江蘇省海水養(yǎng)殖貝藻類碳匯能力評(píng)估

孫雪峰，陳愛(ài)華，張雨，張志東，曹奕，陳素華，李秋潔，3，吳楊平*

（1.江蘇省海洋水產(chǎn)研究所，江蘇 南通 226007；2.南京師范大學(xué)海洋科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京 210046；3.上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院，上海 201306）

自工業(yè)革命以來(lái)，大氣中二氧化碳（CO）升高導(dǎo)致全球變暖等環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為全世界的焦點(diǎn)。為此，我國(guó)提出了2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)需要在減排的同時(shí)將大氣中的CO移除或者固定。

“碳匯漁業(yè)”又稱“可移出的碳匯”，是指水產(chǎn)養(yǎng)殖生物可對(duì)水體中的碳進(jìn)行固定，通過(guò)對(duì)這些養(yǎng)殖生物的收獲從而達(dá)到移出碳匯的目的。海水養(yǎng)殖是碳匯漁業(yè)的重要組成部分。在海水藻類的養(yǎng)殖過(guò)程中，大型藻類通過(guò)吸收海水中的CO進(jìn)行固碳形成碳匯，減少海水表層CO的分壓，從而促進(jìn)大氣中的CO擴(kuò)散溶解于海水。貝類的碳匯過(guò)程可以分為兩條途徑，一是通過(guò)濾食水體中的浮游植物和顆粒有機(jī)物質(zhì)來(lái)促進(jìn)軟體組織生長(zhǎng)；二是通過(guò)吸收水體中溶解的碳酸根形成碳酸鈣軀殼（即貝殼）。貝殼可以形成長(zhǎng)久的碳匯，其通過(guò)地球化學(xué)循環(huán)重新進(jìn)入大氣需要數(shù)百萬(wàn)年。因此，對(duì)海水養(yǎng)殖貝藻類的碳匯量進(jìn)行計(jì)算是有必要的。

江蘇省是海洋大省，海域遼闊，灘涂資源豐富，貝藻類在海水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)中占有較大比重。現(xiàn)依據(jù)2010—2020年江蘇省海水養(yǎng)殖貝藻類產(chǎn)量數(shù)據(jù)，從物質(zhì)量和價(jià)值量?jī)煞矫鎸?duì)其碳匯量進(jìn)行定量評(píng)估，并與其他沿海省份進(jìn)行比較，以分析差異原因，為江蘇省發(fā)展碳匯漁業(yè)提供參考。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

2010—2020年江蘇省以及沿海省份海水養(yǎng)殖貝藻類產(chǎn)量數(shù)據(jù)來(lái)自《2021中國(guó)漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》。

1.2 評(píng)估方法

1.2.1 物質(zhì)量評(píng)估方法

海水養(yǎng)殖貝藻類碳匯量評(píng)估參考于佐安等的計(jì)算方法，公式如下：

式中：C——藻類固碳量，kg；P——藻類產(chǎn)量，kg；C——貝類固碳量，kg；C——軟體組織固碳量，kg；C——貝殼固碳量，kg；P——貝類產(chǎn)量，kg；C——總碳匯量，kg；w——藻體碳含量占比，%；R——軟體組織干質(zhì)量占比，%；w——軟體組織碳含量占比，%；w——貝殼碳含量占比，%；R——貝殼干質(zhì)量占比，%。

不同海區(qū)同種藻體內(nèi)的碳含量無(wú)顯著差異。參考郭波、齊占會(huì)等、李昂等的研究方法，海帶（Laminaria japonica）、紫菜（Porphyra）、江蘺（Gracilaria gracilis）、裙帶菜（Undaria pinnatifida）的藻體碳含量分別為31.2%，27.39%，20.6%和31.2%。濾食性貝類軟組織碳含量通常為軟組織干質(zhì)量的44%，貝殼中碳含量通常為貝殼干質(zhì)量的12%，不同海區(qū)和種類之間差異不顯著。長(zhǎng)牡蠣（Crassostrea gigas）、紫貽貝（Mytilus galloprovincialis）、菲律賓蛤仔（Ruditapes philippinarum）、毛蚶（Scapharca subcrenata）、縊蟶（Sinonovacula constricta）的組織干質(zhì)量和殼干質(zhì)量參考Tang等、周毅等、呂昊澤等研究方法。貝類軟體組織碳含量和貝殼碳含量參考周毅等和柯愛(ài)英等研究方法。其他貝類碳含量如泥螺（Bullacta exarate）參考張繼紅等的計(jì)算方法，軟組織碳含量為2.30%（以濕質(zhì)量計(jì)），殼的碳含量為7.02%（以濕質(zhì)量計(jì)）。

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》京都議定書（1998），工業(yè)化國(guó)家減排CO的開(kāi)支預(yù)計(jì)為150～600美元/t進(jìn)行貝藻類碳匯價(jià)值量計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 貝藻類碳匯物質(zhì)量評(píng)估

2010—2020年江蘇省主要海水養(yǎng)殖貝藻類產(chǎn)量見(jiàn)表1。2010—2020年，江蘇省海水養(yǎng)殖年平均產(chǎn)量為89.93萬(wàn)t，其中海水養(yǎng)殖貝類年平均產(chǎn)量為67.33萬(wàn)t，藻類年平均產(chǎn)量為3.29萬(wàn)t，海水養(yǎng)殖貝藻類年平均產(chǎn)量占海水養(yǎng)殖年平均產(chǎn)量的78.53%。其中文蛤（Meretrix meretrix）是主要的貝類品種，條斑紫菜是主要的藻類品種。

表1 2010—2020年江蘇省海水養(yǎng)殖主要貝藻類產(chǎn)量① 萬(wàn)t

2010—2020年江蘇省主要貝類軟體組織和貝殼干質(zhì)量及其碳含量占比見(jiàn)表2。文蛤是江蘇省主要養(yǎng)殖的蛤類品種，目前關(guān)于其R和w方面的研究較少，文中以菲律賓蛤仔的參數(shù)進(jìn)行估算。長(zhǎng)牡蠣、紫貽貝、菲律賓蛤仔、毛蚶、縊蟶、泥螺分別代表牡蠣、貽貝、蛤、蚶、蟶、螺的種類進(jìn)行干質(zhì)量和碳含量占比計(jì)算。

表2 主要貝類軟體組織和貝殼干質(zhì)量及其碳含量占比%

2010—2020年江蘇省海水養(yǎng)殖的主要貝藻類碳匯量見(jiàn)表3，年平均碳匯量和CO吸收量見(jiàn)表4。江蘇省海水養(yǎng)殖貝藻類年平均碳匯量為6.38萬(wàn)t，換算成CO吸收量為23.41萬(wàn)t。2010—2020年江蘇省海水養(yǎng)殖貝藻類碳匯量見(jiàn)圖1。由圖1可見(jiàn)，江蘇省海水養(yǎng)殖貝藻類碳匯量比較穩(wěn)定，總體保持在6萬(wàn)~7萬(wàn)t。

表3 2010—2020年江蘇省海水養(yǎng)殖貝藻類碳匯量 萬(wàn)t

表4 2010—2020年江蘇省海水養(yǎng)殖貝藻類年平均碳匯量和CO2吸收量 萬(wàn)t

圖1 2010—2020江蘇省海水養(yǎng)殖貝藻類碳匯量

2.2 貝藻類碳匯價(jià)值量評(píng)估

2010—2020年江蘇省海水養(yǎng)殖貝藻類年均碳匯量為6.38萬(wàn)t，等同于每年移出CO23.41萬(wàn)t，江蘇省年均移出CO的經(jīng)濟(jì)價(jià)值約為0.35×10～1.41×10美元。由此可見(jiàn)，江蘇省貝藻類養(yǎng)殖在進(jìn)行碳匯的同時(shí)也產(chǎn)生了重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

2.3 與其他沿海省份比較

2020年沿海省份海水養(yǎng)殖貝藻類產(chǎn)量見(jiàn)圖2。由圖2可見(jiàn)，山東貝藻類產(chǎn)量最高，其次為福建和遼寧，江蘇僅排第七，且與山東、福建等海水養(yǎng)殖大省產(chǎn)量相比，差距較大。

圖2 2020年沿海省份海水養(yǎng)殖貝藻類產(chǎn)量

2020年沿海省份海水養(yǎng)殖貝藻類碳匯量以及組成品種見(jiàn)圖3。由圖3可見(jiàn)，江蘇省海水養(yǎng)殖貝藻類種類較少，碳匯量較高的仍是山東、福建、遼寧等海水養(yǎng)殖大省。

圖3 2020年沿海省份海水養(yǎng)殖貝藻類碳匯量及其組成品種

3 討論

2010—2020年，江蘇省海水養(yǎng)殖貝藻類產(chǎn)量總體穩(wěn)定在60萬(wàn)~70萬(wàn)t，其中，貝類產(chǎn)量最高的品種為蛤類，達(dá)到總產(chǎn)量的一半以上，主要品種為文蛤。藻類產(chǎn)量幾乎全部來(lái)自紫菜，條斑紫菜是江蘇省沿海大規(guī)模養(yǎng)殖品種，其產(chǎn)量占全國(guó)產(chǎn)量的90%以上。我國(guó)海帶養(yǎng)殖主產(chǎn)地為山東、遼寧、福建，江蘇省的海帶養(yǎng)殖面積較少，所以海帶產(chǎn)量較低。從近5年江蘇省海水養(yǎng)殖貝藻類碳匯數(shù)據(jù)來(lái)看，碳匯總量保持在6萬(wàn)~7萬(wàn)t，貝類中蛤類碳匯貢獻(xiàn)力度最大，藻類碳匯量的最主要貢獻(xiàn)者即為條斑紫菜。

由碳匯量的計(jì)算方法可知，影響碳匯量的因素主要有兩個(gè)，一是養(yǎng)殖產(chǎn)量，二是不同養(yǎng)殖品種自身碳含量。由圖2可見(jiàn)，沿海9個(gè)省份中江蘇省海水養(yǎng)殖貝藻類產(chǎn)量排第七，僅高于河北和海南，與遼寧、福建、山東等海水養(yǎng)殖大省還有較大的差距。江蘇省養(yǎng)殖品種也較少，缺少海帶這樣碳匯能力較高的養(yǎng)殖品種。江蘇省海水養(yǎng)殖貝藻類的碳匯量與遼寧、福建、山東相比有較大的差距，主要原因是產(chǎn)量相差較大。由于藻類的碳匯能力要大于貝類，福建碳匯量高于山東，主要是因?yàn)樵孱惖漠a(chǎn)量較高。于佐安等也有相似結(jié)論，即藻類的碳匯能力要大于貝類的碳匯的能力，并且貝類中蟶、貽貝的碳匯能力要優(yōu)于其他貝類。

4 結(jié)語(yǔ)

江蘇省海水養(yǎng)殖貝藻類具有一定的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，但其產(chǎn)量以及碳匯量與沿海省份相比仍處于靠后位置，其最主要的原因是養(yǎng)殖產(chǎn)量上的差距，這可能是由各省份海水養(yǎng)殖力度差異所導(dǎo)致。所以，在低碳經(jīng)濟(jì)背景下，江蘇省應(yīng)充分利用省內(nèi)得天獨(dú)厚的灘涂?jī)?yōu)勢(shì)，提高養(yǎng)殖產(chǎn)量，發(fā)展碳匯漁業(yè)。