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| 中國海洋大學董雙林教授領銜的團隊在貝類碳匯研究方面取得重大突破 |
| http://www.taolaoge.com 2025年9月10日 來源：華禹教育網(wǎng) |
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海水養(yǎng)殖貝類對保障食物安全和凈化近海環(huán)境的貢獻早已為人們認知，但其可否加速海洋吸收大氣CO₂卻在國際學術(shù)界爭論了20多年。中國海洋大學董雙林教授帶領團隊通過創(chuàng)新性實驗，首次在生態(tài)系統(tǒng)尺度上揭示了牡蠣養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能。近日，該成果以“Oyster
Farming Acts as a Marine Carbon Dioxide Removal (mCDR)
Hotspot for Climate Change Mitigation”（牡蠣養(yǎng)殖是減緩氣候變化去除海洋二氧化碳的熱點）為題發(fā)表于國際頂刊PNAS（《美國國家科學院院報》），為將養(yǎng)殖貝類納入藍碳框架和全球碳匯交易體系提供了扎實的理論依據(jù)，也為將其納入海水綜合養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)提供了全球氣候變化背景下的理論支撐。
雙方觀點和爭論緣由
2022年，全球濾食性貝類（如牡蠣、貽貝、蛤類、扇貝）養(yǎng)殖產(chǎn)量達2000萬噸。“貝類碳匯”方相信，貝殼中的碳可長期封存，且貝類排出的糞便還會促進生物碳沉積，因而，貝類養(yǎng)殖有助于海洋吸收大氣CO₂。而“貝類碳源”方則指出，貝殼形成時會向水中釋放CO₂，且貝類養(yǎng)殖海域CO₂濃度實測值更高，削弱了海水吸收大氣CO₂的能力。
雙方采用的方法論不同�！柏愵愄紖R”方總體上采用基于整體論的演繹推理方法（由一般到個別的邏輯），存在缺乏嚴謹實證的缺陷。而“貝類碳源”方則總體上采用基于還原論的歸納推理方法（由個別到一般的邏輯），存在以偏概全的風險。例如，研究系統(tǒng)時空邊界模糊或偏小。
創(chuàng)新性實驗設計
近岸貝類養(yǎng)殖區(qū)是開放生態(tài)系統(tǒng)，應以完整養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)尺度，揭示諸多生態(tài)過程的綜合效應。為此，團隊設計了自持120天的中宇宙模擬系統(tǒng)（15套150 m³陸基圍隔），觀測了不同密度牡蠣養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)水―氣界面CO₂通量、有機碳和無機碳各組分變化規(guī)律，揭示了養(yǎng)殖牡蠣驅(qū)動的生物碳泵作用及其形成機制，定量了系統(tǒng)的碳封存量。同時，結(jié)合山東省榮成和乳山近岸牡蠣養(yǎng)殖海域衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)分析，構(gòu)建了牡蠣養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)水―氣界面CO₂通量水平分布模型。目的是，以爭議雙方都認可的實驗結(jié)果，闡釋貝類養(yǎng)殖系統(tǒng)碳源/碳匯作用及其機制。
重要發(fā)現(xiàn)
1.適度養(yǎng)殖密度是關(guān)鍵：適度放養(yǎng)密度的牡蠣可顯著增強養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)光合作用能力，提高初級生產(chǎn)量與群落呼吸量比值，強化系統(tǒng)的自養(yǎng)狀態(tài)，從而顯著加速吸收大氣CO₂。
2.雙重效應的平衡：牡蠣既會通過攝食抑制微藻群落生長，也會通過排泄氮肥促進微藻繁殖。實驗結(jié)果顯示，中低密度處理下“施肥效應”占優(yōu)，微藻增多，水域吸收CO₂能力增強；而養(yǎng)殖密度過高，“攝食效應”占優(yōu)，微藻被抑制，水域吸收CO₂能力下降。
3.生物性沉積作用不可忽視：綜合測定了不同放養(yǎng)密度牡蠣生態(tài)系統(tǒng)貝殼固碳、有機物生產(chǎn)、生物沉積碳、溶解無機碳變化等，計算了各系統(tǒng)碳固存指標（Carbon influx metric, CIM），證實牡蠣養(yǎng)殖系統(tǒng)整體上是“凈碳匯”，且實際碳固存量是收獲貝殼碳量的2倍以上。
近海養(yǎng)殖區(qū)水―氣界面CO₂通量水平分布模型
牡蠣養(yǎng)殖核心區(qū)因鈣化和呼吸作用占優(yōu)，弱化了局部海域的碳匯功能。盡管核心區(qū)域表現(xiàn)為“弱碳匯”，但相較于正常海域其實質(zhì)上是“碳源”，量值等于其CO₂通量減去正常海域CO₂通量（圖1）。而受貝類養(yǎng)殖影響的外圍海域因“施肥效應”占優(yōu)，形成顯著的“高葉綠素a濃度環(huán)帶”，CO₂吸收能力得到顯著強化。完整牡蠣養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)（包括核心區(qū)和受貝類影響的外圍區(qū)）呈現(xiàn)凈碳匯效應。核心區(qū)的表現(xiàn)與中宇宙實驗高密度組呈現(xiàn)一致現(xiàn)象，而完整牡蠣養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)的表現(xiàn)則與中、低密度組呈現(xiàn)一致現(xiàn)象。
圖1.牡蠣養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)的CO₂通量水平分布模型
中國海洋大學博士后陳薛偉杰、博士生張州和泮淼軍為該論文的共同第一作者，中國海洋大學董雙林教授、田相利教授，海南大學高樹基教授為共同通訊作者。該成果由6個單位的21位作者共同完成。
通訊員：劉陽
文章鏈接：https://doi.org/10.1073/pnas.2504004122
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