引言

　　為了實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》設(shè)定的 “到本世紀(jì)末全球平均氣溫的上升幅度控制在 1.5℃以內(nèi)” 的目標(biāo)，必須在 2050 年達(dá)到二氧化碳(CO₂)凈零排放。固定和儲存的碳被稱為 “藍(lán)碳”。在全球氣候變化的背景下，濱海藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)因其巨大的碳匯潛力而受到廣泛關(guān)注。濱海藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)主要包括紅樹林、鹽沼、海草床三大傳統(tǒng)藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)和海藻場這一新興藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)。其中三大傳統(tǒng)藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)貢獻(xiàn)了全球海洋沉積物中超過 60% 的有機(jī)碳，而總面積只占海洋生態(tài)系統(tǒng)的 0.5%[1]。濱海藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)每年的 CO₂封存量達(dá)到 2.2×10⁴Mg/hm²，是陸地森林生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)十倍乃至數(shù)百倍 [2]。因此，濱海藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)作為重要的天然碳匯，在全球碳循環(huán)和緩解氣候變化中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

　　全球紅樹林每年的 CO₂封存量為 (1.7±0.2) Mg/hm²，紅樹林面積約為 1.5×10⁷hm²，占世界森林總面積的 0.4%;然而，在過去 30 年間，全球紅樹林面積約減少了 1.0×10⁶hm²，預(yù)計到 2100 年末，因紅樹林減少導(dǎo)致的 CO₂排放量為 2.4×10⁹~3.4×10⁹Mg [3]。全球鹽沼的碳儲量為 (334.4±3.5) Mg/hm²，鹽沼面積約為 5.5×10⁶hm²，占濱海藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)總面積的 4%[4]。2000-2019 年，全球鹽沼面積總損失量約為 1.4×10⁵hm²，相當(dāng)于新加坡面積的 2 倍，這導(dǎo)致每年約增加了 1.6×10⁷Mg 的 CO₂排放量 [5]。全球海草床儲存的有機(jī)碳約達(dá) 2.0×10¹⁰Mg，海草床面積約為 7.9×10⁷hm²，占全球海洋面積的 2%;自 20 世紀(jì)以來，全球海草床的年平均損失率為 1.5%，導(dǎo)致每年有 1.1×10⁷~2.3×10⁷Mg 有機(jī)碳加速分解 [6]。大型海藻是海岸帶的主要初級生產(chǎn)者，其凈初級生產(chǎn)力為 1.0×10⁹~2.0×10⁹Mg/a，海藻場面積為 2.8×10⁸~4.3×10⁸hm²[7];在過去 50 年間，由于海洋污染、捕撈、物種入侵、水產(chǎn)養(yǎng)殖以及全球變暖等原因，約 60% 的海藻場已退化 [8]。濱海藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)的退化顯著削弱了其碳匯能力，因此，亟須修復(fù)濱海藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)，提高其碳匯能力，這對推動 “碳達(dá)峰” 和 “碳中和” 進(jìn)程具有重要意義。

　　通過 Web of Science 網(wǎng)站檢索到的關(guān)于濱海藍(lán)碳增匯研究的發(fā)文情況。由總發(fā)文量可知，濱海藍(lán)碳增匯的研究經(jīng)歷了起始階段、上升階段和高速發(fā)展階段。2009 年，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(United Nations Environment Programme, UNEP)、聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO)和聯(lián)合國教育科學(xué)文化組織政府間海洋學(xué)委員會(United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization-Intergovernmental Oceanographic Commission, UNESCO-IOC)聯(lián)合發(fā)布了《藍(lán)色碳匯：健康海洋固碳作用的評估報告》(Blue Carbon: The Role of Healthy Oceans in Binding Carbon)，首次提出 “藍(lán)碳” 概念，即藍(lán)碳指由海洋生物捕獲的碳，濱海藍(lán)碳增匯研究開始萌芽。隨著氣候變化共識的達(dá)成及 2016 年《巴黎協(xié)定》正式簽署生效，濱海藍(lán)碳增匯研究快速發(fā)展，相關(guān)發(fā)文量陡增。

　　發(fā)文量分類顯示，關(guān)于紅樹林藍(lán)碳增匯的研究最多，鹽沼和海草床次之，關(guān)于海藻場藍(lán)碳增匯的研究最少。海藻場作為一種新興的藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)，其碳匯功能和碳匯能力仍然存在一些爭議，但隨著越來越多的證據(jù)證明海藻場具有強(qiáng)大的碳匯潛力，其研究論文逐步增多。

　　作者的地域分布顯示，美國、中國、澳大利亞、印度尼西亞的發(fā)文量較多。中國是世界上少數(shù)幾個同時擁有紅樹林、鹽沼、海草床三大藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)的國家之一，同時中國大型海藻產(chǎn)量占全球 2/3 左右 [9];印度尼西亞擁有全世界最大面積的紅樹林。

　　研究主題顯示，研究主要集中在緩解氣候變化、生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)及沉積物有機(jī)碳埋藏等。

　　根據(jù)濱海藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)的類別和特征，作者總結(jié)了其主要增匯技術(shù)和裝備。

　　1 紅樹林增匯技術(shù)

　　1.1 紅樹林造林型增匯技術(shù)

　　人口增長、糧食生產(chǎn)、工業(yè)和城市發(fā)展以及木材砍伐等因素導(dǎo)致紅樹林遭到大面積破壞，紅樹林造林型增匯技術(shù)則是通過植樹造林恢復(fù)和擴(kuò)大紅樹林面積，以此恢復(fù)和提高紅樹林的藍(lán)碳儲量，這是國內(nèi)外廣泛采用的主流的紅樹林增匯技術(shù)。例如：全球紅樹林品種最豐富的國家 —— 印度尼西亞提出了 “到 2024 年末紅樹林面積恢復(fù) 6.0×10⁵hm²” 的目標(biāo)，該行動將使其全國土地 CO₂排放量減少 16%[10]。

　　紅樹林造林型增匯技術(shù)的廣泛推廣和成功應(yīng)用，對全球紅樹林的分布格局、增匯格局產(chǎn)生了較大影響。例如：中國歷史上紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的最北端邊界曾位于福建省福鼎市(27°20′N)附近，1957 年以來浙江省溫州市(28°20′N)成功引進(jìn)紅樹林，實現(xiàn)了紅樹林北移。到 2020 年，浙江省的紅樹林面積達(dá)到 386.8hm²，北移 3 年后紅樹林的凈碳吸收量達(dá)到 1.1Mg/(hm²・a)[11]。Song 等 [12] 預(yù)估在 40 年內(nèi)紅樹林損失區(qū)域進(jìn)行再造林后，可吸收 6.7×10⁸~6.9×10⁸Mg 的 CO₂，并且相比于光灘造林，重新造林后的藍(lán)碳儲量約可增加 60%。

　　紅樹林造林型增匯技術(shù)的關(guān)鍵包括造林位置和物種的選擇等，環(huán)境因素對紅樹林的生長有著重要影響。從造林位置來看，隨著種植場地海拔的降低，紅樹植物秋茄(Kandelia obovata)和白骨壤(Avicennia marina)的總生物量分別減少了 48.8% 和 19.7%;從物種來看，白骨壤生態(tài)系統(tǒng)的有機(jī)碳儲量高于秋茄生態(tài)系統(tǒng)的有機(jī)碳儲量 [13]。因此，為了最大限度地提高紅樹林的固碳效果，可重點考慮在低海拔地區(qū)種植白骨壤。不過，紅樹林造林型增匯具有一定的局限性，例如其不適用于年平均降雨量少、淹水時間長、鹽度高的區(qū)域。

　　1.2 紅樹林水文連通型增匯技術(shù)

　　填海造田、堤壩水利以及道路建造會阻斷海洋與濕地之間的水文連通性，造成紅樹林退化。紅樹林水文連通型增匯通常需要修改或者移除水利工程以及直接連通水流，主要方式有降低防潮閘門的高度、拆除堤壩以及開通溝渠等。該增匯技術(shù)的原理主要包括：1)水文連通后，潮汐作用恢復(fù)，可以在淹水條件下營造厭氧環(huán)境，抑制有機(jī)質(zhì)的分解 [14];2)海水中豐富的硫酸鹽沉積在濕地中，使得硫酸鹽還原菌成為濕地中的優(yōu)勢菌群，這進(jìn)一步緩解了由 CH₄排放造成的有機(jī)碳的損失 [15];3)水文連通后排水功能恢復(fù)，使得水位下降且海水淹沒時間縮短，紅樹林幼苗的根系或紅樹林種子在該水文條件下可以接觸到沉積物，減少漂浮時間，保持其發(fā)芽和生長活力 [16]。

　　目前，國內(nèi)外已有較多紅樹林水文連通型增匯技術(shù)的工程應(yīng)用實例。例如：印度尼西亞蘇拉威西島的廢棄池塘恢復(fù)水文活動后，促進(jìn)了紅樹林再生，該修復(fù)區(qū)域每年大約減少了 27.6Mg/hm² 的 CO₂排放 [17]。不過，由于后續(xù)河流攜帶的泥沙不斷沉淀，主要的渠道容易堵塞，需要經(jīng)常疏浚，因此增匯管護(hù)時在水文修復(fù)方面需投入的資金較多。

　　2 鹽沼增匯技術(shù)

　　2.1 鹽沼植被修復(fù)型增匯技術(shù)

　　受到外來物種入侵、海岸工程建設(shè)和海平面上升等因素的影響，鹽沼本土植物會大量死亡甚至全部消失。鹽沼植被修復(fù)型增匯技術(shù)主要通過促進(jìn)鹽沼植被恢復(fù)和生長來提升由植物主導(dǎo)的內(nèi)源碳庫的固碳功能。其中，生物炭和微生物菌劑具有提供養(yǎng)分(氮、磷和鉀等)和改良土壤(優(yōu)化 pH 值、陽離子交換能力、鹽度、容重及減少污染物)等功能，施用后有利于植物根系發(fā)育，促進(jìn)植物生長，并從大氣中吸收更多的 CO₂，因此是值得關(guān)注的鹽沼植被修復(fù)新材料。例如：為期 2 年的原位實驗表明，添加生物炭后，鹽沼土壤有機(jī)質(zhì)增加了 48.5%~139.6%，植物生長量提高了 49.2%~56.7%[18];通過 60d 的盆栽實驗發(fā)現(xiàn)，施加 1% 的互花米草生物炭后，堿蓬幼苗的生物量約提高了 100%[19];Sood 等 [20] 發(fā)現(xiàn)，施加木霉菌(Trichderma)后，葉片中的鉀濃度升高，植物根系吸收養(yǎng)分的能力提高;施加 44.9kg/hm² 的木霉菌后，鹽沼植物海三棱藨草的植株增長率可達(dá) 669%，土壤的脲酶活性和堿性磷酸酶活性顯著提高 [21]。

　　此外，生物炭和微生物菌劑在緩解植物受到化感脅迫方面也具有較大的潛力。外來入侵生物互花米草會分泌化感物質(zhì)如庚烷、棕櫚酸、硬脂酸、2,4 - 二叔丁基酚和氫化肉桂酸等 [22]，這些化感物質(zhì)通過干擾光合作用、阻斷三磷酸腺苷的合成和破壞植物的正常代謝來抑制周圍鹽沼本土植物的生長，即便清除了互花米草，殘留的化感物質(zhì)在短期內(nèi)也無法完全降解消除，而添加生物炭和微生物菌劑可以有效緩解這些化感物質(zhì)對鹽沼本土植物的脅迫作用。例如：磷酸改性后的生物炭可以去除 40% 以上的酚酸類化感物質(zhì) [23]，內(nèi)生真菌如楓香擬莖點霉(Phomopsis liquidambari)可以有效降解 4 - 羥基苯甲酸和芥子酸 [24]。

　　2.2 鹽沼促淤與埋藏型增匯技術(shù)

　　泥沙的沉積速率和輸入量是決定鹽沼碳埋藏和碳儲存能力的關(guān)鍵因素。鹽沼促淤與埋藏型增匯技術(shù)主要通過提高潮汐作用下的泥沙輸入量、增加鹽沼沉積物的泥沙截留量、降低泥沙侵蝕量來維持鹽沼的碳沉積與碳埋藏能力;恢復(fù)鹽沼的水沙供給，促進(jìn)生境的縱向堆積和橫向延伸，擴(kuò)展其向陸或向海的生存空間，提高碳沉積與碳埋藏的速率 [14]。主要技術(shù)措施有：1)引入臨近水域的水沙或提高海岸的泥沙輸入量，來提升鹽沼的固沙能力。2)在潮流輸入較弱的區(qū)域，在安全防護(hù)下將海堤向陸退縮，通過恢復(fù)海洋潮流的沉積作用塑造或改變鹽沼生境類型，提高碳埋藏速率 [25]。例如：澳大利亞鏈谷灣的鹽沼在沉降作用下經(jīng)過 5~10 年轉(zhuǎn)化為紅樹林濕地，沉積物堆積速率和碳埋藏速率分別提高了 2 倍和 4 倍 [25]。3)通過建造沙島、階地等來提高泥沙截留量，并減弱侵蝕效應(yīng) [26]。沙島可通過降低水流速度和減弱海浪沖擊促進(jìn)泥沙懸浮，從而截留泥沙;階地是由多條平行的溝坎組成的構(gòu)筑物，它將濕地劃分為多個小盆地，可促進(jìn)泥沙沉積 [14]。4)將防洪堤、丁字壩等硬質(zhì)堤壩改造為貽貝床、牡蠣礁等生物堤壩，可以促進(jìn)泥沙供給，減弱海浪侵蝕 [27]。其中，牡蠣礁沉積物的泥沙含量高達(dá) 60%，懸浮泥沙的質(zhì)量濃度為 50~370mg/L [28]。

　　3 海草床增匯技術(shù)

　　3.1 海草床植被修復(fù)型增匯技術(shù)

　　受到水產(chǎn)養(yǎng)殖、船舶運輸和有害藻華的影響，海草大面積減少，導(dǎo)致裸露的沉積物中封存的有機(jī)碳加速分解。海草床植被修復(fù)型增匯技術(shù)主要通過提高海草種子萌芽率和海草移植成功率的方式來恢復(fù)海草床的碳封存能力。在提高海草種子萌芽率方面，已有多種因地制宜的技術(shù)被成功研發(fā)。例如：用淡水浸泡種子或在種子表面制造劃痕，來有效誘導(dǎo)海草種子發(fā)芽 [29];甲殼動物對海草種子的捕食會降低海草床的恢復(fù)成功率，因此將海菖蒲(Enhalus acoroides)種子裝入網(wǎng)袋且使其埋藏深度為 2cm，以避免生物捕食造成的損失，種子發(fā)芽率可高達(dá) 96%[30]。

　　在提高海草移植成功率方面，修復(fù)海草床植被的常用方法是草皮法、草塊法和根狀莖法。為了提高海草移植效率，澳大利亞研發(fā)了移植海草的專用機(jī)械設(shè)備 ECOSUB1 和 ECOSUB2 [31-32]，提高了海草移植的機(jī)械化水平。另外，海草移植后容易被海浪沖走，因此還需對其進(jìn)行固定。目前常用的海草移植固定方法有訂書釘法、框架法和貝殼法。研究發(fā)現(xiàn) [33]，采用訂書釘法把海草兩端固定于潮灘底部，4 個月后海草的覆蓋率可達(dá)到 57.8%。被修復(fù)的海草床的固碳能力與天然海草床相近。例如：在澳大利亞西澳大利亞州牡蠣港的海岸移植海草 18 年后，海草床的碳埋藏率達(dá)到了 0.3Mg/(hm²・a)[34]。

　　3.2 海草床生境改善型增匯技術(shù)

　　船舶螺旋槳轉(zhuǎn)動、船體擱淺及錨泊都會對淺海區(qū)海草床沉積物的結(jié)構(gòu)和功能造成破壞，導(dǎo)致沉積物中的養(yǎng)分流失。海草床生境改善型增匯技術(shù)則通過施肥、緩解營養(yǎng)限制以及改善生長環(huán)境等方式，快速促進(jìn)海草床植被的生長及其面積的增加，從而提高海草光合固碳量。例如：建立鳥樁(用于積累糞便的鳥類棲息樁)后，由于鳥類糞便中富含的磷等營養(yǎng)物質(zhì)可以促進(jìn)海草生長，2 年后淺灘草(Halodule wrightii)的覆蓋率接近于天然海草床 [35]。不過，鳥樁也可能會造成對海草床的過營養(yǎng)化，破壞群落演替并且增加附生植物生物量。與在海草床中引入更多鳥類相似，研究人員還研發(fā)了人工添加鳥糞石的海草床生境改善技術(shù)。該技術(shù)的原理是，經(jīng)過廢水處理后回收的鳥糞石不溶于水，而在接觸海草根系分泌的有機(jī)酸后會快速釋放磷。研究發(fā)現(xiàn) [36]，添加鳥糞石后，海草床生物量增加了 10%~60%，相比于常見的控釋肥料，采用鳥糞石人工添加技術(shù)的生境改善效果更佳，且其釋放的氮和磷更少。

　　4 海藻場增匯技術(shù)

　　4.1 近岸海藻養(yǎng)殖增匯技術(shù)

　　近岸海藻場增匯技術(shù)即通過優(yōu)選藻種和改良養(yǎng)殖技術(shù)來緩解海藻場固碳的部分限制作用。例如：選擇養(yǎng)殖產(chǎn)量較高的海藻如海帶(Laminaria)，其每年的碳固定量超過 30.0Mg/hm²[37]。2010-2020 年，全球的海藻養(yǎng)殖產(chǎn)量約增加了 1.5×10⁷Mg，海藻養(yǎng)殖密度增大，導(dǎo)致海藻營養(yǎng)缺乏，生長受阻。可采用氣幕式人工上升流裝備將海底富營養(yǎng)鹽的海水輸送到海面，輔助浮球下的海帶生長。目前，已在山東青島的鰲山灣海域開展國內(nèi)首個人工上升流增匯示范工程，通過提升上升流的涌升效率，每株海帶平均增產(chǎn) 36.1g，CO₂吸收量約增加了 1.6Mg/hm²[38]。

　　日本制鐵公司開發(fā)了一種由鋼鐵渣與廢木材發(fā)酵形成的腐殖土混合而成的肥料，該肥料在 2004 年 10 月施用于北海道試點區(qū)域，8 個月后發(fā)現(xiàn)試驗區(qū)的海帶生物量比非實驗區(qū)增加了 100 多倍 [39]。光照限制是海藻養(yǎng)殖的嚴(yán)重瓶頸，特別在渾濁水域，大量的懸浮物會使水下輻照度降低，影響海藻的生長。利用波浪摩擦發(fā)電而為海藻提供光照是促進(jìn)海藻生長和提高其碳匯效能的一種可行方案 [40]。實驗室研究表明，利用功率為 90 mW 左右的波浪發(fā)電機(jī)補(bǔ)光裝備為海帶補(bǔ)光，可使海帶的平均凈生物量積累率和線性生長率顯著提高，分別提高 10.83±0.16% 和 9.12±0.68%[40]。

　　4.2 深遠(yuǎn)海海藻養(yǎng)殖增匯技術(shù)

　　開發(fā)海藻養(yǎng)殖區(qū)域同樣至關(guān)重要。海藻常用養(yǎng)殖裝備為浮筏，其適用于風(fēng)浪較小的近岸淺水區(qū)，在深水區(qū)浮筏的養(yǎng)殖錨繩會在惡劣海況下斷裂。目前，離岸系泊式海藻牧場的構(gòu)建備受關(guān)注，其突破了海藻在 40 m 水深內(nèi)養(yǎng)殖的限制，擴(kuò)大了海藻的養(yǎng)殖區(qū)域 [41]。在韓國南?？ぃ芯咳藛T利用中水層繩索培養(yǎng)技術(shù)種植多年生褐藻昆布(Ecklonia cava)，將海藻苗繩懸掛在水中，使海藻在水中生長。該技術(shù)的優(yōu)點是可以避免海藻苗被海洋生物捕食，同時種植設(shè)備可以與其他裝備(如海上風(fēng)電場和平臺)結(jié)合使用。該技術(shù)的試點農(nóng)場每年約可以吸收 10.0 Mg/hm² 的 CO₂，有效減少了溫室氣體的排放 [42]。此外，海藻沉降被認(rèn)為是可以實現(xiàn)永久碳封存的有效技術(shù)手段，如果可以將海藻下沉到海洋深處的無氧區(qū)域(水深 > 1000 m)，那么海藻有可能被長時間保存 [37]。因此，開發(fā)具有環(huán)境感知能力及主動沉降能力的智能化深遠(yuǎn)海海藻養(yǎng)殖裝備是發(fā)展海藻碳匯的可行路徑。

　　5 區(qū)域耦合的濱海藍(lán)碳增匯裝備

　　5.1 濱海藍(lán)碳濕地耦合光伏發(fā)電裝備

　　海上光伏發(fā)電是應(yīng)對光伏開發(fā)與土地資源之間矛盾的新能源形式。濱海藍(lán)碳濕地為光伏發(fā)電裝備的安裝提供了海況平穩(wěn)的低風(fēng)浪區(qū)，而光伏發(fā)電裝備錨固基底提供了海洋生物棲息地，進(jìn)而改善海洋環(huán)境，恢復(fù)生態(tài)。2021 年 6 月，總裝機(jī)容量為 300 MW 的浙江寧波象山長大涂灘涂光伏單元并網(wǎng)發(fā)電;2021 年 12 月，位于溫州浙南產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)甌飛圍區(qū)內(nèi)灘涂的泰瀚 550 MW 漁光互補(bǔ)光伏單元成功并入國家電網(wǎng);2024 年 5 月，中核田灣 2000 MW 灘涂光伏項目在江蘇連云港正式開工建設(shè)，它是目前國內(nèi)最大的海上光伏項目。大型灘涂漁光互補(bǔ)光伏單元的上層空間用于發(fā)電，地面灘涂用于水產(chǎn)養(yǎng)殖，極大提高了海岸灘涂的開發(fā)和利用水平。然而，受鹽霧和海洋生物附著物的影響，光伏設(shè)備面臨腐蝕、污損等風(fēng)險，因此未來還需對裝備進(jìn)行針對性的改良。

　　5.2 紅樹林耦合核電站溫排水裝備

　　核電站的換熱裝置通過循環(huán)加熱冷卻水的方式進(jìn)行熱量交換，并將加熱后的冷卻水排入鄰近海域，致使周圍海水的溫度升高。該受熱的海水稱為溫排水。紅樹植物多具有嗜熱性，其分布受溫度因素(包括氣溫、水溫)的主導(dǎo)影響，因此，利用溫排水幫助紅樹林御寒，已成為一種具有多重效益的碳匯手段。針對廣西防城港核電站溫排水區(qū)域紅樹林的研究表明 [43]，受溫排水影響的紅樹林在各個溫升區(qū)均有不同程度的自然生長擴(kuò)散現(xiàn)象。但是，由于水溫升高，溫排水的溶解氧含量較低，同時水體中殘留的人為添加的除生劑(如氯氣)對紅樹林的生長擴(kuò)散具有一定的影響，因此需要有智能化的溫排水監(jiān)測、處理及排放裝備作保障。

　　5.3 海藻場耦合風(fēng)電裝備

　　海藻場與風(fēng)電場的結(jié)合可以使兩者共享運維。研究表明 [44]，海水養(yǎng)殖與風(fēng)電場相結(jié)合，可以使風(fēng)電場的運維成本降低 10%。風(fēng)機(jī)基座可用于海藻養(yǎng)殖裝置的附著固定，風(fēng)電場為海藻場提供無航區(qū)域，使海藻養(yǎng)殖由近岸向開放海域延伸。將海藻場與近海風(fēng)電場結(jié)合的計劃早在 2000 年在德國北海提出?？紤]到不同于近岸的復(fù)雜海況，風(fēng)電場內(nèi)海藻養(yǎng)殖裝備由長線結(jié)構(gòu)和環(huán)形結(jié)構(gòu)發(fā)展為可自主下潛的籠狀結(jié)構(gòu)，其對風(fēng)浪和復(fù)雜海況的抵御效果逐步得到提升 [44]。在中國，風(fēng)電場遠(yuǎn)離海岸，為了使海藻養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)與風(fēng)電產(chǎn)業(yè)相結(jié)合而產(chǎn)生顯著的耦合效果，技術(shù)裝備需要進(jìn)一步提升。

　　6 濱海藍(lán)碳增匯效益

　　由相關(guān)數(shù)據(jù)可知：紅樹林、鹽沼、海草床、海藻場的 CO₂吸收率分別為 3.0×10⁸~3.6×10⁸、5.0×10⁷~7.0×10⁷、1.3×10⁸~1.6×10⁸、3.0×10⁸ Mg/a [45];紅樹林增匯項目的成本約為 23.0~3.7×10⁵美元 /(hm²・a)，主要包括植物及其種植、施工、維護(hù)、運輸?shù)瘸杀?，其具有可觀的投資回報，后續(xù)的經(jīng)濟(jì)效益約為 146.0~5.1×10⁵美元 /(hm²・a)[46];鹽沼增匯項目的成本約為 1.2×10⁴~3.3×10⁵美元 /(hm²・a)，后期的經(jīng)濟(jì)效益為 1.0×10⁴~3.1×10⁵美元 /(hm²・a)[47];海草床增匯項目的成本為 1.2×10⁴~7.0×10⁵美元 /(hm²・a)，后期的經(jīng)濟(jì)效益為 1.9×10³~3.6×10⁵美元 /(hm²・a)[48];海藻場增匯項目的成本為 3.4×10⁴~2.2×10⁵美元 /(hm²・a)，后期的經(jīng)濟(jì)效益為 6.4×10⁴~1.4×10⁵美元 /(hm²・a)[49]。濱海藍(lán)碳增匯項目大約需要投入 3~10 年，前期的經(jīng)濟(jì)凈收益較少，后期項目完成后每年都有較高且穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)效益。

　　重新造林后，紅樹林濕地的螃蟹、多毛類蠕蟲和兩棲動物等生物群落的密度增加，此外，紅樹林水文連通性恢復(fù)后，為以潮間帶底棲動物為食的遷徙濱鳥和瀕危魚類提供了適宜的生存環(huán)境。美國紐約長島的退化鹽沼修復(fù)后，鹽沼本土植被覆蓋率從 48% 增加到 78%，加拿大底鳉(Fundulus heteroclitus)、羊頭鯛(Cyprinodon variegatus)、銀鰓蟹(Menidia spp.)和藍(lán)蟹(Callinectes sapidus)的豐度顯著增加，濱鳥、水禽、雀鳥和猛禽的數(shù)量分別增加了 110%、62%、84% 和 220%[50]。美國得克薩斯州海岸移植海草 10 年后，鳥、無脊椎動物、雙殼類動物和魚的種類顯著增加 [51]。在加勒比海的海藻養(yǎng)殖區(qū)域發(fā)現(xiàn)魚類和無脊椎動物的種類分別增加了 25 倍和 7 倍，其中杜父魚(Anisotremus sp.)和沙丁魚(Harengula sp.)的數(shù)量分別增加了 4 倍和 2 倍，并且以海藻為食的蠑螺(Turbinidae)和綠寶石蟹(Mithraculus sculptus)等動物大量存在，與周圍海域相比，海藻養(yǎng)殖區(qū)域的生物多樣性更顯著 [52]。

　　7 未來研究展望

　　濱海藍(lán)碳增匯技術(shù)和裝備的總體發(fā)展空間巨大，今后應(yīng)著重考慮在以下幾個方面進(jìn)行突破：

　　1)優(yōu)化濱海藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)的分布，提高其碳匯、碳儲能力，改進(jìn)溫室氣體排放格局解析技術(shù)，提高分析的準(zhǔn)確性。促進(jìn)衛(wèi)星和無人機(jī)遙感技術(shù)在濱海藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測中的應(yīng)用，突破遙感觀測海草床等的技術(shù)局限，構(gòu)建海陸空一體化聯(lián)合觀測裝備體系，從而在濱海藍(lán)碳增匯的空間規(guī)劃上實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)層級間的協(xié)同和陸海統(tǒng)籌區(qū)域間的協(xié)同。

　　2)開展濱海藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)物種優(yōu)選與培育技術(shù)以及種植機(jī)械化設(shè)備的研發(fā)，提高生態(tài)修復(fù)的植物存活率和移植效率。鹽度、水淹、水文過程和外來物種入侵等因素均會影響植物的生長狀況，因此應(yīng)針對性地研發(fā)新技術(shù)來增強(qiáng)植物適應(yīng)環(huán)境的能力。

　　3)推進(jìn)海藻沉降、無植被灘涂促淤增匯、海岸帶加堿增匯等新興藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)碳封存技術(shù)與設(shè)備的研發(fā)。目前，在該類技術(shù)對生態(tài)系統(tǒng)的影響方面還存在研究空白，應(yīng)重點關(guān)注其對生態(tài)環(huán)境的影響。以海藻沉降技術(shù)為例，未來應(yīng)研究海藻強(qiáng)化沉降過程對表層到深海各類型海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響。

張怡儀;范東陽;左章琦;馮毅雄;肖 溪,浙江大學(xué)海洋學(xué)院;浙江大學(xué)海洋研究院國際藍(lán)碳研究中心;浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院;浙江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,202405