进入工业革命以来,二氧化碳(CO₂)等温室气体的过量排放,导致了全球气候的持续变暖,并由此引发了一系列生态系统环境问题^[1⇓-3]。在此背景下,中国向世界郑重承诺:力争在2030年前实现碳达峰,在2060年前实现碳中和。海洋是地球上最大的活跃碳库,含有的碳总量达到9×10¹²t,占全球碳总量的93%,在减少大气CO₂、缓解全球气候变暖等方面发挥着至关重要的作用^[4]。联合国环境规划署将海洋碳汇定义为:由海洋生物通过光合作用、生物链等机制捕获和储存的碳^[5-6]。目前,世界公认的海洋蓝碳生态系统主要为红树林、海草床及盐沼,这些滨海生态系统可以有效地捕获和储存大量碳,成为地球上重要的碳汇之一。另外,唐启升院士指出渔业碳汇是蓝碳的主要组成部分,具体是指利用渔业活动促进海洋生物吸收海水中的CO₂,并通过捕捞水产品,把这些水体中吸收的碳移出水体的过程和机制^[7]。《海洋碳汇经济价值核算方法》明确了海洋碳汇包含贝类、大型藻类^[8]。在渔业生产活动中,贝、藻类养殖是发挥碳汇功能和增汇的主要表现方式^{[9⇓⇓⇓-13]}。在这些碳产品被再利用或被储存的过程中,水域生态系统吸收和储存大气 CO₂ 的能力大大提升^[14],碳汇功能也由此得到了更好、更多的发挥。

我国海岸线漫长,海洋资源丰富,2021年海水养殖占水产品总产量超过30%,全国海水养殖面积超过200×10⁴hm²,海水养殖产量达到2 211.14×10⁴t^[15]。福州市水产品产量和产值居全国地级市前列,贝、藻类养殖更是渔业经济的重要支柱产业,为布局蓝碳经济发展脉络奠定了良好的基础^[16]。早在20世纪90年代,习总书记主政福州期间,就极具前瞻性地提出了建设“海上福州”的战略构想^[17]。自2021年以来,自然资源部相继制定《养殖大型藻类和双壳贝类碳汇计量方法 ——碳储量变化法》(HY/T 0305—2021)^[18]、《海洋碳汇经济价值核算方法》^[8],打通渔业碳汇核算的技术关,为福州市发展渔业碳汇提供技术标准。2016年以来,福州市致力于推进海洋资源要素市场配置,探索海洋生态产品市场化工作,纳入国家级海洋经济发展示范区建设创新示范任务并获得国家发改委和自然资源部批准^[19];2017年,福州市政府印发《福州市“十三五”控制温室气体排放工作方案的通知》^[20],要求大力发展低碳农业,增加生态系统碳汇;2022年,福州市渔业碳汇取得突破性进展,1月完成全国首宗渔业碳汇交易,5月完成全国首例渔业碳汇司法补偿案件,6月召开全国首场渔业碳汇碳中和大型会议,7月完成全国首例渔业碳汇行政处罚案件。因此,本文立足福州市贝、藻类海水养殖现状,通过计算2012—2021十年间的贝、藻类养殖碳汇发展潜力,分析存在的问题,提出对策和建议,探求符合福州实际的渔业碳汇发展道路。

本文估算福州市渔业碳汇潜力的主要依据是自然资源部于2021年6月1日正式实施发布的海洋行业标准:《养殖大型藻类和双壳贝类碳汇计量方法——碳储量变化法》(HY/T 0305—2021)^[18]。

海水养殖的大型藻类,如海带、紫菜、裙带菜、江蓠等,通过光合作用,将海水中的溶解无机碳转化为有机碳。同时,其生长过程中吸收了海水中的营养盐,使海水中的碱度和pH升高,促进了大气中的CO₂向海水扩散。大型藻类的碳汇估算如公式(1)~(3)所示。

式(1)中:C_sink-sT为养殖区内大型藻类总碳汇量,t/a;C_sink-si为养殖i种大型藻类的碳汇量, t/(hm² · a);A_si为养殖i种大型藻类的面积,hm²。

式(2)中:C_s为养殖周期内大型藻类碳储量,t/(hm² · a);r为碳与CO₂的转换系数,即碳元素在CO₂分子中的质量比例12/44。

式(3)中:W_sy为单位面积内成藻产量;R_ssdw为收获时大型藻类成藻干湿比;C_aa为成藻的含碳率。

海水养殖的双壳贝类,如牡蛎、扇贝、菲律宾蛤仔、缢蛏等,通过捕食藻类,经过自身同化吸收、生物沉积等作用将碳封存在海底,提高了海水的分压能力,促进了海气交换界面的物质交换,增强了海水对CO₂的吸收能力。双壳贝类的碳汇估算如公式(4)~(6)所示。

式(4)中:C_sink-bT为养殖区内双壳贝类总碳汇量,t/a;C_sink-bi为养殖i种双壳贝类的碳汇量, t/(hm² · a);A_bi为养殖i种贝类的面积,hm²。

式(5)中:C_b为养殖周期内双壳贝类碳储量,t/(hm² · a)。

式(6)中:W_by为单位面积内双壳贝类产量,t/ hm²;R_adw为贝类成体的干湿比;C_ash为贝壳的含碳率;R_ash为贝壳质量比;C_am为软体部分含碳率;R_am为软体部分质量比。

双壳贝类湿重与干重之间的转换系数(%)、软组织与贝壳质量比以及贝、藻类含碳比率参考值详见表1。

福州市所辖海域面积10 573 km²,与陆域面积相当,海洋生物多样性丰富。过去十年间,福州海水养殖快速发展,产量由2012年102.49×10⁴t提高到2021年183.18×10⁴t,养殖面积由2012年的3.88×10⁴hm²扩大到2021年的5.19×10⁴hm²,海水养殖产量稳居全国地级市前列,2021年约占全国海水养殖产量的8.3%,占福建省海水养殖产量的33.7%。

福州市海水养殖是海洋产业重要的组成部分。2020年,福州市海水养殖产量为177.28×10⁴t,产值达312.76亿元,占海洋渔业总产值的66.9%,占主要海洋产业总产值的11.1%。

贝、藻类海水养殖是福州市海水养殖主要的产业,过去十年稳占海水养殖近90%,养殖品种包括牡蛎、蛤、蛏、贻贝、鲍、海带、紫菜、江蓠等,主要位于罗源、连江和福清等沿海县(市)区。过去十年间,全市贝、藻类海水养殖面积和产量分别由2012年的2.66×10⁴hm²和90.92×10⁴t增长到2021年的3.90×10⁴hm²和160.27×10⁴t(表2、表3),年均增长速度分别达到4.0%和5.8%,分别占全国和福建省贝、藻类养殖产量的8.8%和34.2%。

福州市双壳贝类碳汇量估算过程(以2021年为例)见表4,通过双壳贝类产量计算干重质量,再分别计算软组织和贝壳质量,并计算软组织和贝壳含碳量,二者相加计算总含碳量,通过碳与CO₂的转换系数而计算碳汇总量。大型藻类的碳汇量估算过程(以2021年为例)见表5,通过大型藻类产量计算干重质量,再计算总含碳量,通过碳与CO₂的转换系数而计算碳汇总量。

由表4和表5可知,2021年福州市贝、藻类碳汇总量达到90.82×10⁴t,其中贝类碳汇量为33.00×10⁴t,藻类碳汇量为57.82×10⁴t。从产业视角分析,福州市牡蛎养殖产业对贝类碳汇量贡献度最大,达到58.50%;海带养殖产业对藻类碳汇量贡献度最大,达到81.58%。

2012—2021年福州市贝、藻类碳汇量分别见图1、图2。在2012年至2021年这十年期间,福州市贝、藻类养殖碳汇总量的年均值约为71.90×10⁴t,且逐年增加,由49.94×10⁴t增长至90.83×10⁴t,以6.93%的年均增速率增长。

其中,福州市贝类碳汇量呈波动上涨趋势,仅在2020年稍有下降,年均增长率达到5.10%。而藻类碳汇量则呈现逐年递增的趋势,年均增长率达到8.17%。各贝类品种碳汇贡献率的占比与产量一致,其中牡蛎、蛏及蛤是主要贡献种类。而分析各藻类品种碳汇贡献率的占比可知,海带为主要贡献者,年均贡献率达到79.89%。

按过去十年的发展趋势计算,预计2026年福州市渔业碳汇总量将达到126.97×10⁴t(表6)。据了解,2020年福州市碳排放总量约为4 200×10⁴t,预计2025年碳排放总量约为4 800×10⁴t。

2019年,自然资源部第三海洋研究所在广东湛江开展“湛江红树林造林项目”^[22],在湛江红树林国家级自然保护区种植380 hm²红树林,年均减碳4 000 t。2022年渔业碳汇量为97.12×10⁴t,等同于湛江红树林造林项目种植红树林面积92 296 hm²;2026年福州市渔业碳汇量达126.97×10⁴t,等同于湛江红树林造林项目种植红树林面积120 631 hm²,约等于福州市辖区面积的1/10。

根据《福建省碳排放权抵消管理办法(试行)》^[23]规定,重点排放单位用于抵消的经备案的减排量总量不得高于其当年经确认的排放量的10%,2020年福州市碳排放量以4 200×10⁴t计算,全市用于抵消碳排放的碳汇需求最大值为420×10⁴t,2020年渔业碳汇为88.80×10⁴t,对全市碳排放抵消具有21.1%的贡献潜力。

按福州市2025年预计碳排放4 800×10⁴t计算,年度碳排放约增长2.7%,低于渔业碳汇过去十年的增长速率6.93%。2020年渔业碳汇对福州市碳中和的贡献率为2.1%,到2025年,渔业碳汇对福州市碳中和的贡献率将增长至2.5%,年均增长速率达到3.2%。2020年福州市林业碳汇量为425×10⁴t,“十四五”规划完成后,全市林业碳汇年均450×10⁴t,基本达到峰值。因此,开发渔业碳汇将是福州市实现碳中和的重要途径。

综上,福州市贝、藻类海水养殖碳汇潜力可期,对于改善生态环境、抵消碳排放和实现碳中和具有重要的作用和经济价值。因此,福州市探索渔业碳汇发展应加快进程。

根据综合估算结果可知,福州市渔业碳汇潜力巨大,增长稳定,发展前景良好。但由于贝、藻类海水养殖产业自身存在的问题和渔业碳汇发展机制不成熟等,目前福州市探索渔业碳汇工作仍处在起步阶段,大规模开发的难度较大,主要存在以下几方面问题。

渔业碳汇产业发展涵盖基础研究、增汇技术开发、金融服务、政策扶持等多个内容,完善基础研究可为后续一系列工作的顺利高效推进提供技术支撑。目前,福州市还未形成渔业碳汇整体发展的推进方案,探索工作才刚刚起步,研究工作远远落后于产业实际发展状况,缺少系统的科学调查研究报告,因而渔业碳汇发展存在一定的局限性。

渔民“门前海”“祖宗海”的观念依然存在,没有“两证”(海域使用权证、水域滩涂养殖证)的生产情况依然严重,据调研了解,连江作为福州市最大的海水养殖县,贝、藻类养殖面积达16 325 hm²,但“两证”齐全的养殖海域仅5 061 hm²,养殖行为不合法、权属不清晰影响了渔业碳汇工作的开展。

多数养殖户盲目追求高生产价值,养殖密度偏大,缺乏激励式的配套金融支持和科学指引以及管理。同时,福州海域常年易受台风、赤潮等自然灾害影响,2017年7月双台风“海棠”和“纳沙”在福州市福清沿海登陆,导致贻贝养殖产业严重受损,贝类产量大幅降低。养殖风险大在一定程度上影响了渔业碳汇评估的准确性。

自2017年以来,国家发展和改革委员会暂停了CCER项目备案申请,目前尚无关于海洋碳汇方法学的出台,这也导致了海洋碳汇无法进入碳交易市场。另外,认证流程和市场化交易机制的不成熟、买方市场的缺乏,导致市场上自愿交易的海洋碳汇价格偏低,严重阻碍了福州市渔业碳汇产业的健康、有序发展。

福州市政府成立渔业碳汇专项工作小组,由分管渔业的市领导担任组长,成员单位包括渔业、发改、环保、自然资源、金融监管和市场监管等行政主管部门,制定渔业碳汇交易管理办法,明确各自职责,制定联席制度,定期协调解决渔业碳汇发展中的重大问题,安排专项资金,开展重点海域贝、藻类沉积物调查,为渔业碳汇的精准核算提供科学依据。

基础理论研究可以为渔业碳汇高效、有序地发展奠定坚实的科学基础。为促进渔业碳汇理论在产业应用中的实践,建议设立与渔业碳汇发展内容相关的专项科研项目,与科研院所合作,加大科研资金投入,引进相关领域技术人才,鼓励、支持企业和相关机构进行大胆的尝试,加强产教研融合,建设渔业碳汇公共实训基地,加快理论应用于实践的进程,培养渔业碳汇发展急需的人才。

简化办证程序,探索开放式养殖用海海域使用权证和水域滩涂养殖证“两证合一”。对于在养殖规划范围内的海水养殖,由于在养殖规划编制阶段,已经对其开展了海水养殖合理性和可行性的分析,因此在办证阶段,可简化海域使用论证和海洋环评,进一步优化审批手续,提高渔民办理海域使用权证和水域滩涂养殖证的积极性,从而规范海上养殖生产行为。

合理规划养殖空间,加强海上养殖监管,推进海洋牧场建设,在特定海域恢复和建立海底草场、人工鱼礁,营造、改善和修复海洋生态环境;加强自然灾害和渔业病害监测预警,制定风险防范应急预案,加大海上养殖“科技下乡”力度,成立海上养殖专家服务队,在重点养殖乡镇和村居设置服务点,定期开展咨询、授课、现场指导和采样检测等工作。同时,加大资金支持,设立贝、藻类养殖风险保障基金或保险,加大海水养殖金融服务力度。

探索出台地方性海洋碳汇项目开发方法学,建立碳汇认证、备案、交易、核销流程,梳理形成渔业碳汇认证程序、价格形成、交易等机制,依托公共交易平台完善渔业碳汇交易系统建设,加速推动渔业碳汇的市场化管理与产业化发展,建立体现渔业碳汇价值的海洋生态保护补偿机制,通过实施若干渔业碳汇资源开发交易项目,形成可复制推广的渔业碳汇价值体现模式。