碳匯林訊 一項(xiàng)在山東海帶養(yǎng)殖場試驗(yàn)的海洋負(fù)排放技術(shù)，讓單位海域碳匯量飆升近3倍，中國科學(xué)家正改寫全球藍(lán)碳規(guī)則。
愛沙尼亞塔圖，2025年7月。中國科學(xué)院院士焦念志向全球32位頂尖科學(xué)家展示中國方案——在《陸海聯(lián)動倡議》上，十五國代表鄭重簽名。這份在第十二屆國際濕地生態(tài)學(xué)大會上發(fā)布的文件，標(biāo)志著一個歷史性跨越：中國從藍(lán)碳技術(shù)追隨者躍升為規(guī)則制定者。
而在萬里之外的山東青島鰲山灣海域，數(shù)千只聚乙烯浮球如稻田秧苗般整齊排列。海面之下，一臺巨型“氣泵”正將海底富營養(yǎng)鹽水源源不斷輸送到上層水域，滋養(yǎng)著蓬勃生長的海帶。
一、四泵協(xié)同，中國方案的儲碳革命
藍(lán)碳，這個曾經(jīng)陌生的專業(yè)詞匯，如今已成為應(yīng)對氣候變化的關(guān)鍵詞。占地球表面71%的海洋，儲存著全球93%的二氧化碳，其碳匯潛力是陸地生態(tài)系統(tǒng)的20倍。
然而，如何安全高效開發(fā)這片“藍(lán)色油田”？2023年，焦念志院士團(tuán)隊(duì)在TheInnovationGeoscience發(fā)表的“海洋負(fù)排放生態(tài)工程新范式路線圖”給出了中國答案。
這項(xiàng)突破的核心是BCMS機(jī)制（生物-化學(xué)-物理多過程耦合）。它創(chuàng)新性地將四大海洋儲碳泵有機(jī)結(jié)合：
生物泵（BCP）：通過紅樹林根系和海藻養(yǎng)殖固定有機(jī)碳
碳酸鹽泵（CCP）：利用貝殼類養(yǎng)殖提升海水堿度
微生物泵（MCP）：人工調(diào)控藻菌群落轉(zhuǎn)化惰性有機(jī)碳
溶解度泵（SCP）：海藻提取物增加CO₂溶解能力
“傳統(tǒng)的海洋碳匯技術(shù)如同單兵作戰(zhàn)，而四泵集成是集團(tuán)軍協(xié)同作戰(zhàn)。”一位參與項(xiàng)目的科學(xué)家這樣比喻。當(dāng)這四大機(jī)制在特定海域協(xié)同作用時，形成碳匯增長的乘數(shù)效應(yīng)。
在山東海帶養(yǎng)殖區(qū)的實(shí)踐證明，該技術(shù)使單位海域碳匯量提升3.8倍，為全球提供了可復(fù)制的增匯模式。
二、巨型氣泵，山東養(yǎng)殖場的碳匯奇跡
青島鰲山灣，國內(nèi)首個人工上升流增匯示范工程已持續(xù)運(yùn)行超過四年。這片500畝的示范海域，正在驗(yàn)證中國科學(xué)家的理論構(gòu)想。
海面上，浮球陣列拱衛(wèi)著太陽能供能浮臺；海面下，巨型氣泵通過壓縮空氣在海底形成氣泡幕。這些氣泡如同無形的傳送帶，將深層富營養(yǎng)鹽水提升至光照充足的表層。
“人工上升流技術(shù)通過海洋能自供給，解決了傳統(tǒng)掛袋施肥導(dǎo)致的外源污染問題。”浙江大學(xué)海洋學(xué)院樊煒教授解釋道。這項(xiàng)由焦念志和陳鷹院士于2015年提出的技術(shù)，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)12.38%的涌升效率提升。
數(shù)據(jù)證明了示范工程的卓越成效：海帶單株平均增產(chǎn)36.1克，每畝增加碳匯1.6噸。更令人振奮的是，上升流系統(tǒng)通過潮流作用，能有效提升周邊5000畝海域的營養(yǎng)鹽濃度。
工程團(tuán)隊(duì)測算，若在我國14萬公頃海藻養(yǎng)殖區(qū)推廣該技術(shù)，每年可增加碳匯490萬噸（按二氧化碳計(jì)），同時移除氮元素1.39萬噸、磷元素2130噸。這一成果已被聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）列入海洋增匯方案，向全球推廣。
三、技術(shù)解析，四泵集成的科學(xué)密碼
四泵集成技術(shù)的精妙之處在于其環(huán)環(huán)相扣的運(yùn)行機(jī)制。根據(jù)焦念志團(tuán)隊(duì)公布的路線圖，該技術(shù)通過三步實(shí)現(xiàn)海洋負(fù)排放最大化。
第一步，智能人工上升流調(diào)節(jié)營養(yǎng)鹽供給。白天與光合作用同步運(yùn)行，促進(jìn)藻類生長；夜間停止，避免底層富碳海水上涌釋放CO₂。
第二步，藻華控制與碳封存。采用羥基自由基滅活技術(shù)精準(zhǔn)破壞微藻DNA而不釋放有機(jī)質(zhì)；利用原位漂浮反應(yīng)器養(yǎng)殖有益微藻制造“綠水”，抑制有害藻華。
第三步，四泵協(xié)同的化學(xué)反應(yīng)。在山東海帶養(yǎng)殖區(qū)，科學(xué)家們應(yīng)用橄欖石等堿性礦物提高海水堿度，增強(qiáng)對大氣CO₂的吸收。海藻養(yǎng)殖維持的高pH環(huán)境，使微生物泵產(chǎn)物成為碳酸鹽凝結(jié)核。
“關(guān)鍵在于將不可控的自然過程轉(zhuǎn)變?yōu)榭刹倏v的技術(shù)系統(tǒng)。”一位參與示范工程的專家指出。沉積物中厭氧微生物的代謝活動進(jìn)一步強(qiáng)化了這一過程，形成“無機(jī)碳-有機(jī)碳”綜合儲碳能力。
輔助這一系統(tǒng)的生物微膠囊技術(shù)同樣突破：3-15毫米的微膠囊內(nèi)，堿性礦物與微生物活性細(xì)胞被半透膜包裹。這些“碳搬運(yùn)工”能促進(jìn)活性有機(jī)碳向惰性有機(jī)碳轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)千年尺度的碳封存。
四、全球范式，從黃海走向世界的中國方案
中國藍(lán)碳技術(shù)的突破具有全球意義。2025年7月發(fā)布的《陸海聯(lián)動倡議》直擊全球?yàn)I海濕地保護(hù)的三大痛點(diǎn)：監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)缺失、技術(shù)資源失衡、社區(qū)參與不足。
該倡議提出系統(tǒng)性解決方案框架：
跨半球監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)：聯(lián)合北歐與中國機(jī)構(gòu)，在泥炭地和紅樹林區(qū)部署物聯(lián)網(wǎng)傳感器陣列
低成本技術(shù)包：向越南、孟加拉等國推廣“紅樹林微生境修復(fù)法”，成本降低60%
一帶一路示范工程：在印尼爪哇島、緬甸若開邦啟動碳匯金融試點(diǎn)
針對發(fā)展中國家需求，中國團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性提出三級技術(shù)擴(kuò)散體系：低成本修復(fù)工具包、社區(qū)護(hù)林員機(jī)制、數(shù)字賦能平臺。
在越南紅河三角洲，無人機(jī)播種紅樹胚軸技術(shù)已成功修復(fù)4200公頃濕地；在菲律賓，生物可降解基質(zhì)替代混凝土護(hù)坡，使成本降低72%；印尼廖內(nèi)群島項(xiàng)目培訓(xùn)原住民操作eDNA檢測儀，將碳儲量監(jiān)測誤差從±30%壓縮至±5%。
“濱海濕地是海洋負(fù)排放的戰(zhàn)略支點(diǎn)。”焦念志在全會報(bào)告中強(qiáng)調(diào)。隨著“亞投行提供2億美元?dú)夂蝽g性基金”，中國藍(lán)碳技術(shù)正在全球南方國家落地生根。
五、海洋負(fù)排放，氣候危機(jī)的藍(lán)色解方
海洋負(fù)排放技術(shù)的突破恰逢其時。世界氣象組織數(shù)據(jù)顯示，大氣二氧化碳濃度已從工業(yè)革命前的280ppm飆升至413.2ppm，全球氣候危機(jī)迫在眉睫。
我國“雙碳”目標(biāo)背景下，海洋碳匯成為國家戰(zhàn)略。《“十二五”“十三五”控制溫室氣體排放工作方案》明確將“增加生態(tài)系統(tǒng)碳匯”作為重要組成部分。
藍(lán)碳技術(shù)的魅力在于其多重效益。在鰲山灣，人工上升流不僅增加碳匯，還催生了漁業(yè)繁榮。青島悅海藍(lán)天水產(chǎn)公司應(yīng)用該技術(shù)開拓5000畝養(yǎng)殖海域，2020年增收3500萬元。
“世界著名漁場基本分布在自然上升流區(qū)。”樊煒教授指出，“雖然自然上升流區(qū)僅占海洋面積的0.1%，卻提供全球44%的漁獲量。”
該技術(shù)還展現(xiàn)出應(yīng)對生態(tài)危機(jī)的潛力。當(dāng)珊瑚因海水升溫發(fā)生白化時，人工上升流可提取深層冷水，緩解珊瑚熱應(yīng)激。
展望未來，研究團(tuán)隊(duì)正致力于氣幕式系統(tǒng)的小型化、智能化。“利用海洋地形、洋流等條件，達(dá)到四兩撥千斤的效果。”樊煒透露。隨著成本降低和效率提升，這項(xiàng)曾被視為“地球工程”的前沿技術(shù)，將惠及更多沿海社區(qū)。
在印尼爪哇島的海岸線上，當(dāng)?shù)貪O民看著新培育的紅樹林幼苗在潮間帶頑強(qiáng)生長。這些幼苗根系下埋設(shè)著中國研發(fā)的生物微膠囊，它們將堿性礦物和精心篩選的微生物群落包裹在半透膜內(nèi)，靜靜催化著碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)。
遠(yuǎn)處海面上，浮標(biāo)間的太陽能人工上升流裝置規(guī)律地涌出氣泡，將海底的營養(yǎng)鹽帶到光照充足的表層水域。海帶養(yǎng)殖筏架下，硅藻在橄欖石粉提供的硅元素滋養(yǎng)下蓬勃生長，其硅質(zhì)骨架加速了碳顆粒向深海沉降。
|
