海洋碳汇需要将碳的吸收建立在健康海洋生态基础之上，相比于陆地生态系统，海洋生态系统的健康性评估难度更大，生态系统规律更具有隐蔽性，生态系统遭到破坏的程度更显著，许多区域的海洋生态系统正在快速萎缩甚至消失。随之而来的是海洋生态系统碳汇作用减弱，平均每年有2%—7% 的海洋碳汇消失，而且速度已经在显著加快。海洋碳汇的发展模式需要以海洋生态修复为基础，以可持续发展为目标，并结合海洋科技与产业的现状，构建一体化海洋环境治理体系。
一、陆海统筹减排增汇的协同机制
化石能源消耗的减少与替代是减少碳排放的传统路径，但是仅仅依靠减少排放难以实现可持续发展，与之相对的是通过修复生态环境主动增强自然生态对碳的吸收能力，从而使得人类活动与全球碳循环达到均衡可持续的状态。基于生态系统修复的碳汇主要源于陆地生态碳汇与海洋生态碳汇两个部分。陆地生态碳汇中森林碳汇已经被长期关注，2009 年 12 月的《联合国气候变化框架公约》第 15 次缔约方会议也明确承认了森林碳汇的作用。
通过估计陆地生态系统的净生产力（NEP）可以估计森林、草原等生态的碳汇作用。与陆地碳汇相比，海洋生态恢复所带来的碳汇效果评估依赖于对整体海洋情况的数据追踪与分析，其整体性强于陆地生态，森林碳汇与海洋碳汇在建设、评估与保障方面遵从显著不同的方式。
海洋碳汇与陆地碳汇增加的方式不同，但对全球碳减排都是不可或缺的。增加森林碳汇一般采用REDD、植树造林、“REDD+”等模式，都以森林覆盖与森林植被状态为目标进行主动建设，各种方式都显著依赖于陆地空间与区域生态的现状。由于人类活动与森林碳汇都处于陆地空间中，随着人类活动范围的扩大，森林碳汇的发展将受到空间的显著限制。
在海洋碳汇建设中则不会存在与人类空间冲突的问题，因而对于海洋生态而言，主动修复与建设的潜力是巨大的。通过深入了解海洋生态的运行规律，可以充分发挥海洋生态的空间与整体性优势，且只需要修复海洋生态与碳循环的特定环节实现整个系统碳汇能力的显著提高。因此，需要协调推进森林碳汇与海洋碳汇，使得人类投入到减少碳排放中的努力能够始终处于边际效用最大化的状态。
人类活动导致海洋碳汇减少的主要方面在于海岸富营养化、填海造陆、海岸工程及海岸城市化等。增加海洋碳汇首先在于海洋生态的恢复，同时可以紧密结合海洋渔业的发展，通过恢复海洋生态同时实现物种多样性保护与减少碳排放的目标。从行动策略角度，增加海洋碳汇可以从消除富营养化污染、增加滨海湿地、改善海洋渔业结构、保护海床生态等方面对海洋生态进行恢复与重建，使其具有更强的固碳能力。
二、以生态补偿为支点的多阶段海洋碳汇发展机制
全社会主动的海洋碳汇治理涉及海洋污染治理、海洋生态恢复、涉海养殖等多个方面，其关系到生产生活中从工业、旅游业到农业的不同环节。由于社会经济发展水平的差异，在不同的地区基于其本地自然条件特征需要实施方式不同、强度各异的海洋碳汇举措。由于海洋碳汇的系统复杂性，当前我国需要分阶段开展海洋碳汇治理，逐步实现海洋碳汇的平稳、有序发展，获取更高国际碳排放话语权与影响力。
1.以生态补偿为主的启动阶段
围绕海洋碳汇增加的每个路径，强化顶层设计，合理布局资源投入。在海洋碳汇发展初期，由于各参与方对海洋碳汇的认识不足，凝聚共识成为海洋碳汇启动的关键支撑。在海洋碳汇已经成为国际生态保护科研领域共识的条件下，面向增加海洋碳汇变化的主要因素，将生态补偿分别投入到科研、生态保护和生态信息监控体系建设3 个方面。
以科研为牵引，逐步厘清海洋碳汇的发生机理、涉海活动与海洋碳汇间关系，同步实现对海洋环境和海洋碳循环的认识，从而推动国内海洋碳汇研究引领全球科技前沿，为海洋碳汇的发展奠定理论基础。
围绕现有海洋生态保护体系，将海洋碳汇纳入生态保护指标范畴，合理支配生态保护资源，吸引科研机构、工业企业、养殖户、服务机构等全社会海洋碳汇相关主体积极参与。
2.以生态补偿为基础、以碳汇交易为补充的成长阶段
把经济手段作为相关者利益关系调节的主要手段，逐步建立定向补偿与排放权置换交易相协同的海洋碳汇发展体系。在对海洋碳汇的直接相关主体进行生态补偿的基础上，为了吸引更多相关主体认识并参与海洋碳汇创造，建立海洋碳汇与碳排放权的置换机制，将多类碳排放主体连接到海洋碳汇市场中；增加参与海洋碳汇的社会资源，推动海洋碳汇监测技术、评估方法、生态修复技术、节能减排技术等多类技术同步发展，实现国际领先。
3.面向全球治理的成熟阶段
需要实现海洋碳汇的国际化发展，将我国逐步成熟的海洋碳汇治理措施与建设方案向全球推广，取得国际碳排放话语权与影响力。在科研领域取得更多国际共识的基础上，逐步将海洋碳汇交易市场向全球开放，使得海洋碳汇交易体系拓展为国际化市场体系，让更多国际参与主体获得认可与利益保障，形成全球性海洋碳汇治理方案，制定计划并逐步实现全世界范围内的可持续碳排放框架。
三、消除海洋污染实现减排增汇的生态修复
向海洋生态系统中排出的污染物在很大程度上破坏了原有的海洋生态，导致了当前海岸经常出现的富营养化等海洋生态的破坏性变化。减少海洋环境污染可以作为一种帮助海洋环境恢复，增加海洋生态碳汇能力的实施手段。海洋碳汇工程可以分解为若干个减少污染物排放的海洋环境保护工程。相比于海洋污染物的检测，海洋碳汇能力的恢复可能需要更长时间，但海洋碳汇工程实施后的效果具有可观的碳汇前景。
四、滨海湿地保护与碳汇核算
由于滨海湿地所处位置与人类活动较为接近，容易受到人类活动的影响，滨海湿地的生态功能正在快速消失。通过建立专门政策保护现存的海草牧场、盐沼和红树林等滨海湿地的生态环境，充分发挥其碳汇作用，从整体角度来看，滨海湿地固碳能力可以达到1500 g C·m−2·a−1，全国滨海湿地的碳汇能力可以超过 40 万吨。为了更加准确估计滨海湿地生态的碳汇能力，需要结合生态实际构成与特征进行一定时间的滨海湿地碳汇能力追踪，使得海洋湿地生态的变化规律与碳汇能力得到充分展现。
五、养殖环境负排放增汇模式
海洋养殖业作为海洋产业的重要组成部分，是人类活动影响海洋生态的主要路径。相比于其他海洋产业，海洋养殖业对海洋资源的依赖更加显著。一般而言，海洋化工、运输等产业难以实现通过产业增长改善海洋生态，而海洋养殖业由于其自然属性，能够通过寻找海洋生态演化与海水养殖间的结合点，实现海洋生态优化与海洋养殖业间的平衡。
从碳排放角度分析，通过发展贝类、藻类等水产品养殖，依靠其对浮游植物的吸收，捕获海水中的碳元素，并通过收获离开海洋的碳循环实现碳汇的作用；或者养殖海藻和海草作为能源植物，而实现环境优化、可持续的海洋能源供给。因此，海洋养殖业可能成为一种增加海洋碳汇的重要方式，并依靠其达到产业发展与碳汇共同目标。
文章来源：节选自《海洋碳汇发展机制与交易模式》，原刊于《中国科学院院刊》2021年第3期排
作者：赵云，山东大学国际创新转化学院助理研究员；乔岳，山东大学国际创新转化学院教授；张立伟，山东大学国际创新转化学院副研究员
