全球養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.廣東工業大學，廣東 廣州 510090；2.廣東省科學院廣州地理研究所，廣東 廣州 510070）

隨著全球氣候變暖，對生態環境、經濟發展、人類生存帶來的挑戰日益凸顯，節能減排、發展低碳經濟，成為全球可持續發展的重點方向。全球100多個國家及地區，已經明確提出了碳中和的目標，實現碳中和已成為全球共識[1]。我國在第七十五屆聯合國大會上宣布“雙碳”目標，制定了低碳發展戰略和工作方案。自然碳匯是實現碳中和目標的重要途徑[2]。藍碳是海洋生態系統，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系統通過光合作用捕獲和儲存的碳的55%[4]，在實現碳中和過程中起關鍵作用。

漁業碳匯是藍碳的重要組成部分。漁業碳匯的概念首次由唐啟升院士提出，其原理是通過漁業生產活動，促進水生生物吸收水體中的二氧化碳[5]。發展漁業碳匯，不僅可以保護海水養殖環境，而且在減緩氣候變化造成的影響等方面，發揮重要作用[6]。近年來，漁業碳匯逐步成為學術界研究的熱點，研究領域有魚類[7-8]、貝藻類[9-10]、海洋牧場[11]等。研究表明，貝藻類作為漁業碳匯的主要組成部分[12]，是漁業碳匯的研究重點。其相關研究集中在三方面：一是從生態系統的角度，開展海水養殖貝、藻類固碳能力評估；貝類由于貝殼干質量比大，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殖業碳匯能力最強、潛力最大的產業[13]，其中牡蠣是貝類碳匯的主要來源[16]。二是關注貝藻類碳匯核算方法，目前應用最廣泛的是“可移出碳”模型和物質量評估法。“可移出碳”模型根據貝藻養殖產量、體內的含碳量等構成，建立測量模型，不少學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，使測算結果更加精確[16-17]。但目前學者對POC 和DOC 經驗系數測定的結果相差較大，無法確定出一個較為準確的經驗系數[18]，影響了該模型的應用。物質量評估法，是根據不同海洋生物類的產量、碳匯系數，分別計算碳匯量，并相加，計算出不同地區的漁業碳匯[19]，該方法精確性較高，可操作性強[18]，得到廣泛應用。三是從研究的尺度來看，現有漁業碳匯的研究尺度，主要集中在各省、市級之間多年份的動態變化，例如對福建[20]、江蘇[21]、遼寧[22]等省的研究，研究全球范圍內的較少。而漁業碳匯作為實現碳中和的一個重要手段，研究全球尺度多年份的漁業碳匯能力動態變化，十分重要。

現以漁業碳匯中固碳能力高的牡蠣為研究對象，根據2001—2020 年聯合國糧食及農業組織的漁業和水產養殖數據，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 數據來源

全球主要國家牡蠣的碳匯量數據，來源于聯合國糧食及農業組織的漁業和水產養殖數據庫，數據庫包含全球各個國家水產養殖產量，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）等全球主要養殖品種。根據牡蠣產量分析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 貝類海產品碳匯能力評估方法

1.2.1 物質量評估方法

采用物質量評估法，計算海產品碳匯能力測算。貝類海產品通過在海洋里的生產活動，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，實現碳匯。貝類碳匯量測算，參考文獻[19，21-22]的研究方法。海水養殖貝類的碳匯計算公式如下：

式中：CB——海水養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——各國海水養殖牡蠣產量，kg；

Rs和Rst——貝殼和軟體組織干質量占比，%；

ωs和ωst——貝殼和軟體組織碳含量占比，%；

n——牡蠣品種數量，個。

牡蠣碳匯能力測算參數見表1。

表1 牡蠣碳匯測算參數 %

1.2.2 價值量評估方法

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

2 結果與分析

2.1 全球海水養殖牡蠣產量

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

圖1 全球2001—2020 年海水養殖牡蠣總產量

2.2 主要國家海水養殖牡蠣狀況

我國海水養殖牡蠣產量處于穩定上升趨勢，年均海水養殖牡蠣產量為395.95 萬t。2001 年牡蠣產量最低，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。我國海水養殖牡蠣產量，在全球范圍內占主要比例，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，我國海水養殖牡蠣產量占全球比例提高超7 個百分點，見圖2。

圖2 我國2001—2020 年海水養殖牡蠣總產量

我國是全球最早進行海水養殖的國家之一，已有約2 000 年的歷史，在海水養殖漁業方面，處于全球領先地位，這也與我國地理位置和自然資源有關，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，海洋生態系統類型豐富，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，漁業資源非常豐富。牡蠣養殖始于20 世紀，一直是韓國重要的養殖對象[25]。日本位于太平洋和日本海之間，漁業資源豐富，水產養殖業自第二次世界大戰后迅速發展，主要為海水養殖，牡蠣占養殖總量的17%。美國海洋漁業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殖。法國擁有豐富的海洋和淡水漁業資源，涵蓋了北大西洋海域和地中海海域，法國是歐洲貝類產量的第一大生產國，貝類的海產品主要是牡蠣。菲律賓水產養殖歷史悠久并涉及許多種類和養殖方式，海藻占水產養殖產量的主要比例（66.9%），牡蠣占0.94%。泰國的淡水水產養殖已經發展了很長的時間，但是海水水產養殖發展時間較短，蝦類是海水產養殖的主要品種，貝類養殖主要是翡翠股貽貝（Perna viridis）,占76%。加拿大主要以海水養殖為主，養殖牡蠣開始于20世紀50 年代，發展較晚，其中大西洋鮭（Salmo salar）和紫貽貝（Mytitus edulis），是海水養殖的主要品種，占總產量的95%。

2.3 全球牡蠣碳匯物質量評估及其變化

根據物質量評估法，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 年海水養殖牡蠣碳匯總量

2.4 全球牡蠣碳匯價值量評估

由數據計算可知，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《聯合國氣候變化框架公約的京都議定書》，預計工業化國家減排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，具有重要的經濟價值。

2.5 牡蠣碳匯量空間分布

2.5.1 海水養殖牡蠣碳匯量洲際分布

根據聯合國糧食及農業組織的漁業和水產養殖數據和計算結果，全球海水養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量明顯大于其他洲，見表2。

2.5.2 海水養殖牡蠣碳匯量在主要國家的分布

漁業碳匯具有巨大的固碳潛力，利用漁業碳匯，可以節省大量減排成本。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殖，可能與納入統計的數量，以及各國的養殖結構、飲食傳統、養殖歷史和漁業資源有關。

表3 2001—2020 年海水養殖牡蠣碳匯量前10 的國家

3 結論

海洋作為自然界最大的碳庫，其碳匯能力在應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，利用物質量評估法，估算出全球不同國家的碳匯量和演變趨勢。結果表明，2001—2020 年，我國海水養殖牡蠣產量整體呈上升的趨勢；從2011 年開始，全球牡蠣產量極速上升，處于迅速發展的階段，平均產量在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 結語

海水養殖漁業有巨大的碳匯潛力，全球各國需持續提升漁業養殖發展規模和水平，但也要注重優化海水養殖結構，養殖含碳率高的品種，可提升海水養殖的碳匯能力，發展可持續的水產養殖模式，推動漁業碳匯發展。牡蠣作為貝類碳匯的主要來源，對牡蠣碳匯的核算，有利于推進漁業碳匯交易，完善藍碳交易機制，加快藍碳支撐，實現碳中和的目標。