入海洋，在表面混合层中，由于生物的光合作用，CO2不断被转化成有机碳和生物碳酸盐，并进一步从表层CO2向深层转移，形成了海洋碳循环的主要途径，海洋水体中碳循环过程受到河口与近海碳的形态，转化，分布，迁移和生物生产过程等影响，海洋生物泵明显影响着海洋对空气中CO2的容量，春季和冬季东中国海皆为大气二氧化碳的汇，夏季皆为二氧化碳的源，秋季渤海与北黄海为二氧化碳的汇，南黄海与东海是二氧化碳的源。入海河流流域土壤，非入海河流流域的土壤和海洋沉积物在碳的来源，分布，含量以其迁移循环中具有重要的作用。     

海洋沉积有机物质的降解及其模式

作为长期碳汇,海洋沉积物中埋藏的大量有机碳对全球碳循环和气候变化有重要影响。有机碳从海洋输出到沉积物中后,在沉积物中还要经历有氧降解和无氧降解。有机物降解是一个十分复杂的过程,影响这一过程的因素有很多,包括有机物本身的分子结构和组成种类;氧化还原状态;有机物所附着的基质;温度、压力、盐度等物理环境因素以及生物因素。研究沉积有机碳的含量及埋藏量变化首先需要校正降解对沉积有机碳含量的影响。降解模式是定量估算降解对沉积有机碳的影响的一个主要手段。在前人的研究基础上,讨论了影响沉积有机碳降解的因素,对降解模式的研究进展和应用进行了综述,提出了未来降解模式的发展中存在的问题。     

海洋支撑碳中和技术体系框架构建的思考与建议

海洋在全球气候变化及应对方面发挥了重要作用,国际上正在从增汇和减排两个技术体系层面探索实践海洋对碳中和的支撑作用.本文立足中国海洋碳汇资源扩增和海洋可再生能源开发,从滨海湿地、渔业碳汇、微生物碳汇、海底碳封存、海洋可再生能源、耦合优化及前瞻性技术方面,构建了海洋支撑碳中和的技术体系,并对未来技术发展进行展望.建议加强海...     

海洋负排放技术及其生态治理功能前瞻

工业革命以来,人类活动导致的以二氧化碳为代表的温室气体持续排放,被认为与全球气候变化密切相关,引发诸多极端气候事件,导致海平面上升、海水酸化、海水暖化等一系列环境负面效应。海洋是地球最大的活跃碳库,增汇潜力巨大。为应对全球气候变化,人为干预海洋生态系统、促进其对大气二氧化碳额外吸收封存的海洋负排放技术体系成为国际研究热点。根据负排放技术的应用场景,目前海洋负排放技术体系涵盖侧重于生态保护和修复的滨海湿地蓝碳、侧重于环境友好型养殖产业的海水养殖环境碳汇和借助生态工程技术手段的负排放工程增汇。海洋负排放技术在实现人为增汇的同时,有望通过促进海洋生物的生长和繁殖、提高海洋生态系统的稳定性和抗干扰能力、促进海洋生态系统内部及其与陆地生态系统之间的资源循环利用,发挥其生态治理功能,从而应对海洋环流改变、海水酸化脱氧等全球海洋环境恶化以及人类活动污染的局部胁迫。     

海洋中挥发性卤代烃的研究进展

挥发性卤代烃(Volatile halocarbons,VHCs)是大气中一类重要的痕量温室气体和主要的臭氧层破坏者,在全球气候变化中起着十分重要的作用。大量研究表明海洋是大气中VHCs的重要源汇区,研究海洋中VHCs的生物地球化学循环,对于进一步了解海洋中的VHCs对未来全球气候的影响具有重要意义。本文针对国内、外有关海洋中VHCs生物地球化学循环研究的进展进行了综述,介绍了VHCs在海洋中的来源和产生机制、它的分布规律及其影响因素,从而归纳了VHCs在海洋中的迁移转化过程。针对目前缺乏对于海洋中VHCs的生物、非生物形成机制及其在海洋中迁移转化机制的具体过程的深入研究,以及有限航次的海洋中VHCs的浓度监测数据和源汇收支不平衡的问题,提出未来的研究需要加强海洋中VHCs的来源、生成机制、迁移转化机制及其影响因素的深入探究,开展更系统的长时间尺度和空间维度上的全球海域中VHCs大数据监测,并完善海-气通量的计算方法,准确估算海洋中VHCs的源汇。     

国际海洋科技领域研究热点及未来布局

近年来,全球海洋研究呈现出若干新的特点。本文基于对近年来全球重要海洋研究进展信息,分析了全球环境变化背景下几个重要研究热点方向的最新进展,包括全球海洋物理环境变化研究、海洋塑料污染研究、海洋酸化研究、南北极和印度洋研究以及海洋技术开发等。基于对美国、英国、日本和俄罗斯等重要海洋国家最新发布的海洋科技创新政策和计划,分析了各国海洋科技未来布局和重点关注领域。最后,总结了全球海洋领域的发展趋势:(1)气候变化问题在海洋中的延伸效应将持续受到关注;(2)全球性海洋环境问题的导向作用更加明显;(3)海洋技术向智能化方向发展;(4)海洋战略规划的引领作用日渐加强。     

海洋生物声散射层研究现状综述

海洋生物声散射层全球分布广泛,其昼夜垂直迁移机制与周围海水的物理特性息息相关,对海洋内部碳的循环具有重要作用。文章收集整理了海洋生物声散射层的昼夜垂直迁移现象在各领域上的研究方法及研究成果,包括国内外研究现状,散射层的声学探测手段、全球范围内的分布变化情况等。海洋生物声散射层渔业资源丰富,研究和探索散射层有助于我们了解海洋物理环境和当地海洋渔业资源分布,对渔业资源的开发和利用具有重要意义。     

海洋碳汇高分辨率检测技术综述和展望

为助推我国碳中和目标的实现以及提升我国在海洋碳汇领域的国际话语权,文章以海洋碳汇机制为切入点,系统梳理高分辨率生物和化学检测技术及其扩展应用。研究结果表明:海洋惰性溶解有机碳库对于海洋增汇具有重要意义,这对溶解有机碳汇资源高分辨率检测技术提出新的要求;目前具有“指纹特征”的高分辨率检测技术主要包括流式细胞和功能基因芯片生物检测技术以及光谱和质谱化学检测技术,此外结合稳定碳同位素标记技术实现生物溯源和化学检测的链接,均具有重要应用前景。     

海洋浮游生态系统中DMSP的来源及在食物链中的传递和转化研究进展

β-二甲基巯基丙酸内盐(DMSP)是一种在海洋中普遍存在的重要生源有机硫化物,其降解产物二甲基硫(DMS)挥发到大气中会形成云凝结核,进而对大气温度产生负反馈效应。DMSP主要由浮游植物和部分细菌生物合成,在浮游食物链和微食物环中进行传递和转化,并进一步通过食物网进入更高营养级。浮游生物是驱动全球碳、硫循环的关键环节,在DMSP生物地球化学循环中的作用越来越受到人们的重视。本文针对DMSP的来源、归宿及在浮游食物链中的传递和转移等方面进行综述,介绍了浮游食物链和微食物环在DMSP传递、转化中的作用。DMSP在海洋食物链中仍有不少传递和降解途径为研究空白,今后应针对目前的研究不足深入开展DMSP的产生、传递和转化机制研究,进一步完善DMSP的生物地球化学循环机制。