海洋碳汇：解锁中国实现"双碳"目标的蓝色钥匙

《Frontiers in Marine Science》：Unlocking the potential of ocean carbon sinks: opportunities and challenges for China’s development

　　本文系统综述了海洋碳汇在应对气候变化中的关键作用，聚焦中国在开发生物泵（BP）和微生物碳泵（MCP）等机制面临的挑战（如栖息地退化和立法缺失），并提出通过生态系统修复、完善国内立法及国际标准对接等路径，为实现CO2减排和全球气候治理提供科学支撑。

　　

海洋碳汇在应对气候变化中的机制与作用

随着全球气候变化加剧，海洋碳汇凭借其巨大的碳存储能力和持续吸收能力，已成为国际社会减缓和适应气候变化的关键自然机制。海洋储存了全球93%的二氧化碳，每年吸收约30%的人为排放CO₂，作为地球生态系统中最重要的自然碳汇之一，其碳储量是大气层的53倍，是陆地碳储量的20倍。与有效周期通常仅为几十年的陆地碳汇相比，海洋碳汇可以稳定存在数百至数千年，具有更大的寿命和稳定性，是一个潜力巨大的碳汇系统。

海洋碳汇的生化机制主要包括多种自然过程。首先，沿海湿地生态系统（红树林、盐沼和海草床）虽然覆盖面积小，但其单位面积的碳封存效率显著高于陆地生态系统，封存能力约为森林的10倍，草原的290倍。这些生态系统不仅能快速吸收大气中的二氧化碳，还能通过沉积作用将有机碳长期封存在其土壤和沉积物中，形成持续数百至数千年的碳库，是高效的自然"碳捕获与封存"系统。其次，占海洋生物量90%以上的微生物（如浮游植物和细菌）通过"微生物碳泵"将活性有机碳转化为难降解溶解有机碳（RDOC），形成约6500亿公吨的碳库，可在深海储存约5000年。第三，浮游植物每年固定的碳和氮量超过所有陆地植物的总和。通过食物网，浮游植物被鱼类和其他生物消耗后，部分碳通过呼吸作用释放回水体，但其下沉尸体、排泄物等形成的颗粒有机碳（POC）通过"生物泵"机制从表层海洋输送到深海，长期沉积封存。这种持续的"碳下沉"过程是抑制大气CO₂浓度快速上升和缓解温室效应的核心自然机制。

除了生化机制，海洋碳汇还通过物理过程发挥气候缓冲作用。一方面，二氧化碳与海水反应形成碳酸氢根和碳酸根离子，以溶解无机碳的形式将其从海洋表层输送到内部。另一方面，湍流混合和平流驱动碳的大规模垂直和水平输送。来自低纬度海洋的二氧化碳通过洋流输送到高纬度海洋；在那里，较冷、密度较大的水下沉，将CO₂带入深海，进入千年时间尺度的碳循环。此外，海气界面的气体交换受浓度梯度控制，实现了二氧化碳在海洋和大气之间的双向扩散。海表的热量通量交换通过改变海水温度进而改变溶解度，直接影响海洋吸收和释放CO₂的能力。这些物理和化学过程的耦合构成了海洋碳输送的核心机制，使海洋能够作为全球碳循环的稳定器。值得注意的是，利用其巨大的热容量，海洋不仅吸收了过量的CO₂，还吸收了全球变暖产生的约90%的过量热量，从而成为全球气候系统不可或缺的"热调节器"。

中国海洋碳汇政策的演变与发展

近年来，海洋碳汇已被纳入中国国家战略规划，相关政策和实施工作正在加速推进。在政策发展的早期阶段，重点放在概念引入和生态修复上。2012年国务院《国家海洋经济发展十二五规划》首次明确提出发展海洋碳汇，标志着海洋碳汇逐步纳入国家战略发展规划。随着国际对海洋碳汇关注度的提高和相关科研的持续突破，中国的海洋碳汇政策开始转向系统建设和实际应用。2016年国务院《控制温室气体排放工作方案》将"探索海洋等生态系统碳汇试点，推进海洋碳汇试点区建设"作为重点目标，随后启动了蓝碳生态系统碳汇试点工作。

在"双碳"目标正式宣布后，中国发布了与碳达峰碳中和目标相关的进一步政策文件，逐步建立了实现碳达峰碳中和的"1+N"政策体系，该体系包含了海洋碳汇的发展。同时，中国的海洋碳汇政策将科学与政策联系起来，将理论研究转化为实际成果。2023年1月1日，由自然资源部第一海洋研究所编制的《海洋碳汇核算方法》正式实施，标志着中国首个全面的海洋碳汇核算标准诞生。2023年10月，生态环境部发布了《温室气体自愿减排项目方法学：红树林造林》。该方法学专门考虑了中国红树林资源和修复项目的特点，解决了在无植被滩涂和退役养殖塘造林两种主要造林方式。

在政策框架的推动下，各地区积极参与海洋碳汇交易实践，涌现出一批具有代表性的试点项目，为全国范围内的推广积累了宝贵的地方经验和制度模式。2021年，广东省"湛江红树林造林项目"正式通过Verra认证，成为全球首个同时符合Verified Carbon Standard（VCS）和Climate, Community & Biodiversity（CCB）标准的碳汇项目。2022年，福建省福州市连江县成功完成了一笔15,000吨渔业养殖海洋碳汇交易，这是全国首笔海洋渔业碳汇交易。2023年，浙江台州大陈岛贝藻养殖碳汇项目碳资产上线拍卖。2024年，宁波、厦门、深圳、青岛、大连五地产权交易机构在浙江象山联合发布了海洋碳汇交易创新倡议。

中国海洋碳汇发展面临的挑战

尽管中国在海洋碳汇领域取得了显著进展，但充分发挥其潜力仍面临系统性制约。目前，海洋栖息地退化、碳汇交易机制缺失以及标准体系不完善这三个核心且相互关联的挑战，不仅削弱了海洋生态系统的固碳效能，也阻碍了市场化进程和国际合作。

海洋栖息地基础退化是首要挑战。健康的海洋生态系统是维持和增强海洋碳汇能力不可或缺的自然基础。然而，陆源污染持续不断，特别是富含氮、磷等营养物质的大规模排放，导致近岸水域严重富营养化。这种过量的营养输入异常刺激了海洋微生物的活性，加速了其对原本可在海洋环境中长期稳定的难降解溶解有机碳（RDOC）的降解。这种生化过程的加剧使得本应被封存数百至数千年的有机碳过早矿化分解，然后以二氧化碳的形式重新释放到大气中。这不仅抵消了部分自然碳汇效益，甚至可能使这些区域转变为新的碳排放源。据统计，自1950年以来，由于填海造地、养殖污染、海平面上升和海岸工程等多种因素，中国三大生态系统（红树林、盐沼和海草床）已损失约9236-10059平方公里。

国内立法缺失阻碍海洋碳汇交易是第二个主要挑战。从制度建设角度看，创建和完善海洋碳汇交易体系是合理利用蓝碳并发挥其应对气候变化作用的关键途径。海洋碳汇交易市场建立在资源有偿使用和转让的基础上。因此，明确海洋碳汇的产权是这些碳汇及其相关产品进入市场的前提。目前，中国海洋碳汇交易仍处于起步阶段，现行国内法律法规缺乏直接规范此类活动的条款。虽然国务院发布了大量与海洋碳汇相关的规范性文件，但《中华人民共和国海洋环境保护法》、《海洋工程建设项目污染海洋环境防治管理条例》等法律框架主要侧重于一般性海洋环境保护和污染控制，缺乏针对海洋碳汇的系统性规定。

海洋碳汇标准体系不完善是第三个挑战。由于研究起步较晚和科学复杂性高等因素，国际社会尚未形成统一的海洋碳汇测量和监测国际标准。这种缺陷导致研究人员在测量这些碳汇时使用方法不一，参数估计缺乏一致性，最终计算结果存在显著差异。近年来，中国国内标准制定已取得初步进展。2021年，海洋行业标准《养殖大型藻类和双壳类碳汇计量方法-碳储量变化法》（HY/T 0305-2021）正式发布。2022年9月，自然资源部发布了首个综合性海洋碳汇核算行业标准《海洋碳汇核算方法》（HY/T 0349-2022），填补了国内空白，明确了红树林、盐沼和浮游植物等多种碳汇类型的量化机制。尽管如此，中国的国内标准体系仍面临多重挑战：首先是监测和核算复杂性高；其次是现有标准覆盖不全面；第三是数据基础薄弱，资源信息不明确；最后是国际接轨能力有待加强。

促进中国海洋碳汇发展的路径

针对上述挑战，中国需要采取多管齐下的策略来促进海洋碳汇的发展。

积极推动海洋生态系统修复是基础性措施。加强海洋污染防治是保障海洋碳汇生态系统功能的关键举措。首先，需要推进建立入海污染物总量控制制度。以重要河口海湾为重点，建立流域海域相结合的污染物转移和责任追究机制，明确跨区域监测断面入海污染物的种类、总量、浓度限值和责任。对沿海工业园区，应实施基于环境承载力的"限值限量"管理，创建减排示范区。同时，必须加强对直排海污染源的监管，禁止超标废水直排。应对入海河流实行"清单化"、差异化治理，确保主要河流持续消除劣V类水质，降低省级及以上监控河流总氮浓度，从源头减轻海洋氮负荷，防止富营养化抵消碳汇效益。

其次，必须加强沿海湿地的生态修复和保护，以巩固现有的沿海生态碳储量并扩大新的碳汇增量。要严格执行海洋生态红线制度，将沿海湿地等敏感脆弱生态系统纳入红线区进行强制性保护和管理。必须严格禁止破坏性开发活动，防止碳汇功能丧失。同时，应加大困难立地植被修复和侵蚀海岸生态整治力度。开展"蓝色海湾"整治行动，特别要加大红树林、海草床等典型碳汇生态系统的修复和保护力度，提升海洋整体碳汇能力。

完善海洋碳汇交易的国内立法是解决市场化障碍的关键。借鉴林业碳汇交易体系的模式，中国应通过地方和专门立法完善海洋碳汇市场交易规则。在地方或专门试点的基础上，最终目标是建立健全、全国统一的海洋碳汇交易法律框架，明确产权归属，解决交易主体资格、交易标的物法律地位、交易模式选择等问题，确保纠纷解决有法可依，交易方能及时寻求有效救济，责任认定有明确依据。此外，必须建立完善的海洋碳汇市场信息披露制度，保证所有交易环节的透明度。为确保交易合法合规进行，应创建专门平台或专门管理机构，确保海洋碳汇的公平公正分配和管理。该平台将实时监控交易产生的环境和经济效益，并根据市场表现动态完善法律和制度设计，从而保证市场的有序运行。

采取国内适应与国际接轨的双轨制推进策略是提升中国海洋碳汇发展水平的重要途径。一方面，要构建与国际接轨的"中国特色"海洋碳汇标准体系。应重点围绕IPCC国家温室气体清单已纳入的成熟碳汇类型（如红树林、海草床、沿海盐沼等），推动国际标准的本土化应用和转化，通过简化监测方法，基于本地生物地球化学数据重构核算公式和参考参数，建立既符合国际规范又适用于中国国情的碳汇计量体系。同时，需系统深化碳汇机理研究，强化对红树林、海草床、盐沼等生态系统以及渔业碳汇、海洋微生物碳泵、经典生物泵等固碳过程的研究，重点量化这些系统对变暖、酸化等气候胁迫因子的敏感性及其相应的碳循环反馈。要完善碳储量调查、监测和交易核算标准等基础方法学，加快项目级方法学开发。借鉴国际自愿减排计划的方法学框架，优先制定适用于我国海域的蓝碳项目开发技术规程，明确项目边界界定、额外性论证、碳泄漏防范等核心规则，为海洋碳汇进入国内外碳交易市场提供认证依据。

另一方面，要深度参与全球海洋碳汇重大国际计划，与其他国家合作共同应对全球变化和保护环境。为推进海洋碳汇国际合作，中国应充分激活"一带一路"绿色发展国际联盟等现有多边机制的战略支点作用，依托这些平台不断拓宽合作维度，积极打造新的双边、多边和区域合作关系，同时强化学术界国际合作网络建设。中国应主动参加国际会议，拓展全球海洋碳汇议题讨论，加入相关国际工作组，通过推介自身理念和实践成果，提升在该领域的参与度和话语权，并积极推动海洋碳汇理论、评估方法、增汇技术等方面的原始创新。中国应抓住当前全球海洋碳汇研究的战略机遇期，通过多层次国际合作，系统提升海洋碳汇资源的开发和应用能力。

结论

在全球气候治理不断深化的背景下，海洋碳汇作为应对气候危机的关键基于自然机制的价值日益凸显。通过加强海岸带生态系统修复和污染控制，可以夯实碳汇的自然基础；通过完善碳汇产权界定、交易立法和监管，能够突破市场化瓶颈；通过深化国际标准对接和多边合作，构建融科研、法律、市场于一体的协同发展体系，对于促进海洋碳汇资源的可持续开发和应用具有重要意义。