海洋，為實現(xiàn)“雙碳”目標提供新方案——對話中國海洋大學未來海洋學院院長李建平

●地球系統(tǒng)由五大圈層構(gòu)成，大氣是變化最快的圈層，而驅(qū)動其變化的“幕后推手”之一，正是海洋

 

●海洋碳匯（藍碳）與森林碳匯（綠碳）相比，確實存在顯著的優(yōu)勢，可以用七個字來概括其特點：大、高、長、協(xié)同、豐富

 

●在滿足人類蛋白質(zhì)需求的前提下，優(yōu)先選擇那些碳足跡更低、更傾向于碳匯的海產(chǎn)品進行養(yǎng)殖和消費。這相當于優(yōu)化我們的“蛋白質(zhì)能源結(jié)構(gòu)”

 

●未來的海洋應該是健康的、清潔的、有韌性的、可預測的、安全的、物產(chǎn)豐饒的、人類可達的

 

●海洋的特殊性在于，它不僅是自然研究對象，更是連接世界的紐帶，涉及復雜的國際治理問題。未來的海洋治理者，不能只懂自然科學，還必須具備管理藝術(shù)和社會科學素養(yǎng)

 

李建平，中國海洋大學未來海洋學院院長，國家973計劃、國家重大研究計劃和國家重點研發(fā)計劃項目首席科學家，國際氣候與環(huán)境變化委員會主席，國際氣候?qū)W委員會主席。長期從事氣候?qū)W基礎(chǔ)理論與應用研究，主要研究方向為氣候動力學與可預報性、季風動力學及其預測、海—陸—氣相互作用、環(huán)狀模及其影響等。

 

暑期的中國海洋大學校園稍顯寧靜，但未來海洋學院的辦公室里，李建平仍如往常般忙碌。他正打磨一篇新的研究文章，從環(huán)境人權(quán)視角設(shè)計各國碳排放指標體系。“這篇文章的關(guān)鍵，是用數(shù)據(jù)證明‘雙碳’目標的合理性與前瞻性，它能有效回應國際社會對中國碳排放量的一些質(zhì)疑，為我國在氣候談判中爭取更有利的話語空間。”李建平說。

 

在近日召開的中央財經(jīng)委員會第六次會議上，“探索開展海洋碳匯核算”被明確提出——這標志著我國“雙碳”目標的實踐版圖已從陸地系統(tǒng)延伸至海洋空間，為全球氣候治理提供了“向海而興”的新思路。

 

而作為深耕氣候與海洋領(lǐng)域的學者，李建平與海洋的“相遇”并非偶然。2001至2004年，李建平曾任中國海洋大學兼職教授；2019年，他正式入職中國海洋大學，完成了從大氣科學研究向海洋領(lǐng)域的延伸。“很多人覺得天氣、氣候是大氣本身的事，但深入研究后會發(fā)現(xiàn)，‘只看大氣’遠遠不夠。”他介紹，地球系統(tǒng)由五大圈層構(gòu)成，大氣是變化最快的圈層，而驅(qū)動其變化的“幕后推手”之一正是海洋。“海氣相互作用才是理解氣候的關(guān)鍵——海洋如何影響大氣現(xiàn)象的發(fā)生與演變？如何通過海洋數(shù)據(jù)提升氣候預報的準確性？這些問題，讓我必然要走進海洋的世界。”李建平說。

 

在李建平眼中，海洋科學不僅是嚴謹?shù)膶W問，更充滿浪漫的人文情懷。“人類的誕生依賴海洋，文明的發(fā)展依托海洋，未來的可持續(xù)發(fā)展更離不開海洋。”他始終認為，科學的終極目標是服務人類，“所以我們既要研究當下的海洋規(guī)律，更要從人類長遠發(fā)展的視角，探索海洋與氣候、生態(tài)、社會可持續(xù)發(fā)展的深層關(guān)聯(lián)。”

 

近年來，在李建平的帶領(lǐng)下，中國海洋大學海洋碳中和中心以“突出海洋特色、服務國家‘雙碳’戰(zhàn)略”為宗旨，正成為海洋碳匯研究的重要力量。團隊充分發(fā)揮學校“文、理、工、農(nóng)、商”多學科交叉融合的優(yōu)勢，在跨學科有組織科研、高水平學術(shù)交流、服務地方建設(shè)、深化國際化合作等方面取得了一系列突破性進展，出版國內(nèi)“藍碳”領(lǐng)域首部藍皮書《中國藍碳藍皮書2024》，引領(lǐng)山東在海洋碳中和領(lǐng)域走在全國前列，讓更多的人了解與關(guān)注“海洋碳中和”，共同攜手為應對全球氣候變化貢獻力量。

 

“雙碳”目標從陸地延伸至海洋

 

記者：這幾年，大家開始對“藍碳”概念有了一定認知，請您簡單介紹一下，“藍碳”是什么？海洋是如何助力實現(xiàn)碳中和的？

 

李建平：海洋在碳中和中扮演著非常重要的角色，特別是近年來，受到高度關(guān)注。從2009年開始，“海洋碳匯”或“藍碳”的概念逐漸興起，這個概念的核心是利用海洋過程和海洋生物吸收大氣中的二氧化碳，并將其封存或儲存在海洋系統(tǒng)中的各種活動與機制。

 

海洋主要通過幾種方式實現(xiàn)固碳：物理過程，即二氧化碳溶解在海水中，并通過海洋環(huán)流傳輸?shù)缴詈Υ?；生物過程，依靠海洋中的浮游植物，如藻類，通過光合作用吸收二氧化碳，這些生物體及其產(chǎn)生的有機碳通過“生物泵”沉降到海底儲存，微生物也在其中發(fā)揮重要作用，構(gòu)成“微生物泵”；化學過程，涉及海洋自身的碳酸鹽系統(tǒng)吸收和儲存二氧化碳，這仍在深入探索中。此外，在海陸交界，特別是濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)，如紅樹林、鹽沼和海草床，具有強大的固碳能力，是極其重要的“藍碳”組成部分。

 

記者：“藍碳”和我們所熟知的森林碳匯即“綠碳”相比，有哪些獨特的優(yōu)勢呢？

 

李建平：海洋碳匯（藍碳）與森林碳匯（綠碳）相比，確實存在顯著的優(yōu)勢，可以用七個字來概括其特點：大、高、長、協(xié)同、豐富。

 

“大”是指海洋儲存的碳量巨大，約是大氣中碳儲量的50倍，是地球系統(tǒng)中最活躍的碳庫。雖然海洋中的生物量遠低于陸地生物量，但其吸收和儲存的碳量年通量卻與陸地生態(tài)系統(tǒng)相當，這充分體現(xiàn)了海洋碳匯的巨大規(guī)模。

 

“高”是指效率高。濱海藍碳生態(tài)系統(tǒng)雖然總面積占全球生態(tài)系統(tǒng)總面積的比例很小，但其吸收和儲存碳的效率卻非常高。如，紅樹林、海草床和鹽沼的單位面積年固碳速率通常遠高于陸地森林。通常，濱海生態(tài)系統(tǒng)的單位面積碳儲存量是陸地森林生態(tài)系統(tǒng)的3到5倍，甚至更多。

 

“長”是指碳封存周期長。二氧化碳是長壽命溫室氣體，在大氣中可存留數(shù)百年甚至上千年，自然過程難以在短期內(nèi)消除。“藍碳”可以通過海洋過程將碳輸送到深?；蚝５追獯?，其封存周期可達數(shù)百年甚至數(shù)千年。相比之下，“綠碳”的封存周期相對較短，因為樹木壽命有限，死亡后其儲存的部分二氧化碳會重新釋放回大氣。“藍碳”的長周期封存特性，為人類應對氣候變化提供了更長的緩沖時間，使我們有機會改進生產(chǎn)方式。

 

“協(xié)同”是指“藍碳”是一個涉及生物多樣性的協(xié)同機制，并非單一過程。它體現(xiàn)在整個海洋生物鏈的多個層面，不同生物和過程協(xié)同作用，共同實現(xiàn)高效的碳吸收和封存，這種多過程耦合的協(xié)同性是“綠碳”所相對缺乏的優(yōu)勢。

 

“豐富”是指“藍碳”的形式和功能更為豐富多樣，除了自然生態(tài)系統(tǒng)的固碳作用，還包括發(fā)展碳匯漁業(yè)等，例如，通過科學養(yǎng)殖貝類（如牡蠣、扇貝），既能滿足人類食物需求，又能利用貝類形成碳酸鈣外殼等過程長期儲存碳，實現(xiàn)一舉多得。

 

記者：您剛剛提到可以通過發(fā)展“碳匯漁業(yè)”等方式實現(xiàn)固碳，能否具體解釋一下？

 

李建平：在助力實現(xiàn)碳中和的過程中，發(fā)展“碳匯漁業(yè)”是一種重要方式。除了貝類，當前科學家們正在廣泛研究其他海產(chǎn)品，不斷明確不同海產(chǎn)品在其生命周期內(nèi)的碳足跡。人類需要從食物中獲取蛋白質(zhì)，但提供相同重量的蛋白質(zhì)，不同來源的碳排放差異很大。因此，量化各類海產(chǎn)品的碳足跡，識別哪些是“碳匯型”、哪些是“碳源型”產(chǎn)品有著重要意義。例如，貝類形成碳酸鈣外殼的過程，被認為是碳匯；而像養(yǎng)殖蝦這類海產(chǎn)品，其養(yǎng)殖過程可能消耗較多資源并產(chǎn)生二氧化碳排放，可能屬于碳源。

 

當然，與其爭論某種海產(chǎn)品是否絕對屬于碳匯或碳源，更值得借鑒的思路是：在滿足人類蛋白質(zhì)需求的前提下，優(yōu)先選擇那些碳足跡更低、更傾向于碳匯的海產(chǎn)品進行養(yǎng)殖和消費。這相當于優(yōu)化我們的“蛋白質(zhì)能源結(jié)構(gòu)”。

 

為了引導這種優(yōu)化，可以考慮建立基于碳足跡的調(diào)節(jié)機制。例如，對高碳足跡的海產(chǎn)品，在定價時除了其本身成本，可額外核算其碳排放成本，由消費者承擔。這意味著追求高端體驗的消費者需支付更高的環(huán)境成本。而對于普通消費者，可以選擇碳足跡低、性價比高的碳匯型海產(chǎn)品來滿足基本蛋白質(zhì)需求。

 

我認為，實現(xiàn)這一目標的核心基礎(chǔ)是建立科學、準確的海產(chǎn)品全生命周期碳排放核算方法。中國作為世界第一大海產(chǎn)品養(yǎng)殖國，應充分發(fā)揮這一優(yōu)勢。我們需要在保護好傳統(tǒng)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的同時，通過科學研究和合理規(guī)劃，優(yōu)化養(yǎng)殖品種和方式。目標是既滿足人民對優(yōu)質(zhì)蛋白的生活需求，又能有效減少碳排放，為我國乃至全球?qū)崿F(xiàn)碳中和目標探索出一條切實可行的路徑。

 

記者：除了發(fā)展“碳匯漁業(yè)”，我們還有哪些手段可以助力實現(xiàn)碳中和呢？

 

李建平：助力碳中和的路徑可概括為“減源”和“增匯”兩大類。減源即控制源頭，有兩種方式，即減少化石能源使用和碳排放，增加清潔可再生能源的使用。增匯則是增加碳吸收和封存，也包含兩種主要方式：其一是技術(shù)封存，利用科學技術(shù)將二氧化碳捕獲并封存，例如封存在海底地質(zhì)構(gòu)造中；其二是基于自然的解決方案，這是國際科學界和中國都積極倡導的路徑，即保護和恢復自然生態(tài)系統(tǒng)，以增強其固碳能力。

 

除了發(fā)展“碳匯漁業(yè)”，海洋還可以通過其物理溶解、生物固碳、濱海生態(tài)系統(tǒng)固碳、提供可再生能源等多種途徑，為實現(xiàn)碳中和目標提供自然解決方案和技術(shù)路徑。以海洋可再生能源為例，海上風電、波浪能、潮汐能、溫差能等，可以替代化石能源發(fā)電，直接減少碳排放，其中海上風電近年來發(fā)展尤為迅速。

 

“藍碳”重點是發(fā)揮海洋本身自然屬性

 

記者：您覺得利用海洋實現(xiàn)碳中和的過程中，最大的難點是什么？在“藍碳”的保護與利用方面，又面臨著哪些挑戰(zhàn)？

 

李建平：影響“藍碳”發(fā)展的因素確實存在。全球變暖的一個明顯表現(xiàn)就是海洋溫度升高，而海洋吸收二氧化碳的能力與其溫度密切相關(guān)。海水變暖顯著降低了其吸收效率，過去海洋能吸收接近30%的人為排放二氧化碳，如今這一效率已大幅下降，氣候變化本身削弱了海洋作為碳匯的能力。

 

海洋在吸收大量二氧化碳后還會發(fā)生酸化。自工業(yè)革命以來，海洋酸度至少已提升了20%，這種酸化對海洋生物尤其是鈣化生物（如珊瑚礁）會產(chǎn)生嚴重危害，導致其白化甚至死亡。生物多樣性的減少，反過來又削弱了海洋生態(tài)系統(tǒng)整體的固碳能力。

 

同時，人類活動對濱海藍碳生態(tài)系統(tǒng)也會造成直接破壞。例如，擁有紅樹林的熱帶國家，其紅樹林面積正在迅速減少。這些高固碳效率生態(tài)系統(tǒng)的喪失直接削弱了“藍碳”潛力，需要通過政策干預嚴格禁止破壞行為。

 

此外，海洋污染構(gòu)成嚴重威脅，主要包括塑料污染和富營養(yǎng)化。大量塑料垃圾進入海洋，不僅危害生態(tài)和人類健康，覆蓋海面的塑料還會阻擋陽光，影響浮游植物光合作用，降低其吸收二氧化碳的能力。同時，富含營養(yǎng)物質(zhì)的人類廢水排放入海導致局部海域富營養(yǎng)化，引發(fā)藻華爆發(fā)、溶解氧耗竭形成“死亡區(qū)”，破壞生態(tài)系統(tǒng)平衡，干擾正常的碳吸收過程。這些因素相互關(guān)聯(lián)，共同構(gòu)成了“藍碳”發(fā)展面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。

 

記者：在“藍碳”固碳方面，有沒有一些您覺得比較有效的手段方式？

 

李建平：核心思路還是要充分發(fā)揮海洋本身的自然屬性，提出以自然為基礎(chǔ)的解決方案。比如我們?yōu)I海的藍碳系統(tǒng)——紅樹林、海草床、鹽沼等，通過生態(tài)系統(tǒng)的修復、保護和擴大面積，就能發(fā)揮很大的固碳作用。拿紅樹林來說，它就像海岸的“眼睛”，功能很多，固碳能力很強，能保護海岸帶免受侵蝕，還支撐著生物多樣性，形成一個完整的生態(tài)鏈。得益于我國政府的高度重視與保護，我國紅樹林面積從20世紀70年代至今一直在持續(xù)增加，這在國際上是獨一無二的。

 

至于一些新技術(shù)，比如海洋碳封存，還是需要謹慎評估造價成本和生態(tài)風險。海洋生態(tài)系統(tǒng)非常敏感，以珊瑚礁為例，雖然固碳能力很強，但海水一暖化或酸化，珊瑚礁死亡后反而會變成碳源。新技術(shù)從設(shè)想到實踐，需要很長的檢驗過程，不能盲目推廣。現(xiàn)階段，我覺得還是應該優(yōu)先把現(xiàn)有的、基于自然的路徑做到最好，比如優(yōu)化海水養(yǎng)殖方式，在避免污染的同時提升效率。

 

推動在青島建立國家級的藍碳交易平臺

 

記者：剛才您給我們科普了許多“藍碳”知識，那么目前您的團隊正在做一些什么樣的工作？

 

李建平：我們海洋碳中和研究中心的工作，主要圍繞4個核心方向展開：

 

首先是深化對海洋碳匯機制的基礎(chǔ)研究。雖然我們知道“藍碳”在全球碳循環(huán)中扮演著極其重要的角色，但很多關(guān)鍵過程還沒有完全搞清楚，比如生物泵、微生物泵具體如何運作？二氧化碳是如何轉(zhuǎn)化，特別是如何形成穩(wěn)定的有機碳儲存下來的？要有效利用海洋的固碳能力，就必須先科學、透徹地認識它。如果處理不當，可能會引發(fā)意想不到的負面效應，而這些效應往往有滯后性，等我們發(fā)現(xiàn)時可能就晚了。

 

其次是探索利用海洋自身的特性發(fā)展可再生能源。人類排放二氧化碳，根源在于對傳統(tǒng)能源的依賴。海洋本身蘊藏著巨大的可再生能源潛力。比如，海浪日夜起伏，能不能用來發(fā)電？不同海域存在溫差，能不能利用溫差來驅(qū)動？還有潮汐能、強勁的海上風能，這些都是取之不盡的自然動力。我們研究的就是如何高效利用這些海洋過程來產(chǎn)生清潔能源。同時，也在探索一些化學過程，目標是既能減少海洋污染，又能結(jié)合利用太陽能等資源，實現(xiàn)凈化海洋和產(chǎn)生能源的雙贏。

 

再次是優(yōu)化海洋養(yǎng)殖活動。海洋牧場、海水養(yǎng)殖是我們獲取食物蛋白的重要途徑。我們關(guān)注的是如何科學地優(yōu)化這個過程，比如發(fā)展更高效的立體養(yǎng)殖模式。這需要設(shè)立實驗場，去驗證我們提出的科學設(shè)想在實際操作中是否可行、效果如何、效率怎樣。這是一個多學科交叉的領(lǐng)域，涉及海洋生物、養(yǎng)殖技術(shù)等。核心是通過扎實的研究和建立成功的示范點，為在全國推廣更安全、高效、低碳的養(yǎng)殖模式提供科學依據(jù)。

 

還有一項重點工作就是推動藍碳交易機制的落地。未來，規(guī)范人類的碳足跡并進行交易是重要方向。我們設(shè)想建立一個藍碳交易市場。那些通過技術(shù)創(chuàng)新或生態(tài)保護增加了碳匯，或者能提供低碳技術(shù)的企業(yè)，其碳配額指標可以在市場上交易。而那些排放量大的企業(yè)，配額用完了，就需要去購買這些指標。這樣，一方面高排放企業(yè)承擔了環(huán)境成本，另一方面也促進了資金流向真正產(chǎn)生碳匯效益的企業(yè)。實現(xiàn)這一目標需要建立公平透明的規(guī)則和交易平臺。目前，國內(nèi)綠碳交易已有實踐，但由于聯(lián)合國2009年才正式提出“藍碳”的概念，專門的藍碳交易平臺還是空白。因此，我們正積極推動在沿海城市，比如青島，建立國家級的藍碳交易平臺。這不僅對規(guī)范市場意義重大，更能整合沿海地區(qū)的海洋與陸地資源，帶動商品運輸、物流、國際貿(mào)易等在海陸一體化平臺上發(fā)展，從而提升區(qū)域競爭力并實現(xiàn)濱海一體化發(fā)展。

 

記者：作為未來海洋學院院長，您認為未來海洋會朝著哪些方向發(fā)展？

 

李建平：世界要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，海洋將發(fā)揮非常重要的作用。我認為，未來的海洋應該是健康的、清潔的、有韌性的、可預測的、安全的、物產(chǎn)豐饒的、人類可達的——這也是聯(lián)合國“海洋十年”計劃的目標。實現(xiàn)這個目標，需要我們深刻認識到海洋面臨的巨大挑戰(zhàn)，如氣候變化帶來的暖化、酸化、層結(jié)（阻礙海水垂直交換）及污染問題、過度開發(fā)問題。這也要求全球共同努力，基于科學認知，發(fā)展先進技術(shù)，制定合理的國際規(guī)則和政策，共同維護好這個對于人類生存發(fā)展至關(guān)重要的藍色家園。

 

努力培養(yǎng)世界級海洋管理學者

 

記者：學院目前承辦了不少“藍碳”和氣候等主題的國際性會議，也邀請了很多國際頂尖專家學者來為學生們進行講解，這樣做的目的是什么？

 

李建平：這個問題點出了我們工作的另一個核心目標——可持續(xù)的人才培養(yǎng)與傳承。要讓海洋事業(yè)后繼有人，關(guān)鍵在于培養(yǎng)新一代科學家。他們需要具備高深的研究水平和國際視野，能在自身研究領(lǐng)域取得突破，提出真知灼見，最終成長為棟梁之材。

 

為此，我們采取積極開闊學生眼界的方式，讓他們接觸世界最前沿的研究和最優(yōu)秀的科學家。我們邀請國際頂尖專家來訪，既是為了讓學生學習了解他們的卓越成果，也是讓學生感受和學習這些大科學家的精神品質(zhì)。科研道路充滿挑戰(zhàn)，會遇到困難、感到寂寞甚至迷茫，就像黎明前的黑暗，能堅持走到最后的人，往往靠的就是那份堅韌不拔的精神。我們通過論壇、全球公開課等形式，讓學生在學習頂尖成果的同時，細細體會科學家們攻堅克難的精神，這對塑造學生的科研品格至關(guān)重要。

 

同時，我們注重學術(shù)“營養(yǎng)”的均衡。國際會議和大師講座是“學術(shù)大餐”，但日常的高水平課程才是“家常便飯”，是學生成長的基礎(chǔ)。我們聘請國內(nèi)外一流學者授課，確保“家常便飯”也有高品質(zhì)。

 

我們還鼓勵學生“走出去”交流。學術(shù)不能閉門造車，我們支持學生到國外先進的研究機構(gòu)訪學或參與聯(lián)合研究，親身體驗國際前沿的氛圍，在實踐中學習和成長。

 

總而言之，我們特別強調(diào)培養(yǎng)文理兼通的復合型人才。海洋的特殊性在于，它不僅是自然研究對象，更是連接世界的紐帶，涉及復雜的國際治理問題。未來的海洋治理者，不能只懂自然科學，還必須具備管理藝術(shù)和社會科學素養(yǎng)。因此，我們希望所培養(yǎng)的人才是能在國際舞臺發(fā)揮領(lǐng)導作用的世界級海洋管理學者——他們既懂科學，又懂管理，能制定符合各國共同利益、團結(jié)大多數(shù)、引領(lǐng)未來的海洋治理規(guī)則，贏得國際社會的尊重。（青島日報/觀海新聞記者 楊琪琪 實習生 萬劉鑫）