大气温室气体浓度不断增加，导致气候变暖加剧（图1）^[1]，随之会引发一系列气象、生态和环境灾害。如何降低温室气体浓度和应对气候变化已成为全球关注的焦点。目前，基于CO₂的减排增汇应对气候变化，主要从三方面着手：一是促进以化石燃料为基础的人类生产生活方式的转型；二是增加现有生物吸收和固定的CO₂量；三是防止因碳库破坏而大量释放温室气体。海岸带蓝碳生态系统（红树林、盐沼和海草床）具有很高的固碳速率^[2]，而持续的破坏和损失将不断减弱其碳汇功能。因此，保护与修复海岸带蓝碳生态系统代表着重要的气候缓解机会。

图  1  1975－2020年全球地表温度变化^[1]（零线代表地球的长期平均温度）

Fig.  1  History of global surface temperature from 1975 to 2020^[1] (The zero line represents the long-term average temperature for the whole planet)

下载: 全尺寸图片 幻灯片

2014年，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）将滨海湿地温室气体排放纳入国家温室气体清单，蓝碳生态系统的保护和生态修复成为我国履行CO₂减排承诺的手段之一。为了保护和修复我国的滨海湿地，中国共产党第十九次全国代表大会要求“强化湿地保护和恢复”。中国绿色碳汇基金会在第25届联合国气候变化大会（COP25）组织的以“从绿碳到蓝碳，从陆地到海洋”为主题的中国角边会，首次将蓝碳纳入应对气候变化的议程，推动了各国加大蓝碳生态系统的保护力度，有利于应对气候变化的影响。

我国沿海地区广泛分布着红树林、盐沼和海草床这3大类海岸带蓝碳生态系统。据估算，中国海岸带蓝碳生态系统生境总面积为3325.61 km²，碳埋藏速率为 559.72 Gg C/a^[2-3]。因此，维持与提升我国海岸带蓝碳潜力是缓解气候变化的低成本、高效益的方案，有利于充分发挥我国海洋和海岸带生态系统在缓解全球气候变化中的重要作用，有效助力“国家自主减排贡献”和“2060年前实现碳中和”承诺的兑现。

目前，海岸带蓝碳的研究主要集中在蓝碳的组成、碳储量调查方法、碳通量及其影响因素、碳源/汇变化规律、碳汇潜力分析及蓝碳价值的评估等层面^[2-6]，而关于海岸带蓝碳对气候变化的影响及响应系统性的分析则不足^[7]。基于气候变化，相关研究集中在探讨维持海岸带蓝碳潜力应采取的具体措施，例如：基于海洋保护区和生态工程的全球变化适应性防护策略^[8-9]。本文在系统梳理海岸带蓝碳对气候变化的影响及响应机制的基础上，分析了我国海岸带蓝碳发展面临的形势及发展需求，提出我国海岸带蓝碳应对气候变化的发展建议，有助于发掘我国海岸带蓝碳减缓与适应气候变化的潜力。

1   海岸带蓝碳与气候变化

1.1   海岸带蓝碳对气候变化的重要影响

1.1.1   减缓气候变化

海岸带蓝碳资源储量大。海岸带蓝碳生态系统能固定和储存来自大气、海洋和陆地的碳，目前全球红树林、盐沼和海草床的面积估计为5.2×10⁵ km²，约占地球表面积（5.1×10⁸ km²）的0.1%，海岸带植物生物量占陆地植物生物量的0.05%^[10]。尽管海岸带蓝碳生态系统的覆盖范围及生物量占比很小，据估计，海岸带蓝碳的碳储量高达11.5 Pg C，且该储量值很可能因只考虑表层碳而低估了实际的碳储量^[11-12]。2009年，联合国发布的《蓝碳：健康海洋对碳的固定作用——快速反应评估》中指出，海洋生物通过光合作用捕获的碳，即“蓝碳”，约占全球自然生态系统捕获碳总量的55%，其中红树林、盐沼和海草床等海岸带蓝碳生态系统碳捕获能力最高可达海洋有机碳埋藏量的71%^[10]。因此，海岸带蓝碳是地球上最密集的碳汇之一。

海岸带蓝碳生态系统固碳效率高。蓝碳是地球上最大的活性碳汇，海岸带蓝碳生态系统植被，尤其是红树林，通常具有较高的初级生产力，可以通过光合作用吸收大量的CO₂储存在植物体内。全球蓝色碳汇和河口每年捕获和封存的有机碳达到235～450 Tg C ^[13]。就单位面积而言，沿海蓝碳生态系统吸收和固碳速率比陆地森林高几十倍到数百倍^[14]。如果将沿海湿地恢复到1990年的水平，它们可能增加的年固碳量为440 Tg C，大致相当于抵消7740万吨煤燃烧后排放的CO₂^[15]。另外，蓝碳生态系统植物的地上部分结构可以促进潮水中邻近生态系统有机颗粒物的沉降^[16]，进而增强海岸带对碳的吸收、贮存。

海岸带蓝碳生态系统可以稳定持久地固碳。潮汐使蓝碳生态系统的土壤保持湿润或淹没，沉积物的厌氧/缺氧条件，抑制了微生物的活动，减缓了积累碳的分解，保证了有机质可以长时间保存在沉积物中。红树林、盐沼和海草床等生态系统植物生物量中的碳可以储存数年至数十年，而土壤中的碳可以封存数千年之久^[14]。另外，蓝碳生态系统中丰富的硫酸盐离子限制了微生物CH₄的生产和排放^[16-17]。有研究表明，CH₄排放引起的气候变暖可以部分或全部抵消由淡水湿地土壤C封存引起的气候变冷^[18]。由此可见，蓝碳生态系统稳定持久的固碳，对气候的降温作用较强。

海岸带蓝碳生态系统的碳汇潜力大。蓝碳生态系统的碳不像陆地和淡水生态系统那样会饱和，随着海平面的上升，健康的蓝碳生态系统的沉积物不断垂直堆积，即土壤碳不断累积^[19]。因此，在长时间尺度内，海岸带蓝碳的固碳潜力和碳汇的规模是无限的。研究显示，我国四个蓝色碳汇（滨海湿地、河口、浮游植物、养殖贝类）每年从大气中捕获并封存的碳可以抵消我国铁路部门每年的CO₂排放量^[20]。根据植被类型的不同，50%～90%的海岸带蓝碳存在于土壤中，海岸带蓝碳生态系统碳埋藏能力是大洋的50倍^[21]。另有研究表明，加大对蓝碳生态系统的保护和恢复力度，可以在2050年前每年削减14亿吨CO₂当量的排放^[22]。

1.1.2   适应气候变化

全球气候变化导致的海平面上升、海水酸化、海洋灾害强化、物种分布改变及以上变化的累积效应等对海岸带蓝碳造成了许多威胁。但有研究表明，蓝碳生态系统有一定适应全球气候变化的能力，如Wang等^[21]基于当前气候驱动因素和预估排放情景的建模得出，到2100年，全球湿地碳积累将净增加。在某些情况下，沿海自然湿地比人工恢复生境、海堤和堤坝等工程设施的防护效果更好且成本更低^{[8, 23]}。自然湿地密集的植被减弱了海浪的能量，稳定了海岸线，并促进了生物的生长，自然状态的湿地基本不需要维护，还可能随海平面的上升而不断生长。因此，基于自然的解决方案，建立最佳保护区网络、完善土地使用权制度和落实土地使用法规，增加对生物的保护、增强生态系统恢复力，创造出足够的额外居住空间，避免将滨海湿地转为其他用途，是低成本和高效益促进海岸带蓝碳生态系统适应气候变化的有效方案。目前，我国近海与海岸湿地保护率约为24%，与全国湿地的保护率52.19%还有一定的差距^[24-25]。

1.2   蓝碳对气候变化和人类活动的响应

全球气候变化和人类活动的共同影响造成海岸带蓝碳生态系统的损失，进而导致碳汇能力减弱，甚至转变为碳源。在气候变化对海岸带蓝碳造成的威胁中，海平面上升被认为是红树林生存最大的挑战。根据世界银行集团的最新发现，墨西哥100%、菲律宾85%、委内瑞拉59%、巴布亚新几内亚31%和缅甸27%的沿海红树林都可能因海平面上升被摧毁^[26]。虽然有研究表明，在过去的半个世纪，红树林有向极地扩张的趋势，但占据了盐沼的分布空间^[27]。针对海草床的研究表明，水温的上升、海藻的生长与光线的减少都会对海草床构成威胁^[28]。全球滨海湿地每年以（3400～9800）km²的速度在减少和消失，速度比雨林快5～10倍，粗略计算，全球67%的红树林，35%的盐沼和29%的海草床已遭受严重破坏^[29]。有研究表明，自20世纪90年代以来，中国自然岸线的下降幅度高达30%^[30]。如1985－2015年，环渤海滨海区域自然的沼泽、滩涂湿地面积减少了45.37%，该区域围填海活动面积增长了1606.79 km²，主要土地利用类型为养殖池和建筑用地^[31]。2018年，全国违法填海由上半年7个月的18.7 km²骤降为后5个月的0.1 km^2[32]。

20世纪40年代以来，随着沿海生态系统资源的衰退和生态系统退化，海岸带蓝碳生态系统固碳能力呈减弱趋势，其储藏的碳也通过多种形式直接或间接排放到大气中，加快了气候变化的速度。相关研究表明，滨海植被的退化和消失有可能扰动到1 m深度的土壤碳，使其矿化为CO₂，释放到大气中，加剧温室效应^[12]。如果按照潮滩湿地转化引起CO₂排放量增加的同比计算，中国黄海及渤海地区过去50多年湿地面积减少已导致CO₂排放增加2900万吨^[30]。

2   海岸带蓝碳发展的管理需求

2.1   发展蓝碳，促进沿海生态系统可持续利用

专门的海岸带蓝碳生态系统保护恢复工作可促进沿海生态系统可持续利用。2015年，《中共中央、国务院关于加快推进生态文明建设的意见》中明确提出“保护和修复自然生态系统；启动湿地生态效益补偿和退耕还湿”。目前，我国共建立各级各类海洋自然保护区、海洋特别保护区（含海洋公园）273处，总面积达1.24×10⁵ km²，将红树林、盐沼和海草床等蓝碳生态系统纳入保护范围。截至2017年9月，我国通过海洋生态修复项目的实施已整治岸线270 km，恢复滨海湿地50 km^2[33]。蓝碳生态系统的质量和功能得到了一定的恢复。针对滨海湿地修复，崔保山等^[34]提出“以网代点”“以缓代急”“以重代轻”和“以多代少”的修复对策，通过合理布局围填海空间，权衡经济收益与生态损失，可有力推进沿海蓝碳生态系统的可持续利用，并实现不同利益群体的和谐发展。

2.2   增加蓝碳在自主减排目标方面的机遇

海岸带蓝碳具有减缓和适应气候变化的双重效益价值。2015年，全球195个国家通过了气候领域的里程碑式的文件《巴黎协定》。2020年，是各国根据《巴黎协定》加强其“国家自主贡献”降低排放量承诺的最后期限，并提交新的国家气候行动计划。经初步核算，2018 年我国碳强度比2005年累计下降45.8%^[35]，下一步是实现2030年的目标，即单位国内生产总值CO₂排放比2005年下降65%以上^[36]。据“蓝碳倡议”和美国国家科学院的研究，每年仍有多达1×10⁴ km²的沿海湿地生态系统消失，且由此造成的CO₂排放约为每年5亿吨。因此，海岸带和沿海生态系统的蓝碳是实现《巴黎协定》目标减排贡献的潜力部分。相关专家认为，正在制定“国家适当减缓行动”的缔约国，应积极将蓝碳纳入正在修改的“国家自主减排贡献”方案，并开展更多的工作推进蓝碳纳入气候变化减缓行动中，增加蓝碳在提高减排目标方面的机遇。

2.3   推动蓝碳从理论到实践的发展转变

2015年的巴黎气候大会上，印度尼西亚等28个国家表示，他们打算通过保护和恢复沿海生态系统，增加捕获碳来实现部分减排目标；有22个国家更具体地提到与海岸带管理有关的规划或区划工作，包括已出台相关政策。目前，澳大利亚联邦环境主管部门正在制定一项将蓝碳项目计入澳大利亚的巴黎目标的方法，并推进保护蓝碳政策的制定。此外，澳大利亚于2015年提出了“国际蓝碳伙伴”倡议，旨在保护红树林、海草等海洋生物，以减缓和适应气候变化。我国《“十三五”控制温室气体排放工作方案》提出“探索开展海洋等生态系统碳汇试点”的要求；2017年，《关于完善主体功能区战略和制度的若干意见》提出“探索建立蓝碳标准体系及交易机制”。我国科学家于2013年和2014年相继成立了“全国海洋碳汇联盟”和“中国未来海洋联合会”，目前正积极编制落实“中国蓝碳计划”，致力于形成引领全球的碳汇/增汇标准。2017年，我国在广西北海召开了“海洋生态系统碳汇试点”工作会议；2021年，威海市海洋发展局编制《威海市蓝碳经济发展行动方案（2021－2025）》，积极地推动了蓝碳从理论到实践的发展转变。

2.4   发展蓝碳，助力提升国际影响力

蓝碳生态系统具有吸收和储存碳、应对气候变化、保护生物多样性和可持续发展多目标相结合的特点。因此，发展蓝碳不仅有助于评估全球气候变化背景下海岸带碳汇功能的大小，更有助于在多个层面提升我国的国际影响力。例如，通过蓝碳的发展增加国际碳交易中的话语权；通过蓝碳的发展敦促联合国气候变化大会重视海洋问题，推动国际气候变化治理；通过蓝碳的发展为各国应对气候变化创造新的机遇，提供新的资金和技术渠道，履行气候变化承诺，进而获得包括政府间和非政府国际组织、小岛屿国家、“一带一路”国家、发展中国家和绝大部分发达国家的高度重视和广泛支持^[37-38]。

3   海岸带蓝碳发展存在的问题及建议

3.1   存在问题

目前，我国海岸带蓝碳发展主要面临以下形势：政策保障体系不够完善；海岸带蓝碳的监测缺乏系统完整的布局；科技对蓝碳发展的支撑能力有待加强；蓝碳试点探索示范引领作用不够显著，亟须加强受损蓝碳生态系统恢复实际案例的评估；蓝碳生态系统的保护与修复的利益与责任分工有待进一步明确，不利于公众参与度的提高；蓝碳国际交流与合作有待深化。

3.2   推进海岸带蓝碳管理政策的制定和实施

将蓝碳视为重要的公共资源纳入海洋管理体系，出台海岸带蓝碳资源管理相关法规和政策；出台海岸带蓝碳保护和恢复的相关战略规划、规章制度、行业规范、技术标准及考核督察指标方法。同时，建立符合我国国情的蓝碳价值评估体系。

3.3   实现我国海岸带蓝碳的系统性监测

逐步实现我国海岸带蓝碳的系统性监测，查清我国海岸带蓝碳生态系统（红树林、盐沼和海草床）的四个维度，包括分布情况、物种的组成、碳储量、碳积累与损失的速率。通过调查分析、现场综合观测和模型模拟等手段相结合，开展不同海岸带类型、多时空尺度蓝碳四个维度的估算研究，掌握其时空分布特征、变异性及估算的不确定性，建立蓝碳估算的方法学体系。

3.4   加强海岸带蓝碳的科学研究

①机制层面，深入了解和认识海岸带蓝碳生态系统结构与功能、蓝碳形成过程与调控机制、蓝碳对气候变化的响应与反馈。②技术层面，加强蓝碳通量与碳储量观测方法、蓝碳生态恢复、固碳减排增汇技术和蓝碳评估等方面的科研投入。同时探究关键技术，加强生态系统的关键物种对气候变化的适应性，并选择典型的红树林、盐沼和海草床等生态系统开展和推广。③基础平台建设层面，我国目前共有53个国家级野外台站，其中与海岸带湿地相关的国家站只有4个。完善红树林、盐沼和海草床等海岸带蓝碳生态系统的立体监测平台布局，构建综合观测网络与管理平台，把海岸带蓝碳监测、生态系统保护与恢复、海岸带的防灾减灾预警及时纳入监测平台目标定位，并统一监测指标体系、严控数据质量，为评估全球气候变化下蓝碳维度的变化不断积累基础数据。④蓝碳产业层面，优化能源结构，探索盐差能、海岸带风能等海岸带新能源的开发利用，实现优化海岸带生态环境与缓解能源危机的双赢。

3.5   积极开展受损蓝碳生态系统恢复实际案例的研究

我国政府通过划定海洋生态红线、建设海洋保护地、严格控制围填海，尝试建立和恢复功能健全、健康的蓝碳生态系统，中国“十二五”期间大力推动实施“蓝色海湾、南红北柳”等大规模海岸带生态修复项目，初见成效的整治行动通过促进蓝碳生态系统的增汇减排影响着气候变化。它们所形成的生态恢复区可为海岸带蓝碳提供理想的研究与实践场地，因此，有必要针对工程规模恢复的湿地开展蓝色碳汇定量评估。同时，也可在蓝碳生态系统观测网中纳入生态工程恢复区和基于自然的解决方案的生态系统恢复区的蓝碳监测试点。

3.6   明确利益与责任分工，加强蓝碳保护与修复的公众参与度

明确海岸带蓝碳生态系统土地使用权和管辖权边界的问题。明确保护和治理的政府、机构、社区和个人的职责和权益，明确保护和破坏海岸带蓝碳生态系统的行为和赏罚措施。加强海岸带蓝碳的科普宣传，通过政府及社会的宣传、引导及合理的机制，增强不同利益相关者对蓝碳保护与修复的合作与理解，增强当地政府、科学工作者、民众等多方面参与度，进而维持并强化蓝碳提供生计的能力。

3.7   服务国家需求，增强蓝碳国际合作

建立蓝碳标准体系，储备海岸带蓝碳科学数据，制定海岸带蓝碳生态系统CO₂减排增汇战略，评估落实海岸带蓝碳吸收CO₂量的当前值可以使大气中的碳含量下降值。抓住将沿海蓝碳生态系统纳入“国家自主减排贡献”方案的机会，持续推进蓝碳双重效益的发挥，增强蓝碳国际合作，推动规范碳交易市场的建立，探索从气候缓解工作中获得区域和国家财政收益，实现海岸带蓝碳管理、区域发展、环境保护、市场交易的有效结合。

4   结 语

海岸带蓝碳对气候变化的影响和响应是全球关注的焦点，我国海岸带蓝碳生态系统生境面积广阔，海岸带蓝碳生态系统是重要的、关键的、可管理的碳汇。从管理层面看，我国对蓝碳的发展有很大的需求，存在的问题应得到积极的解决。我们也建议各国政府实施减缓气候变化战略应多关注海岸带蓝碳生态系统。