人为碳排放的急剧增加，导致地球系统温室效应持续增强，进而使全球平均气温不断升高。长期观测数据和大量研究资料均证实，温室气体的大量排放与全球气候变化之间存在直接关系。据统计，目前全球每年排放的二氧化碳(CO₂)接近400亿t，约为1950年的7倍^[1]。CO₂浓度的急剧增加，打破了地球系统原有的热量平衡，出现了以变暖为主要特征的气候变化问题，并引发了系列生态环境问题。

气候变化背景下，各国均在积极探索减排和增汇的碳中和路径。海洋生态系统具有强大的碳汇能力，是应对气候变化的重要增汇路径^[2-3]。1980年代，国际上开展了滨海湿地生态系统碳储量估算研究^[4]，逐步推动海岸带生态修复碳汇开发的实践，并将红树林碳汇等纳入自愿碳市场机制^[5-6]，如2009年起在塞内加尔共和国等国陆续开发了红树林碳汇项目^[7]。我国相关的工作起步于2000年之前^[8-10]，并逐渐从科学研究上升为国家“双碳”战略需求。

近年来，我国在典型海岸带生态系统碳汇与海洋渔业碳汇研究方面开展了大量工作，对海岸带碳汇功能、形成机制与增汇潜力进行了研究^[11-13]，制定了滨海盐沼、海草床碳储量调查评估与碳汇计量监测技术规程^[14]，发布了国家核证自愿减排机制的红树林营造碳汇方法学以及地方碳普惠机制的滨海盐沼碳汇方法学^[15-17]，并提出了渔业碳汇的概念^[18-19]，对人工鱼礁、贝藻类养殖、海洋牧场的碳汇功能^[20-23]开展了系列研究，推动编制了海洋渔业碳汇标准与地方方法学^[24-25]。但目前海岸带生态系统碳汇与贝藻类渔业碳汇潜力的量化评估研究大多是局地的、相对零散的，缺少统一的标准和系统的估算，且典型海岸带生态系统分布、平均碳密度等数据资料相对滞后，亟须进一步研究。为此，本研究拟根据最新资料评估典型海岸带生态系统与贝藻类渔业的碳汇潜力，分析海洋碳汇开发机制，并提出海洋生态保护修复碳汇开发的发展建议，以期为海岸带生态系统碳汇与贝藻类渔业碳汇潜力研究提供科学参考，助力国家“双碳”战略实施。

1 材料与方法 1.1 数据来源

数据资料主要来自第二次全国湿地资源调查数据^[26]、海草床调查数据^[27-28]、2023年碳储量调查报告^[29-31]、《红树林保护修复专项行动计划(2020—2025年)》^[32]、海洋行业标准、碳汇方法学以及《中国渔业统计年鉴》中的2020—2022年贝藻类养殖产量数据^[33-35]和相关文献数据^[36-38]。

各沿海省区红树林与盐沼面积主要基于第二次全国湿地资源调查数据，海草床数据来自文献[27]，详见表 1。浙江、福建和海南的红树林平均碳密度，辽宁、山东、江苏、上海、浙江和福建的滨海盐沼平均碳密度，辽宁、山东、广西和海南的海草床平均碳密度均基于碳储量调查数据，其他未收集到调查数据的区域采用邻近调查区域的数据。

1.2 典型海岸带生态系统碳汇计算方法

基于我国典型海岸带生态系统中红树林、盐沼、海草床的分布面积与平均碳密度，其碳储量的估算公式如下：

$ V=A \times D, $

其中，V为生态系统碳储量；A为生态系统分布面积；D为生态系统平均碳密度，包括植被生物量平均碳密度与土壤平均碳密度。

基于我国典型海岸带生态系统中红树林、盐沼、海草床的分布面积与固碳速率，其自然增汇潜力的估算公式如下：

$ S=A \times R, $

其中，S为生态系统自然增汇潜力；R为生态系统固碳速率，包括植被生物量固碳速率与土壤固碳速率。表 2给出了红树林、盐沼和海草床的固碳速率。红树林固碳速率利用广东省红树林碳普惠方法学^[16]进行计算，考虑了8种典型红树林群落土壤有机碳累积速率、植被碳储量与土壤碳储量的比值。盐沼与海草床的固碳速率依据自然资源部技术规程与地方方法学推荐的缺省数值^{[14, 17]}。

基于我国典型海岸带生态系统中红树林、盐沼、海草床保护修复面积与修复区域固碳速率，其保护修复增汇潜力的估算公式如下：

$ S_{\mathrm{e}}=A_{\mathrm{e}} \times R \text {, } $

其中，S_e为生态系统保护修复增汇潜力，A_e为生态系统保护修复面积。保护修复面积根据我国海洋生态保护修复项目资料与国家生态保护修复专项计划数据确定。

1.3 贝藻类渔业碳汇计算方法

贝藻类渔业碳汇的计算基于《中国渔业统计年鉴》^[33-35]的主要贝藻类养殖产量、海洋行业标准《养殖大型藻类和双壳贝类碳汇计量方法碳储量变化法》^[25]以及相关文献的干湿比、含碳率等参数^[36-38]，详见表 3和表 4。计算公式如下：

$ \begin{array}{l} \;\;\;\;\;\;\;S_{\mathrm{s}}=Y_{\mathrm{s}} \times d_1 \times\left(m_1 \times c_1+m_2 \times c_2\right)+Y_{\mathrm{a}} \times d_2 \times\\ c_3, \end{array} $

其中，S_s为贝藻类渔业碳汇，Y_s为贝类养殖产量，d₁为贝类干湿比，m₁为软体质量比，c₁为软体含碳率，m₂为贝壳质量比，c₂为贝壳含碳率，Y_a为藻类养殖产量，d₂为藻类干湿比，c₃为藻类含碳率。

2 结果与分析 2.1 典型海岸带生态系统碳汇潜力 2.1.1 典型海岸带生态系统碳储量

基于第二次全国湿地资源调查数据和海草床调查数据，我国红树林总面积约为3.5万hm²，盐沼总面积约为20.0万hm²，海草床总面积约为0.9万hm^2[26-27]。结合各省份红树林、盐沼和海草床平均碳密度^[29-31]，得到我国沿海省区典型海岸带生态系统碳储量(图 1)，碳储量由大到小依次为红树林>盐沼>海草床。其中，全国红树林总碳储量约为1 290万t C，广东、广西红树林碳储量约占全国的85%；盐沼总碳储量约为940万t C，上海盐沼碳储量最多，约330万t C。

2.1.2 典型海岸带生态系统自然增汇潜力

我国典型海岸带生态系统的自然增汇潜力排序为盐沼>红树林>海草床，全国海岸带生态系统每年自然增汇量约为66万t C。其中，盐沼生态系统具有最高的自然增汇量，每年约为52万t C，辽宁、山东、江苏、上海、浙江等地年增汇量均超过4万t C；红树林的增汇量次之，每年约为12万t C，红树林面积较大的广东和广西年增汇量均超过3万t C；海草床的增汇量每年约为2万t C(图 2)。

2.1.3 典型海岸带生态系统保护修复增汇潜力

根据目前全国已实施的海岸带保护修复工程、蓝色海湾综合整治行动等保护修复项目，对渤海滨海盐沼、海草床等蓝碳生态系统的修复面积进行统计。结果显示，2020—2024年，渤海滨海盐沼修复面积约为4 200 hm²，参照滨海盐沼平均固碳速率2—3 t C/(hm²·a)，到2025年渤海滨海盐沼修复区增汇量为4万—6万t C。同期，渤海滨海海草床修复面积约460 hm²，参照海草床固碳速率2 t C/(hm²·a)，到2025年渤海滨海海草床修复区增汇量约为0.5万t C。此外，《红树林保护修复专项行动计划(2020—2025年)》提出，到2025年要营造和修复红树林1.88万hm²；参照红树林平均固碳速率3.6 t C/(hm²·a)，红树林修复区增汇量约为34万t C。综上，2020—2025年渤海滨海盐沼、海草生态修复与红树林保护修复增汇总量约为40万t C，年均碳增汇量约为8万t C。

2.2 贝藻类渔业碳汇潜力 2.2.1 贝藻类固碳总量

2020—2022年我国养殖贝类固碳总量分别为119万t C、153万t C与126万t C。由图 3(a)可以看出2021年山东养殖贝类固碳量最大，为46万t C；辽宁次之，为31万t C；福建第三，为30万t C。2020—2022年我国养殖藻类固碳总量分别为72万t C、75万t C和70万t C，由图 3(b)可以看出福建2022年养殖藻类固碳量最大，达35万t C；山东、辽宁次之，均在15万t C左右。2020—2022年我国养殖贝类与藻类固碳总量分别为191万t C、228万t C与196万t C，贝类固碳量比例分别为62%、67%和64%。由图 3(c)可以看出，2021年养殖大省山东、福建和辽宁贝藻类固碳总量分别为66万t C、64万t C和45万t C，共约占全国贝藻类养殖固碳总量的77%。

2.2.2 不同贝藻类品种固碳量

2021年我国养殖贝类固碳量最大的品种为牡蛎(Ostreidae)，占全国贝类固碳总量的37%。图 4中2021年福建牡蛎固碳量超过20万t C，占福建贝类固碳总量的近70%；2021年广东牡蛎固碳量超过10万t C，约占广东贝类固碳总量的70%。与之不同，山东各种贝类的固碳量分布较为均一，其中扇贝(Pectinidae)、牡蛎和其他贝类固碳量比例均大于20%。

2021年我国养殖藻类中海带(Saccharina japonica)固碳量最大，约占藻类总固碳量的72%。图 5中福建、山东和辽宁3省海带固碳量分别为26万t C、17万t C和10万t C。此外，裙带菜(Undaria pinnatifida)和江蓠(Gracilaria gracilis)等藻类固碳量也较大，如辽宁省裙带菜固碳量约为6万t C，福建省江蓠固碳量约为6万t C。

3 讨论 3.1 与其他滨海湿地碳汇潜力研究比较

王法明等^[12]研究指出，2015年我国盐沼湿地总面积近3 000 km², 碳埋藏能力为每年50万t C；红树林总面积为259 km²，碳埋藏能力为每年5万t C；陈鹭真等^[39]指出我国滨海湿地生态系统面积为盐沼1 275—5 448 km²，碳埋藏能力为每年21万—91万t C；红树林面积为259 km²，碳埋藏能力为每年22万t C。本研究计算的滨海盐沼每年自然增汇量为52万t C，红树林每年自然增汇量为12万t C，与王法明等^[12]评估结果较为接近。总体来说，我国典型海岸带生态系统碳汇潜力评估研究尚缺乏统一的基础数据，导致不同研究的评估结果不完全一致。基于最新的海岸带生态系统分布面积与固碳数据，可精准评估我国海岸带生态系统的碳汇潜力。

3.2 典型海岸带生态系统碳汇特征分析

与全球同类型生态系统相比，我国典型海岸带生态系统平均碳密度处于偏低水平，且我国典型海岸带生态系统平均碳密度的区域差异较大。根据碳储量调查数据，我国红树林平均碳密度由北向南逐渐增大，范围为106—374 t C/hm^2[29]，海南、广东、广西3省区最高，最高值略低于全球平均值386 t C/hm^2[40]。滨海盐沼平均碳密度为24—126 t C/hm^2[30]，明显低于全球平均值255 t C/hm^2[40]，呈现中部区域大于南部、北部区域的特点，上海盐沼平均碳密度居全国首位，浙江次之。与全球海草床平均碳密度远低于盐沼不同，我国海草床的平均碳密度为28—125 t C/hm^2[31]，与盐沼平均碳密度接近，辽宁海草床平均碳密度约为125 t C/hm²，高于全球平均值108 t C/hm^2[40]。

我国不同类型海岸带生态系统碳汇特征差别较大。盐沼分布面积最大，但平均碳密度较红树林偏低，故总碳储量低于红树林，约为红树林碳储量的70%；盐沼固碳速率与红树林差别相对较小，盐沼分布面积大的优势使得其年固碳量大于红树林，约为红树林每年固碳量的4倍。目前，滨海盐沼生态保护修复面积较红树林偏小，盐沼碳汇方法学的研究进度较红树林慢。鉴于盐沼碳汇潜力较大，有必要加快相关研究。

3.3 典型海岸带生态系统分布面积变化分析

比较2013年与2021年调查统计的海草床分布面积数据，结果显示，广东海草床面积总体呈增加趋势(表 5)。海草床面积的增加，一方面是近年来海洋生态保护修复力度加大，海草床修复取得一定成效；另一方面是卫星遥感、无人机监测、声呐探测等调查技术的进步，扩大了海草床调查覆盖范围。然而，部分海域海草床也存在面积减少问题，如广西、海南海草床总体面积减少比例分别达到86%和48%。部分海域海草床的退化表明海草床生态保护修复工作仍需持续开展。

3.4 不同区域贝藻类渔业碳汇特征分析

我国贝藻类渔业碳汇总量大，但不同区域的碳汇差别较大。养殖大省山东、福建、辽宁贝藻类碳汇量占全国70%，河北、江苏、海南3省贝藻类碳汇量较小。这与各地养殖品种、养殖面积等有关。养殖品种方面，山东、福建、辽宁贝藻类品种相对齐全，涵盖主要贝类和两种以上藻类。2022年山东为贻贝(Mytilus galloprovincialis)、扇贝产量最大的省份，福建为我国牡蛎、海带产量最大的省份，辽宁为蛤(Paphia undulata)、裙带菜产量最大的省份；河北、江苏、海南3省贝藻类养殖品种少。养殖面积方面，2022年辽宁、山东的贝类养殖面积全国排名前二，均超过40万hm^2[35]，而山东牡蛎、扇贝、蛤养殖面积均为10万hm^2[35]。2022年福建藻类养殖面积近4.7万hm^2[35]，是我国藻类养殖面积最大的省份，其中海带养殖面积约2.2万hm^2[35]。2022年江苏贝类养殖面积较福建大，藻类养殖面积较山东大，但其以蛤和紫菜(Porphyra)等含碳率较低的品种为主，故碳汇总量和单位面积碳汇贡献较低。沿海省份可在兼顾经济效益与贝藻类适宜性前提下，因地制宜，优先选择高固碳品种，增加养殖面积，以提升贝藻类渔业碳汇能力。

需要说明的是，近年来养殖过程产生的温室气体如氧化亚氮(N₂O)等的排放逐渐引起人们重视。但研究表明我国养殖水体N₂O水—气界面排放水平较低，排放通量为-9.82×10^-3 mg/(m²·h)至43.00×10^-3 mg/(m²·h)^[41]。N₂O的产生过程较为复杂，受多种因素影响^[42-44]，其排放量的估算具有较大的不确定性，因此，文中未考虑养殖过程的温室气体排放。

3.5 海洋碳汇开发机制分析

海岸带生态系统保护修复碳汇经过人工干预，满足额外性条件，可根据相应的碳汇开发机制与方法学进行开发。自2021年起，我国开展了多次海洋碳汇试点开发，主要集中在红树林、盐沼、海草床和贝藻类碳汇^[45]。

目前，主要的海洋碳汇开发机制包括国际核证碳减排标准(VCS)机制、国家核证自愿减排量(CCER)机制及地方碳普惠机制等。我国基于VCS机制开发了相关海洋碳汇项目，如2021年湛江红树林碳汇项目^[45]。VCS碳汇项目应用场景主要包括国际公司碳抵消与碳中和大型活动。2023年，中华人民共和国生态环境部发布了红树林营造方法学，为基于CCER机制的红树林海洋碳汇开发提供了依据。基于CCER机制开发的海洋碳汇可用于全国碳市场配额抵消。在获得地方主管部门批准后，基于地方碳普惠机制开发的海洋碳汇可用于地方碳市场的配额抵消，目前主要涉及红树林、盐沼和双壳贝类渔业碳汇。尚未纳入上述机制的海洋碳汇类型，可基于中华人民共和国自然资源部技术规程、地方标准或行业团体标准自愿开发，用于企业自身碳中和或碳资产储备。可见，海岸带生态系统保护修复碳汇的开发，需结合应用场景选择适合的开发机制。

3.6 建议

结合我国典型海岸带生态系统碳汇潜力及海洋碳汇发展现状，建议从以下3个方面推动海洋碳汇研究。

(1) 加快完善海洋碳汇方法学体系。我国海洋碳汇方法学体系尚处于起步阶段，亟须构建涵盖我国主要海洋碳汇资源的方法学体系，可按照先开发碳普惠方法学再升级为CCER方法学的发展思路，逐步完善海洋碳汇方法学体系。

(2) 加大贝藻类碳汇研究与实践力度。目前贝藻类渔业碳汇方法学的发展与其增汇潜力不相匹配。建议沿海养殖大省，结合区域实际情况加大对贝藻类碳汇研究，建立区域认可的碳汇方法学，开展区域碳汇开发实践，为逐步建立国家层面的渔业碳汇方法学奠定基础。

(3) 深入开展海洋碳汇机理研究。文中主要针对典型海岸带生态系统的可移出碳汇开展研究，除此之外，海洋生态系统中惰性溶解有机碳与沉积碳的贡献巨大，贝藻类固碳过程也包含惰性溶解有机碳与沉积碳。深入开展海洋碳汇机理研究，加强海洋不可移出碳汇核算方法研究，有助于更加全面认识海洋的碳汇贡献。

4 结论

我国典型海岸带生态系统的碳汇潜力巨大，红树林、盐沼和海草床生态系统每年自然增汇量超60万t C，其中，盐沼每年自然增汇量约为52万t C。2020—2025年渤海滨海盐沼、海草生态修复与红树林保护修复的碳汇总量预计约为40万t C。2020—2022年我国养殖贝类与藻类固碳总量分别为191万t C、228万t C与196万t C，贝类固碳占比分别为62%、67%和64%，牡蛎、海带分别为固碳量最大的贝类和藻类，山东、福建和辽宁3省贝藻类养殖固碳总量约占全国的77%。

近年来，我国在海洋碳汇开发方面开展了不少的积极实践，取得了明显的碳汇效益。但海岸带生态系统保护修复碳汇的开发，需结合应用场景、依托生态修复项目所处区域的特点进行开发机制的综合评估。