為了達(dá)到《巴黎協(xié)定》的目標(biāo)，2020年中國政府承諾在2060年之前實(shí)現(xiàn)碳中和。除了大規(guī)模的減排脫碳，還需通過自然生態(tài)系統(tǒng)增加碳匯，以實(shí)現(xiàn)二氧化碳凈零排放的總目標(biāo)。海岸帶藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)（Blue Carbon Ecosystems, BCEs），包括紅樹林、鹽沼和海草床等，具有高效的二氧化碳吸存能力，因此保護(hù)和恢復(fù)這些生態(tài)系統(tǒng)成為重要的“基于自然的解決方案（Nature-based Solution, NbS）”。
中國科學(xué)院華南植物園小良站站長王法明研究員聯(lián)合國內(nèi)外海岸帶碳匯研究領(lǐng)域的主要科學(xué)家，探討中國的海岸帶藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)如何為減緩氣候變化做出貢獻(xiàn)（圖1）。從全國范圍來看，中國的海岸帶藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)總面積144萬公頃，其碳儲量高達(dá)118 Tg。這其中包括紅樹林2.6萬公頃、鹽沼濕地12.7-34.3萬公頃，海草床1.4-2.6萬公頃（圖2）。此外中國海岸帶生態(tài)系統(tǒng)還包括了大量的無植被濱海灘涂濕地，其面積高達(dá)25-110萬公頃。中國的紅樹林總碳儲量約6.9 Tg，海草床生態(tài)系統(tǒng)總碳儲量約1.4 Tg，遠(yuǎn)低于鹽沼濕地的總碳儲量25 Tg。此外，我國未被植被覆蓋的濱海灘涂面積廣大，總碳儲量高達(dá)27-85 Tg（圖3）。
除了碳儲量，這些海岸帶藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)的碳埋藏能力也是我們關(guān)注的重點(diǎn)。中國紅樹林每年的總碳埋藏量約為0.05 Tg/yr，海草床的總碳埋藏量為0.01-0.02 Tg/yr，鹽沼濕地的碳埋藏量為0.50 Tg/yr；我國無植被覆蓋的濱海灘涂的總碳埋藏量在0.28至1.5 Tg/yr之間（圖4）。
海岸帶藍(lán)碳系統(tǒng)通常具有非常低的甲烷排放量，但在某些特殊情境下，如低鹽度下，也能排放一定量的甲烷。中國紅樹林的總甲烷排放量為0.01 Tg/yr，但還需要進(jìn)一步計算中國其他海岸帶生態(tài)系統(tǒng)（尤其是鹽沼和濱海灘涂）中的甲烷排放量。除此之外，海岸帶藍(lán)碳系統(tǒng)還通過橫向潮流和地下水向相鄰沿海水域輸出了大量的碳。結(jié)合面積和碳埋藏數(shù)據(jù)，本文估算了中國紅樹林和鹽沼的橫向碳通量分別為0.2 Tg/yr和0.9 Tg/yr（圖4）。
除了碳匯功能，這些海岸帶藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)還具有重要的生態(tài)功能，對社會提供許多益處，如提供棲息地、調(diào)節(jié)和穩(wěn)定氣候、凈化水質(zhì)、保護(hù)水源、防洪、岸線穩(wěn)定、具有豐富生物多樣性和高生產(chǎn)力等服務(wù)功能。這些生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價值約為每公頃每年22萬人民幣。
當(dāng)前，人類活動導(dǎo)致了大量海岸帶藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)的喪失。在20世紀(jì)，全球海岸帶濕地由于人類活動而減少了25-50%。自1950年代以來，中國的紅樹林總面積減少了一半。2021年，我國計劃在未來十年將紅樹林恢復(fù)到48,650公頃。這些恢復(fù)的紅樹林將每年進(jìn)一步吸收0.1 Tg的碳。自1950年以來，中國的鹽沼濕地大量損失，但是目前在國家層面還沒有相關(guān)的恢復(fù)措施和計劃。同時，我國每年有超過23,000公頃的灘涂濕地被開墾用于水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)、鹽田和城市擴(kuò)建，而海草床每年損失也有幾百到上千公頃?？傊?，過去70年來中國海岸帶藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)總面積的大幅減少導(dǎo)致了其藍(lán)碳功能的明顯下降，保護(hù)我國現(xiàn)存的海岸帶藍(lán)碳系統(tǒng)可以避免每年0.47-1.79 Tg C的排放，這也是實(shí)現(xiàn)碳中和最具成本效益的“基于自然的解決方案”。
然而大部分的海岸帶濕地的生態(tài)恢復(fù)都是以提高濕地面積為目標(biāo)，忽視了生態(tài)質(zhì)量和生態(tài)功能的恢復(fù)。相對于紅樹林，中國有更大面積的鹽沼和灘涂濕地，如何保護(hù)和恢復(fù)這些海岸帶濕地對于海岸帶生態(tài)系統(tǒng)功能的提升至關(guān)重要。此外，我國海岸帶灘涂目前正面臨互花米草入侵的威脅。盡管互花米草入侵后的泥灘灘涂的碳匯功能增加，提升了其藍(lán)碳儲量，但是入侵導(dǎo)致了其他生態(tài)系統(tǒng)功能的改變，如底棲生物多樣性和鳥類多樣性的變化。因此，需要進(jìn)一步評估互花米草入侵后的綜合生態(tài)效應(yīng)。
除了保護(hù)和恢復(fù)之外，能夠增強(qiáng)這些海岸帶藍(lán)碳系統(tǒng)的碳匯功能并減少碳排放的管理實(shí)踐和技術(shù)也有助于碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。然而，大多數(shù)的研究都集中在陸地生態(tài)系統(tǒng)，很少有關(guān)濱海濕地增匯減排技術(shù)的研究。本文綜合了幾種有潛力提高濱海濕地藍(lán)碳功能的管理措施和技術(shù)，包括施肥措施、生物炭施加、鐵添加等。但是，其中一些技術(shù)措施也會對環(huán)境造成負(fù)面影響，因此這些管理措施和技術(shù)需要在增強(qiáng)藍(lán)碳碳匯和保護(hù)自然生態(tài)系統(tǒng)之間取得平衡。
綜述所述，中國海岸帶藍(lán)碳系統(tǒng)（BCEs）以鹽沼為主導(dǎo)，紅樹林和海草床面積較小，而無植被的濱海灘涂面積廣大。通過保護(hù)和恢復(fù)這些海岸帶藍(lán)碳系統(tǒng)以及通過管理措施和技術(shù)提高它們的碳儲存潛力，可以成為應(yīng)對氣候變化的一種基于自然的解決方案。盡管存在一些障礙需要克服，但保護(hù)和恢復(fù)中國海岸帶藍(lán)碳系統(tǒng)將是我國在2060年實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的一種經(jīng)濟(jì)有效的途徑。本文提出了未來的研究方向，以提高對海岸帶藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)的面積范圍、碳儲量、碳匯功能和固碳潛力的估計。積極采用基于自然的解決方案對抗氣候變化，為可持續(xù)未來奠定基礎(chǔ)。
相關(guān)研究成果的綜述論文已近期在線發(fā)表在Innovation（《創(chuàng)新》）（IF=32）期刊。華南植物園王法明研究員為該文第一作者，任海研究員和焦念志院士為該文通訊作者。論文鏈接：https://www.cell.com/the-innovation/fulltext/S2666-6758(23)00109-1
圖1. 論文圖摘
圖2. 中國典型的鹽沼與灘涂濕地植被分布情況及其藍(lán)碳碳匯途徑示意圖
圖3
圖4. 中國海岸帶藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)的垂直與水平尺度的年碳匯通量。（單位：Gg CGg C yr-1）
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