全球養(yǎng)殖牡蠣碳匯能力評估

吳海玲，吳旗韜，廖開懷，李苑君，童珺玥

（1.廣東工業(yè)大學(xué)，廣東 廣州 510090；2.廣東省科學(xué)院廣州地理研究所，廣東 廣州 510070）

隨著全球氣候變暖，對生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟發(fā)展、人類生存帶來的挑戰(zhàn)日益凸顯，節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟，成為全球可持續(xù)發(fā)展的重點方向。全球100多個國家及地區(qū)，已經(jīng)明確提出了碳中和的目標，實現(xiàn)碳中和已成為全球共識[1]。我國在第七十五屆聯(lián)合國大會上宣布“雙碳”目標，制定了低碳發(fā)展戰(zhàn)略和工作方案。自然碳匯是實現(xiàn)碳中和目標的重要途徑[2]。藍碳是海洋生態(tài)系統(tǒng)，通過一系列的海洋活動，固定、儲存而形成的碳匯[3]，藍碳占全球自然生態(tài)系統(tǒng)通過光合作用捕獲和儲存的碳的55%[4]，在實現(xiàn)碳中和過程中起關(guān)鍵作用。

漁業(yè)碳匯是藍碳的重要組成部分。漁業(yè)碳匯的概念首次由唐啟升院士提出，其原理是通過漁業(yè)生產(chǎn)活動，促進水生生物吸收水體中的二氧化碳[5]。發(fā)展?jié)O業(yè)碳匯，不僅可以保護海水養(yǎng)殖環(huán)境，而且在減緩氣候變化造成的影響等方面，發(fā)揮重要作用[6]。近年來，漁業(yè)碳匯逐步成為學(xué)術(shù)界研究的熱點，研究領(lǐng)域有魚類[7-8]、貝藻類[9-10]、海洋牧場[11]等。研究表明，貝藻類作為漁業(yè)碳匯的主要組成部分[12]，是漁業(yè)碳匯的研究重點。其相關(guān)研究集中在三方面：一是從生態(tài)系統(tǒng)的角度，開展海水養(yǎng)殖貝、藻類固碳能力評估；貝類由于貝殼干質(zhì)量比大，且貝殼的主要成分是碳酸鈣，其形成需要吸收海水中溶解的二氧化碳，故含碳量高[13]，貝、藻類養(yǎng)殖具有較高的固碳能力，對抵消碳排放具有重要貢獻[14-15]，貝類已成為我國海水養(yǎng)殖業(yè)碳匯能力最強、潛力最大的產(chǎn)業(yè)[13]，其中牡蠣是貝類碳匯的主要來源[16]。二是關(guān)注貝藻類碳匯核算方法，目前應(yīng)用最廣泛的是“可移出碳”模型和物質(zhì)量評估法?！翱梢瞥鎏肌蹦Ｐ透鶕?jù)貝藻養(yǎng)殖產(chǎn)量、體內(nèi)的含碳量等構(gòu)成，建立測量模型，不少學(xué)者將貝藻類釋放的顆粒有機碳（POC）、溶解有機碳（DOC）形成的碳匯，納入模型中，使測算結(jié)果更加精確[16-17]。但目前學(xué)者對POC 和DOC 經(jīng)驗系數(shù)測定的結(jié)果相差較大，無法確定出一個較為準確的經(jīng)驗系數(shù)[18]，影響了該模型的應(yīng)用。物質(zhì)量評估法，是根據(jù)不同海洋生物類的產(chǎn)量、碳匯系數(shù)，分別計算碳匯量，并相加，計算出不同地區(qū)的漁業(yè)碳匯[19]，該方法精確性較高，可操作性強[18]，得到廣泛應(yīng)用。三是從研究的尺度來看，現(xiàn)有漁業(yè)碳匯的研究尺度，主要集中在各省、市級之間多年份的動態(tài)變化，例如對福建[20]、江蘇[21]、遼寧[22]等省的研究，研究全球范圍內(nèi)的較少。而漁業(yè)碳匯作為實現(xiàn)碳中和的一個重要手段，研究全球尺度多年份的漁業(yè)碳匯能力動態(tài)變化，十分重要。

現(xiàn)以漁業(yè)碳匯中固碳能力高的牡蠣為研究對象，根據(jù)2001—2020 年聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織的漁業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖數(shù)據(jù)，研究牡蠣在世界主要洲和國家的分布，并測算全球主要國家的牡蠣碳匯量，分析其碳匯能力、空間分布以及變化。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

全球主要國家牡蠣的碳匯量數(shù)據(jù)，來源于聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織的漁業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫包含全球各個國家水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量，其中牡蠣種類有奧林匹亞牡蠣（Ostrea conchaphila）、美洲牡蠣（Crassostrea virginica）、僧帽牡蠣（Saccostrea cuccullata）、巨蠣（Crassostrea madrasensis）、悉尼巖牡蠣（Saccostrea glomerata）、易遷巨牡蠣（Crassostrea iredalei）、智利牡蠣（Ostrea chilensis）、歐洲扁牡蠣（European flat oyster）、太平洋牡蠣（Magallana gigas）、紅樹牡蠣（Crassostrea rhizophorae）、西非牡蠣（Crassostrea tulipa）等全球主要養(yǎng)殖品種。根據(jù)牡蠣產(chǎn)量分析2001—2020 年牡蠣碳匯量在世界主要洲和國家的分布以及比例的變化。

1.2 貝類海產(chǎn)品碳匯能力評估方法

1.2.1 物質(zhì)量評估方法

采用物質(zhì)量評估法，計算海產(chǎn)品碳匯能力測算。貝類海產(chǎn)品通過在海洋里的生產(chǎn)活動，吸收水體中的二氧化碳（CO2），最后貝類軟組織和貝殼，將吸收的CO2移除海洋，實現(xiàn)碳匯。貝類碳匯量測算，參考文獻[19，21-22]的研究方法。海水養(yǎng)殖貝類的碳匯計算公式如下：

式中：CB——海水養(yǎng)殖牡蠣的全部固碳量，kg；

Cs——貝殼固碳量，kg；

Cst——軟體組織固碳量，kg；

Qti——各國海水養(yǎng)殖牡蠣產(chǎn)量，kg；

Rs和Rst——貝殼和軟體組織干質(zhì)量占比，%；

ωs和ωst——貝殼和軟體組織碳含量占比，%；

n——牡蠣品種數(shù)量，個。

牡蠣碳匯能力測算參數(shù)見表1。

表1 牡蠣碳匯測算參數(shù) %

1.2.2 價值量評估方法

根據(jù)《聯(lián)合國氣候變化框架公約的京都議定書》，預(yù)計工業(yè)化國家減排CO2的費用為150～600 美元/t，進行牡蠣的價值量計算。

2 結(jié)果與分析

2.1 全球海水養(yǎng)殖牡蠣產(chǎn)量

2001—2020 年全球海水養(yǎng)殖牡蠣的產(chǎn)量整體呈現(xiàn)上升趨勢，年均產(chǎn)量為473.43 萬t。雖然在2008 年有所下降，降低了5.89%，但養(yǎng)殖產(chǎn)量總體波動不大。從2011 開始，全球牡蠣產(chǎn)量極速上升，處于迅速發(fā)展階段。其中2016 年增長速度最快，為6.10%。2001 年牡蠣產(chǎn)量最低，為378.50 萬t，2020 年牡蠣產(chǎn)量達到峰值，為625.45 萬t，見圖1。

圖1 全球2001—2020 年海水養(yǎng)殖牡蠣總產(chǎn)量

2.2 主要國家海水養(yǎng)殖牡蠣狀況

我國海水養(yǎng)殖牡蠣產(chǎn)量處于穩(wěn)定上升趨勢，年均海水養(yǎng)殖牡蠣產(chǎn)量為395.95 萬t。2001 年牡蠣產(chǎn)量最低，為308.39 萬t；在2008 年有下降趨勢，下降了4.19%；2013 年增長速度最快，為6.68%；2020 年達到峰值，為544.44 萬t。我國海水養(yǎng)殖牡蠣產(chǎn)量，在全球范圍內(nèi)占主要比例，雖然近20 年的占比有波動，但是整體還是上升的趨勢，占比在79%以上。其中2004 年占比最低，為79.77%，2020 年占比最高，達到87.05%。近20 年，我國海水養(yǎng)殖牡蠣產(chǎn)量占全球比例提高超7 個百分點，見圖2。

圖2 我國2001—2020 年海水養(yǎng)殖牡蠣總產(chǎn)量

我國是全球最早進行海水養(yǎng)殖的國家之一，已有約2 000 年的歷史，在海水養(yǎng)殖漁業(yè)方面，處于全球領(lǐng)先地位，這也與我國地理位置和自然資源有關(guān)，我國地處太平洋西岸，海岸線長達3.2 萬km，居世界第四，海域面積廣闊，氣候條件適宜，海洋生態(tài)系統(tǒng)類型豐富，擁有眾多適宜牡蠣生長的自然條件[24]。

韓國位于朝鮮半島南部，擁有多個海灣和島嶼，漁業(yè)資源非常豐富。牡蠣養(yǎng)殖始于20 世紀，一直是韓國重要的養(yǎng)殖對象[25]。日本位于太平洋和日本海之間，漁業(yè)資源豐富，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)自第二次世界大戰(zhàn)后迅速發(fā)展，主要為海水養(yǎng)殖，牡蠣占養(yǎng)殖總量的17%。美國海洋漁業(yè)資源主要分布在西岸和東岸的海岸線，包括太平洋、大西洋和墨西哥灣等海域，沿海各洲都開展貝類養(yǎng)殖。法國擁有豐富的海洋和淡水漁業(yè)資源，涵蓋了北大西洋海域和地中海海域，法國是歐洲貝類產(chǎn)量的第一大生產(chǎn)國，貝類的海產(chǎn)品主要是牡蠣。菲律賓水產(chǎn)養(yǎng)殖歷史悠久并涉及許多種類和養(yǎng)殖方式，海藻占水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量的主要比例（66.9%），牡蠣占0.94%。泰國的淡水水產(chǎn)養(yǎng)殖已經(jīng)發(fā)展了很長的時間，但是海水水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展時間較短，蝦類是海水產(chǎn)養(yǎng)殖的主要品種，貝類養(yǎng)殖主要是翡翠股貽貝（Perna viridis）,占76%。加拿大主要以海水養(yǎng)殖為主，養(yǎng)殖牡蠣開始于20世紀50 年代，發(fā)展較晚，其中大西洋鮭（Salmo salar）和紫貽貝（Mytitus edulis），是海水養(yǎng)殖的主要品種，占總產(chǎn)量的95%。

2.3 全球牡蠣碳匯物質(zhì)量評估及其變化

根據(jù)物質(zhì)量評估法，計算2001—2020 年全球牡蠣碳匯總量，見圖3。由圖3 可見，全球牡蠣碳匯在2020 年達到峰值，為49.54 萬t，其中2008 年下降最快，降低了5.89%，2016 年上升速度最快，上升了6.10%。2001—2020 年海水養(yǎng)殖牡蠣的碳匯總量整體上呈上升趨勢，變化較小，平均碳匯量為37.50 萬t。

圖3 全球2001—2020 年海水養(yǎng)殖牡蠣碳匯總量

2.4 全球牡蠣碳匯價值量評估

由數(shù)據(jù)計算可知，全球近20 年來牡蠣碳匯量為749.98 萬t，相當于2 749.93 萬t CO2，按照我國森林1 hm2吸收150.47 t CO2的量[26]，全球近20 年來，牡蠣碳匯量相當于植樹造林182 756 hm2。根據(jù)《聯(lián)合國氣候變化框架公約的京都議定書》，預(yù)計工業(yè)化國家減排CO2的費用為150～600 美元/t，折合人民幣為1 036.8～4 147.2 元/t（1 美元=6.912 元人民幣），每年全球牡蠣碳匯量折算為3.89 億～15.55 億元，近20 年全球牡蠣碳匯量折算為77.76 億～311.03 億元，具有重要的經(jīng)濟價值。

2.5 牡蠣碳匯量空間分布

2.5.1 海水養(yǎng)殖牡蠣碳匯量洲際分布

根據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織的漁業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖數(shù)據(jù)和計算結(jié)果，全球海水養(yǎng)殖牡蠣碳匯量從大到小排序為：亞洲、北美洲、歐洲、大洋洲、南美洲、非洲。亞洲以702.57 萬t 碳匯量排名第一，占全球牡蠣碳匯量比為94.22%。其次是北美洲22.74 萬t、歐洲17.63 萬t、大洋洲2.20 萬t，分別占比3.03%、2.35%、0.30%。南美洲和非洲海水養(yǎng)殖牡蠣碳匯量較低，占比分別只有0.08%、0.02%。亞洲周圍有太平洋、印度洋等廣闊海域資源，漁業(yè)資源豐富，中國、日本、韓國等都是主要的沿海國家，因此亞洲的牡蠣的產(chǎn)量明顯大于其他洲，見表2。

2.5.2 海水養(yǎng)殖牡蠣碳匯量在主要國家的分布

漁業(yè)碳匯具有巨大的固碳潛力，利用漁業(yè)碳匯，可以節(jié)省大量減排成本。表3 列出了近20 年牡蠣碳匯量排名前10 的國家以及占全球牡蠣碳匯量的比例，其中中國以627.24 萬t 居于首位，占比83.63%，是全球牡蠣碳匯量貢獻最大的國家；其次是韓國42.11 萬t、日本30.21 萬t、美國20.23 萬t，分別占比5.62%、4.03%、2.70%。由表3 可見，中國牡蠣碳匯量居遙遙領(lǐng)先的地位，其他國家牡蠣碳匯量較低，這并不說明其他國家不重視海水養(yǎng)殖，可能與納入統(tǒng)計的數(shù)量，以及各國的養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)、飲食傳統(tǒng)、養(yǎng)殖歷史和漁業(yè)資源有關(guān)。

表3 2001—2020 年海水養(yǎng)殖牡蠣碳匯量前10 的國家

3 結(jié)論

海洋作為自然界最大的碳庫，其碳匯能力在應(yīng)對氣候變化中具有重要作用。選取碳匯能力高的品種牡蠣作為研究對象，利用物質(zhì)量評估法，估算出全球不同國家的碳匯量和演變趨勢。結(jié)果表明，2001—2020 年，我國海水養(yǎng)殖牡蠣產(chǎn)量整體呈上升的趨勢；從2011 年開始，全球牡蠣產(chǎn)量極速上升，處于迅速發(fā)展的階段，平均產(chǎn)量在473.43 萬t，近20 年的牡蠣碳匯量，相當于2 749.93 萬t CO2，相當于植樹造林182 756 hm2。近20 年全球牡蠣碳匯量折算為77.76～311.03 億元，具有巨大的碳匯價值量。全球主要海水養(yǎng)殖牡蠣碳匯量的國家有中國、韓國、日本、美國等，其中中國以627.24 萬t 居于首位，其次是韓國、日本、美國等國家。亞洲是牡蠣碳匯量貢獻最大的洲，占碳匯總量的94.22%，其次是北美洲和歐洲，兩者差別不大，最低的是非洲。

4 結(jié)語

海水養(yǎng)殖漁業(yè)有巨大的碳匯潛力，全球各國需持續(xù)提升漁業(yè)養(yǎng)殖發(fā)展規(guī)模和水平，但也要注重優(yōu)化海水養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)，養(yǎng)殖含碳率高的品種，可提升海水養(yǎng)殖的碳匯能力，發(fā)展可持續(xù)的水產(chǎn)養(yǎng)殖模式，推動漁業(yè)碳匯發(fā)展。牡蠣作為貝類碳匯的主要來源，對牡蠣碳匯的核算，有利于推進漁業(yè)碳匯交易，完善藍碳交易機制，加快藍碳支撐，實現(xiàn)碳中和的目標。