碳达峰、“碳中和”：海洋与二氧化碳之间的故事

海洋覆盖了地球表面约70%的面积，是地球上最大的“碳库”。据估计，海洋的储碳量达到陆地的近20倍，大气的近50倍。人类排放的二氧化碳中，约1/4被海洋吸收。因此，发展海洋碳汇，提升海洋碳汇能力，成为助力我国实现碳达峰与碳中和目标的重要路径。

海洋碳汇主要包括生物碳泵、溶解度碳泵、碳酸盐泵以及微型生物碳泵等机制。其中，微型生物碳泵被认为是最重要、效率最高的碳汇方式。它通过海洋中的微生物和浮游植物等，将活性有机碳转化为惰性有机碳，使有机碳长期储存下来。这种惰性有机碳不容易被降解，可以积累形成巨大的碳库。据研究，海洋中90%的有机碳是溶解有机碳（DOC），而其中90%又是生物不能利用的惰性溶解有机碳（RDOC），其总量与大气CO2的碳量相当。

然而，海洋碳汇面临着严峻的挑战。海洋酸化是其中最突出的问题之一。由于吸收了大量二氧化碳，海洋的pH值正在下降。据英国卡迪夫大学的研究，目前全球海洋酸化已达到1400万年未见的水平。预计到2100年，全球表层海水的平均pH值将从目前的8.1下降到7.8，意味着酸度将增加75%。海洋酸化不仅影响海洋生态系统，还可能削弱海洋的碳汇能力。

面对这些挑战，科学家们正在探索如何更好地利用和增强海洋碳汇。焦念志院士提出了一系列行动方案，包括：

1. 落实陆海统筹碳汇工程，减少陆地施肥，增加海洋碳汇。
2. 在近海缺氧环境下增加碳汇，变害为利实现可持续发展。
3. 通过海水养殖实现增加海洋碳汇。
4. 利用红树林、湿地、海草等滨海蓝碳来增加碳汇。
5. 通过对外海贫营养区施肥来增加碳汇。
6. 利用河口沉积物埋葬及海底封存等地球工程实现碳汇。

焦念志院士强调，这些方案的实施地点应选择在中国发达的养殖业区域。中国的海水养殖规模居世界首位，这种人为干预的环境为实施多种增加碳汇的方案提供了良好条件。通过综合运用多种碳汇手段，不仅可以提供食品，还能将原有的环境利用起来，实现绿色可持续发展。

此外，焦念志院士还提出，应将国内大循环从海洋到陆地建立链接。例如，东部的海洋可以养殖海藻，而西部牧业发达，但牧业排放大量甲烷。如果将海藻用于养牛，可以大量减少甲烷排放。这种方法可以减少98%的甲烷排放，是一种非常可观的减排手段。

海洋碳汇研究不仅对实现碳中和目标具有重要意义，还为我国在全球气候变化治理中发挥更大作用提供了机遇。焦念志院士指出，应积极实施海洋负排放国际大科学计划，建立国际标准体系，提出中国方案，为全球治理贡献中国智慧。

总的来说，海洋碳汇是一个复杂而重要的领域，需要跨学科、跨国界的合作研究。通过深入理解海洋碳汇机制，有效应对海洋酸化等挑战，我们有望充分发挥海洋在应对气候变化中的潜力，为实现碳中和目标做出重要贡献。