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新质力 新津彩丨从解放双手到智慧大脑 探访工业机器人

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福建省渔业碳汇(tànhuì)评估(pínggū)领域的首个地方标准《DB35/T 2238-2024养殖海带碳汇评估技术规程》正式实施,全国首宗“沉积碳—惰性碳”海洋渔业碳汇交易落地(luòdì)福州,全国首例跨国海藻碳汇完成开发,全省首笔海洋渔业碳汇质押贷款落地漳州,全省首单牡蛎碳汇保险落地诏安…近半年来(lái),福建渔业碳汇研究及应用硕果(shuòguǒ)频出。 海洋碳汇,又称蓝碳(lántàn),其发展(fāzhǎn)是我国实现“双碳”目标的(de)重要路径之一。其中,我国发展以海水养殖贝类、藻类等为重点的海洋渔业碳汇(以下简称“渔业碳汇”)有着得天独厚的优势。 作为(zuòwéi)“生态优等生”、海洋渔业大省(dàshěng),福建始终高度重视渔业碳汇,在基础研究、增汇关键技术(guānjiànjìshù)、交易平台建设、场景应用等方面积极先行先试。 本期深读,记者走访多个高校、科研院所,跟随专家(zhuānjiā)的视角,看(kàn)八闽沿海的一个个“蓝色牧场”如何变身蔚蓝“碳库”。 打通(dǎtōng)堵点,从1到N的突破 4月11日,全国(quánguó)首宗“沉积碳—惰性(duòxìng)碳”海洋渔业碳汇交易在连江达成(dáchéng)。326.4吨“沉积碳—惰性碳”海洋渔业碳汇产品,以32640元被购买,用于替代性生态修复。 相较于以往(yǐwǎng)碳交易中的渔业碳汇,沉积碳、惰性碳首次(shǒucì)出现,意味着福建渔业碳汇有了新突破。 3月24日,福建地方标准《养殖海带碳(tàn)(tàn)汇评估技术规程(jìshùguīchéng)》正式实施,其中明确:养殖海带固定的碳,包括可移除生物碳,以及留存在海洋环境中的溶解有机碳、颗粒有机碳和沉积物有机碳。 “以往,在提及藻类碳汇(tànhuì)的时候,大多只计算可移除生物碳,也就是养殖海带(hǎidài)藻体中储存的碳,但这也成为争议点之一。”厦门大学海洋与地球学院、海洋生物地球化学全国重点实验室刘涛教授告诉(gàosù)记者,海洋渔业碳汇监测与核算还存在着一些(yīxiē)争议。 藻类养殖不单是“海上(hǎishàng)粮仓”产出食物,在(zài)碳汇方面,其空间、时间潜力还要大于红树林、海草床和盐沼地。图为福建省霞浦县(xiápǔxiàn)沙江镇海带养殖户在海上收海带。新华社 以海带为例(wèilì),它在生长期能够吸收、储存二氧化碳,但生长期不长,几个月后就被收割出水,用作食物或(huò)其他商业用途,又将碳释放回到环境中(zhōng)。“如果仅仅计算藻体中的含碳量,其固碳意义是否存在?” 此外,还有碳汇监测手段局限、养殖方式(fāngshì)不同导致核算方法不通用等问题。“也就是说,以往的养殖藻类渔业(yúyè)碳汇计算方式还没有获得国际认可。”他说,这(zhè)影响了其规范化、常态化交易的推进。 根据(gēnjù)中国(zhōngguó)首部蓝碳领域(lǐngyù)蓝皮书——《中国蓝碳蓝皮书2024》,预计在2023年至2035年中国通过蓝碳吸收的二氧化碳量以平均每年约2%的速度增长,2035年将增长至41.2亿吨,蓝碳市场的需求规模将继续(jìxù)扩大。 面对需求(xūqiú)与发展潜力,如何打通堵点、消除争议,让渔业碳汇快速(kuàisù)健康发展? 近年来,省海洋与渔业局积极谋划引导,汇聚省内外科研力量,努力深化研究(yánjiū)、厘清边界,初步建立基于环境(huánjìng)碳汇储量(chǔliàng)特征的养殖海带碳汇评估方法。 刘涛致力于研究大型海藻的碳汇问题,并作为(zuòwéi)技术(jìshù)负责人参与编制《养殖海带碳汇评估技术规程》。随着研究的深入,来自海藻的惰性碳、沉积碳等组成逐步清晰(qīngxī)。 “多位科学家接力研究证明,海带(hǎidài)在生长过程中(zhōng),部分有机(yǒujī)碳溶解在水体中,即溶解有机碳(DOC);那些难被微生物(wēishēngwù)分解、化学性质稳定(wěndìng)的部分,为惰性溶解有机碳(RDOC),可以长久留存于海水中,形成长期碳汇。”刘涛说,沉积碳是大型藻类光合作用吸收二氧化碳后,产生的有机物碎屑沉降到海底,以有机碳形式埋藏(máicáng),实现长期封存。 历时3年,厦大团队以宁德市霞浦县为重点调查海域,通过走访调查、定点监测和室内分析(fēnxī)等方式,对海上全养殖周期的环境参数、生物参数进行比较,对比不同海藻种类以及漳浦、南日岛等不同海域的养殖碳汇(tànhuì)形成方式和速率(sùlǜ)……最终,提出(tíchū)养殖海带碳汇评估的技术内容、核心参数和评估方法,构建(gòujiàn)出养殖海带可移除生物碳量测算、碳汇增量评估、惰性有机碳分析等完整技术体系(tǐxì)。 海带具有显著的固碳作用(zuòyòng)。图为霞浦县大面积养殖海带。 福建日报记者 林熙 摄(shè) “值得一提的(de)是,该《规程》中给出了小规模养殖碳(tàn)汇(tànhuì)简易的碳汇系数测算方法,具有操作性强、适用范围广的特点。”刘涛说,经测算,海带从幼苗(yòumiáo)期至成熟期,藻体(zǎotǐ)中的碳有约7%成为(chéngwéi)颗粒有机碳;有30%成为溶解有机碳,其中的30%成为RDOC,19%成为沉积碳。“以此系数,乘以湿重,就可以简单估算出养殖海带产生的碳汇。” 科研继续向前推进,在自然资源部第三海洋研究所(以下简称“海洋三所”)教授级高工汤坤贤的研究中(zhōng),海洋碳汇的组成计算(jìsuàn)更加周密(zhōumì)。 团队成员张飞(zhāngfēi)博士提出(tíchū)藻类碳汇组成增加“输运碳汇”这(zhè)一项。“以龙须菜为研究对象,经过实验与现场调查分析,得出大型海藻养殖碳汇分别对应的4种途径:藻体碳汇(可移除碳汇)、沉积碳汇、输运碳汇和惰性(duòxìng)溶解有机碳。”他说,输运碳汇是指海藻产生后被(bèi)海流输运到深远海或其他海域的碳汇。 科技解码,激活碳汇(tànhuì)潜力 碳(tàn)储量变化,是蓝碳评估体系(tǐxì)的核心和(hé)难点。从实验室模拟到围隔实验,横跨霞浦、连江、莆田(pútián)、泉州、漳州,从北到南实地调研,监测观察……为了让大型藻类沉积碳、RDOC的测算更精确,近年来,我省科研工作者一直在探索更为科学精确的测算方法和手段。 厦大海洋与地球学院(xuéyuàn)蔡毅华教授团队通过紫菜生物量及其含碳量(hántànliàng)的检测,得到了紫菜的可移除碳汇效率。 厦大学生正在进行紫菜采样(cǎiyàng)。 但在养殖区沉积(chénjī)有机碳研究中,他发现一个问题。“目前我省藻类一般是近海养殖,养殖区沉积物中的(de)有机碳并不都是养殖的大型海藻产生的,也可能是入海的河流淤泥和海岸冲刷带来(dàilái)的。” 如何进行区分?蔡毅华采用了碳(tàn)同位素方法。“由于海洋(hǎiyáng)微藻、大型海藻及陆地植物的碳13组成有所区别,根据统计学模型,我们可以鉴别沉积碳哪些(něixiē)来自陆地植物和海洋微藻,哪些来自大型海藻,从而得到紫菜贡献的有机碳埋藏(máicáng)通量。” 此外,通过紫菜养殖区(yǎngzhíqū)的(de)围隔实验、实验室的紫菜培养实验,结合(jiéhé)光谱学及质谱表征,团队还得到了紫菜养殖过程中RDOC的保存效率。 蔡毅华说:“可移除碳汇效率、沉积碳、RDOC这三部分,形成紫菜养殖碳汇的(de)主要(zhǔyào)构成及计量体系。考虑到紫菜产量统计过程的偏差,我们利用卫星遥感图像产品,采用时间(shíjiān)序列分析及现场验证(yànzhèng),获取全省紫菜养殖面积与产量的空间(kōngjiān)分布图像,结合上述的碳汇计量体系,得到福建紫菜养殖碳汇的主要构成及空间分布。” 厦大蔡毅华教授在金属元素/同位素实验室进行(jìnxíng)操作。 为提高数据的(de)准确性(zhǔnquèxìng),在海洋三所的海洋生态保护与修复(xiūfù)重点实验室,汤坤贤团队利用自主研发的封闭水—气CO_2测量(cèliáng)装置,模拟不同光照条件、不同水深光照强度等,测量龙须菜体内碳含量、空气中CO_2浓度变化、水体溶解无机碳(DIC)和(hé)DOC浓度变化等关键变量,测算其固碳储碳能力。 对养殖过程产生的RDOC进行(jìnxíng)研究是近年科研(kēyán)热点,该研究团队构建海上实验围隔,开展龙须菜等大型(dàxíng)海藻对溶解无机碳的吸收(xīshōu)速率和溶解有机碳的释放速率等现场实验,定量计算大型海藻的固碳速率及RDOC产生量。 埋藏的沉积有机碳如何准确取样,保证研究的精准性科学性,汤坤贤团队进行了碳汇(tànhuì)计量装置的自主研发。“以往(yǐwǎng)海底沉积物取样采用抓斗,不好区分层次,新型柱状沉积物采样器不仅可以精准分层,还能密封(mìfēng)保持原有的上覆海水。”此外,养殖过程中,多种(duōzhǒng)因素会造成藻体自然脱落。他们自主设计装置,收集脱落藻体,在后续(hòuxù)分解实验中测算这部分藻体的沉积碳和(hé)RDOC。 “将藻类(zǎolèi)的各种去向都进行精细定量研究。”他说,最后希望得出在不同环境条件下的养殖藻类碳汇的简单推算(tuīsuàn)方法,并成为共识,方便(fāngbiàn)碳汇的估算。 海洋三所(sānsuǒ)汤坤贤团队研发的脱落藻体收集装置 “目前,我国40米等深线内的近海区域可以开展大规模的鱼、贝、藻类和(hé)海参养殖(yǎngzhí),但是目前的空间利用率不到50%。”刘涛表示,藻类养殖不单是(bùdānshì)“海上粮仓”产出食物,在碳汇方面,其空间、时间潜力还要大于红树林、海草床和盐沼地。此外,由于藻类固碳可以释放氧气(yǎngqì),增加水体中的溶解氧,吸收氮磷,藻类与其他水产动物(dòngwù)养殖混养的立体模式,可以实现(shíxiàn)“零碳”生态养殖。 福建蓝碳方案向世界(shìjiè)发声 在针对全球碳中和的海洋方案中,福建(fújiàn)一直在发出自己的声音(shēngyīn)。在渔业碳汇基础研究、增汇关键技术、交易平台建设、场景应用(yìngyòng)等方面,福建都率先探索。 从2021年至今,全国首个海洋碳汇交易服务平台(fúwùpíngtái)、全国首宗海洋渔业碳汇交易、全国首例以(yǐ)海洋渔业蓝碳赔偿渔业生态环境(shēngtàihuánjìng)损害的案件、全国首场通过海洋碳汇实现零碳排放的大型展会、发放(fāfàng)全国首张海洋渔业碳票;厦门携手宁波象山联合建立全国首个跨省蓝碳账户……一个(yígè)又一个蓝碳实践在福建破冰。 今年,随着《养殖海带(hǎidài)碳汇评估技术规程》正式实施,在衡量养殖海带碳汇潜力,推进藻类碳汇评估、认证和(hé)市场交易方面,“福建(fújiàn)路径”已然清晰。 向更深处、向更远处,福建将“蓝色(lánsè)牧场”打造成(zàochéng)广阔“碳库”的脚步没有止息—— 早在2022年(nián),中(zhōng)国科学院院士、厦门大学碳中和创新研究中心首席(shǒuxí)科学家(kēxuéjiā)焦念志在国际上领衔发起的“海洋负排放国际大科学计划”,被列为联合国海洋科学促进可持续发展十年行动计划、联合国十年倡议计划框架中的国际大科学计划。 2024年,焦念志推动提出(tíchū)全球首个海洋领域碳中和国际标准提案《海洋负(fù)排放与碳中和——总则和要求(yāoqiú)》,成功获国际标准化组织立项。 “海藻碳汇研究正在(zhèngzài)为海洋渔业高质量发展赋能。”刘涛说(shuō),海洋牧场的生态革命成为多方共识,并将引领治理模式新的变革,团队正在与霞浦县(xiápǔxiàn)探讨更深入的合作。 今年4月,刘涛团队已经向生态环境部提交养殖海带碳汇评估(pínggū)(pínggū)方法学的(de)认定。“如果获得认定,就可以用(yòng)在全国层面进行评估,这是藻类碳汇进入碳汇自愿减排(jiǎnpái)市场的关键一步。”他说,养殖海带碳汇还需要全球公认的评估方法学作支撑,目前团队正在积极申请国际标准立项。 海洋三所助理研究员张飞则关注大型藻类养殖的碳汇核算,以及收获藻体在不同利用方式下的储碳能力计算(jìsuàn),探索(tànsuǒ)对(duì)海带包括育苗、暂养、分苗、养期、收获和初处理等阶段的碳排放总量。他说道:“排除可移除碳汇中的争议部分,算出碳汇量与碳足迹(zújì)的差值,就能得出(déchū)养殖藻类的‘净碳汇’。 海洋三所汤坤贤团队正在海上围隔区(qū)进行实验。 据(jù)了解,目前全省海洋(hǎiyáng)渔业系统正在组织开展(kāizhǎn)海洋碳汇摸底调查、监测评估研究,不断增强数据采集、分析评价能力,构建“空天地海潜”监测体系,努力形成海洋碳汇“一张图”。 省海洋与渔业局相关负责人表示,围绕(wéirào)提升海洋生态系统碳汇能力,我省将持续推进基础前沿交叉创新、关键核心技术(héxīnjìshù)突破、海洋碳中和试点和示范应用、国际合作支撑等工作,争取在海洋碳汇领域取得一批原创性重大成果,为全球应对气候变化贡献中国(zhōngguó)方案(fāngàn)和中国智慧。
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