摘要
海洋擁有巨大的碳匯潛力。在全球氣候變化的背景下，海洋碳匯是新時期生態(tài)文明建設、實現碳中和的有效途徑，已受到學術界廣泛關注。海洋碳匯作為一種高效的長期碳匯，其碳匯機理、效應、技術、核算與交易市場構建，正成為當前各學科領域亟待探索的新課題。本文在辨析海洋碳匯研究緣起與概念內涵的基礎上，從碳匯和碳源層面出發(fā)，結合中國知網（CNKI）和Web of Science（WOS）核心數據庫中海洋碳匯相關研究文獻，利用文獻計量工具，定量對比分析國內外海洋碳匯研究論文的發(fā)文量、期刊、作者和機構等主要特征；通過關鍵詞聚類、突現和共現知識圖譜探討研究熱點、階段性前沿領域和主題演變趨勢。結果表明：國內外海洋碳匯研究發(fā)文量隨時間變化整體均呈波動增長趨勢；劉紀化和和Christian J Sanders是該領域發(fā)文量最多、影響力較大的作者；國外在該領域開展廣泛合作，國內研究也已形成小規(guī)模學術研究團隊；研究機構主要為高校和科研院所，聚集在沿海地區(qū)；研究方向逐漸多元化，熱點明確。對海洋碳匯重點研究方向進行了展望：應以多學科交叉研究為引領，推動陸海統籌的統一碳匯市場研究；以濱海濕地、海水養(yǎng)殖環(huán)境碳匯為支撐，實現海洋碳匯新突破；以綜合性生態(tài)補償機制為導向，構建海洋碳匯保護管理體系；以海洋碳匯相關理論與技術創(chuàng)新研究為基礎，探索海洋碳匯應用模式；以海洋碳匯合作研究為重點，探討海上絲綢之路沿線國家藍碳合作機制。本文旨在梳理國內外海洋碳匯研究現狀，推動該領域研究向更深層次科學合理地發(fā)展，為后續(xù)學者開展相關研究提供參考與借鑒。
關鍵詞
“雙碳”；海洋碳匯；關鍵詞分析；研究展望；CiteSpace；知識圖譜
1引言
工業(yè)革命后，CO2等溫室氣體排放導致全球氣候變化加劇，造成的生態(tài)和社會問題威脅著人類生存與可持續(xù)發(fā)展，促使碳匯問題逐漸成為學界研究關注的熱點話題[1]。碳匯（carbon sink）又稱生態(tài)系統碳匯，指吸收空氣中CO2，減少溫室氣體在大氣中含量的過程，陸地碳匯和海洋碳匯是地球生態(tài)系統最主要的天然碳匯[2]，其中廣闊的海洋孕育著巨大的碳匯能力，是地球最大的活躍碳庫[3]。2009年《藍碳：健康海洋固碳作用的評估報告》從碳固定、氣候、作用、現狀、意義和發(fā)展路徑等方面進行了深入淺出的論述，明確海洋在氣候變化和碳循環(huán)中的作用[4]，引起國內外學者的廣泛關注，積極開展保護海洋碳匯及海岸帶藍碳生態(tài)系統研究中[5]。為應對氣候變化的嚴峻形勢，中國政府不斷規(guī)劃設計低碳發(fā)展路徑和戰(zhàn)略，多個重要場合反復重申、強調[6]，2015年《巴黎協定》后中國政府積極響應并承諾“力爭CO2排放于2030年前達到峰值”[7]；2020年第75屆聯合國大會上提出“爭取2060年前實現碳中和”的宏偉目標。面向新時期的碳達峰碳中和目標，僅靠減排難以完成，提升生態(tài)碳匯能力更為重要[8]。準確把握海洋碳匯領域的學術動態(tài)與研究進展，厘清當前研究熱點和前沿，能夠促進海洋碳匯研究的未來發(fā)展，更好地為中國海岸帶生態(tài)系統保護和修復提供科學基礎。
碳匯研究是全球氣候變化研究的重要課題，學者們在碳匯研究方面積累了豐碩的研究成果。當前研究主要圍繞針對不同資源類型，如森林生態(tài)系統、農田生態(tài)系統、濕地生態(tài)系統等的碳匯核算[9]。如錢曉雍[10]測算了上海農田生態(tài)系統主要碳源匯，分析了碳源匯的時空格局及影響因素；黃利等[11]基于文獻計量分析方法，通過CNKI核心期刊、CSSCI和CSCD數據庫的研究機構、作者、期刊等信息，利用CiteSpace關鍵詞聚類共現圖譜等方法，對國內碳匯研究的概況及碳匯研究熱點、趨勢進行了分析；Huang等[12]對1991—2018年間發(fā)表的與氣候變化和碳匯相關文章進行科學計量分析，揭示了該領域研究的基本特征、主要力量、知識基礎、主題演化和熱點。也有學者圍繞旅游業(yè)碳匯進行研究，發(fā)現其中旅游交通與旅游住宿的碳要素消耗占比最大，可通過完善碳匯交易機制、碳源管理、旅游過程管理等措施增加碳匯潛力[13]。森林碳匯和草原碳匯也受到較多關注。如張哲等[14]分別以WOS、CNKI數據庫為資料來源，對有關森林碳匯研究領域的國內外重要學術機構、學術文獻及人物、研究熱點等進行了統計分析；高玉娟等[15]采用WOS核心合集數據庫中2010—2019年收錄的有關草原碳匯研究的相關文獻，基于CiteSpace軟件進行了可視化分析。
海洋是地球系統中最大的碳庫，海洋碳庫是大氣的50倍，陸地生態(tài)系統的20倍，全球大洋每年從大氣吸收CO2約20億t，占全球每年CO2排放量的1/3左右，是大氣CO2巨大的匯[3]。長期以來，關于海洋碳匯的概念、理論框架及研究方法存在一定的階段性特征，完整的研究體系有待進一步完善。IPCC國際權威組織評估報告中提出的藍碳概念被廣泛采納[16]，但理解片面且缺乏通用內涵。在不同學科交叉融合發(fā)展背景下，“藍碳”內涵逐漸深化。眾多學者對其研究范圍、主題進行了辨析[17]，集中在海岸帶碳匯的科學概念、研究方法、現狀分析[18]、碳匯漁業(yè)發(fā)展機制、藍碳潛力及其進展[19-21]等理論層面，在文獻選擇、熱點方向判斷等方面研究視角單一；對該領域整體研究現狀的總結和系統化研究不足。僅有聶鑫等[22]和陳松叢等[23]從單一視角定量分析國內外總體進展，相關重點、理論和制度解析有待深入，對海洋碳匯研究的發(fā)展提出了適應新形勢的要求。
隨著經濟不斷發(fā)展與人類活動影響增加，生態(tài)環(huán)境保護面臨巨大的挑戰(zhàn)，氣候變化問題已經引起廣泛關注。海洋碳匯是解決中國碳排放問題的重要路徑之一，中國海洋碳匯建設的潛力較大，在以海洋生態(tài)改善為基礎的海洋碳匯對中國碳達峰與碳中和具有重要意義。國內外學者也針對海洋碳匯開展了一系列重要工作，取得了一定的成果。當前，中國海洋碳匯研究仍處于起步探索階段，海洋碳匯概念、評估方法、前沿觀點和趨向等方面有待深入探討。本文擬在總結整理并對比分析國內外文獻基礎上，重點厘清海洋碳匯概念及發(fā)展脈絡，基于CNKI和WOS核心數據庫，探討適應性研究科學范式，提出未來海洋碳匯研究方向，以期深化對海洋碳匯研究理論的理解，推動該領域研究向更深層次科學合理的發(fā)展，為后續(xù)學者進一步開展相關研究提供參考和借鑒，引導更多資源進入海洋碳匯建設領域，助力實現增強中國碳實力的目標。
2研究數據與方法
2.1數據來源及處理
本文數據來源于CNKI和WOS核心數據庫。國內海洋碳匯研究數據，文獻檢索主題設置“海洋碳匯”或“海-氣界面CO2通量”或“藍碳”；文獻來源類別限定為“核心期刊”“CSSCI”和“CSCD”；文獻類型限定為“中文期刊”。國際海洋碳匯研究數據，文獻檢索主題設置為“Ocean carbon sink ”O(jiān)R“Carbon dioxide flux at the air-sea interface”O(jiān)R“Blue-carbon”；語種設置為“English”；文獻類型為“Article”。關于海洋碳匯相關研究最早出現在2001年[24]，因此，文獻時間跨度設置為2001—2021年。由圖1可以看出，國內研究起步晚，2010年后CNKI文獻才開始大量涌現；WOS發(fā)文量在2001—2010年緩慢增長，2010年后增長迅速?？傮w上，國內和國際海洋碳匯發(fā)文量均呈波動增長趨勢，發(fā)文量越來越多，表明受關注程度越來越高。
2.2分析方法與工具
借鑒相關文獻綜述分析方法的基礎上，構建“定性探析+定量分析”文獻分析體系（圖2）。運用CiteSpace軟件對相關文獻進行信息數據挖掘，繪制作者、期刊、機構和國家（地區(qū)）合作網絡圖譜，并從知識圖譜中分析國內外海洋碳匯的研究特征；對海洋碳匯關鍵詞分析，繪制關鍵詞的聚類知識圖譜、突現表、共現時區(qū)圖，識別海洋碳匯研究前沿熱點；在此基礎上進行數理和文本分析，總結探討和預測海洋碳匯的最新進展、演進過程和未來趨勢[25]。CiteSpace軟件近幾年在海洋學科領域如海洋經濟、海洋生態(tài)經濟、海洋資源、海洋生態(tài)補償[26-29]等方面研究也被廣泛使用。
3主要研究進展
3.1海洋碳匯研究的緣起與概念
3.1.1海洋碳匯研究的緣起
1992年聯合國氣候變化框架公約對“碳匯”與“碳源”作出明確的定義，將溫室氣體“匯”定義為從大氣中去除溫室氣體、氣溶膠或其前體的過程、活動或機制；將溫室氣體中的“源”定義為向大氣中釋放產生溫室氣體CO2和甲烷等氣溶膠或前體的過程、活動或機制[30]。全球碳排與碳匯是以大氣圈為依據，以大氣中輸出或向大氣中輸入的碳為參考，主要碳源有礦物燃料燃燒導致的CO2排放、土地利用方式改變所引起的CO2排放量增加、生物呼吸作用以CO2的形式釋放到大氣中[31]。與其他碳匯相比，海洋碳匯具有固碳量大、效率高、儲存時間長等特點。森林、草原等陸地生態(tài)系統碳匯儲存周期最長只有幾十年，而海洋碳匯可長達數百年甚至上千年，碳匯效果顯著。因此，海洋碳匯可有效減緩溫室氣體排放，助力實現碳中和目標，已成為全球氣候治理的前沿領域。發(fā)展海洋碳匯是中國參與全球氣候治理、積極應對氣候變化的重要抓手，可進一步豐富國家應對氣候變化自主貢獻的內容。
在海洋碳源匯理論方面，中國科學院海洋研究所宋金明[32]剖析了海洋碳源匯的內涵，并將其分為“表觀碳源匯”與“實際碳源匯”，很好地解釋了造成海洋碳源匯不確定性的原因，為后來海洋碳匯理論的形成奠定了思想基礎。隨著海洋碳匯研究不斷深化[33]，2013年中國多個涉海科研院校、部委和企業(yè)共同組成政產學研用全國海洋碳匯聯盟；2014年COCA推出“中國藍碳計劃”；2015年“海洋碳匯”被納入《生態(tài)文明體制改革總體方案》；2019年中國提出“海洋負排放國際大科學計劃（ONCE）”，以便在國家和地區(qū)建立海洋環(huán)境的負排放生態(tài)示范工程[16]；2020年海洋生態(tài)經濟國際論壇發(fā)布《實施海洋負排放，踐行碳中和戰(zhàn)略倡議書》；同年12月召開“海洋負排放支撐碳中和”專題研討會；中國相關涉海大學在有關部門支持下成立海洋負排放研究中心、碳中和創(chuàng)新研究中心等機構，有望為全球實現碳中和提供中國方案[34]。
自工業(yè)革命以來，人類活動引起的大氣CO2濃度增加正在加劇全球氣候變化，全球碳循環(huán)和碳匯研究廣受關注[30]。在海洋中，利用海洋活動及海洋生物吸收大氣中的二氧化碳，并將其固定、儲存在海洋的過程、活動和機制則被稱為“海洋碳匯”[4]。海洋可以通過物理、化學和生物學機制完成儲碳[35]，通過海洋物理固碳、深海封儲固碳、海洋生物固碳、海濱濕地固碳等方式實現海洋碳匯過程[36]。海洋浮游植物從大氣中吸收CO2，但被固定下的有機碳經過一系列過程后又返回到大氣中，雖然只有很小部分的有機碳能夠長期儲存在深海和海底沉積物中，但這種長期儲碳對全球氣候變化發(fā)揮重要作用，是海洋碳循環(huán)的重要過程。作為占海洋生物量主體的微型生物通過自身的生命活動，將容易利用的活性溶解有機碳或半活性溶解有機碳轉化成難以利用的惰性溶解有機碳，進而完成儲碳的過程[37]。海洋生態(tài)系統中的各類生物作用較為明顯，擁有海洋固碳功能的生物類群或生態(tài)系統，主要為浮游生物、貝藻類、紅樹林和珊瑚礁生態(tài)系統等[30]。由此可知，海洋固碳和儲碳過程已成為該研究領域迫切探討的研究課題，海洋固碳機制研究已成為氣候談判、CO2減排壓力等方面的研究熱點。
通過文獻分析可知，國內外關于海洋碳匯的研究多從海洋科學、環(huán)境科學、生態(tài)學、經濟學等多視角分析[38]，廣泛應用于濱海濕地碳匯、海岸帶碳匯、大型海藻類碳匯和微型生物碳泵等方面[39]。其中，濱海濕地是陸地和海洋生態(tài)系統間的過渡生態(tài)系統，受氣候變化和人類活動的雙重威脅，碳匯能力有下降趨勢[34]；同時由于灘涂圍墾、資源浪費、水源污染等原因，海岸帶生態(tài)系統面臨退化威脅，全球67%的紅樹林、35%的濱海鹽沼和29%的海草床遭到破壞，不僅失去碳匯功能，還可能從碳“匯”變成碳“源”，表明海洋碳匯研究面臨巨大挑戰(zhàn)[40]。
3.1.2海洋碳匯的概念
生態(tài)系統碳匯主要通過兩種方式實現：①陸地碳匯，由陸地植樹造林增加的碳匯，將CO2固定在陸地生態(tài)系統中被稱為“綠碳”；②海洋碳匯又稱“藍碳”，將CO2封存在海岸帶或海洋生態(tài)系統中，由海洋水體、海岸帶、河口、濱海濕地內生物固碳和儲碳增加的碳匯[41]。21世紀以來，人類活動和氣候變化對海洋生態(tài)系統的雙重壓力不斷加大，國際社會日益認識到海洋碳匯在應對氣候變化和維持生態(tài)系統服務功能中的價值和潛力。2009年聯合國環(huán)境規(guī)劃署、聯合國糧農組織和聯合國教科文組織政府間海洋學委員會聯合發(fā)布《藍碳：健康海洋固碳作用的評估報告》[4]，明確海洋在全球氣候變化和碳循環(huán)過程中至關重要的作用，從此“藍碳”概念被廣泛采納，多項國際計劃和國家計劃相繼出臺。
海洋碳匯的概念可從以下幾個方面去理解：①從海洋固碳原理看，海洋碳匯主要通過物理溶解碳泵、生物碳泵、微生物碳泵和海洋碳酸鹽泵等方式來固碳[42]。②從地理位置看，“藍碳”包括深海、淺海、海岸帶、海島等生態(tài)系統中可保持的碳。③從生物載體看，“藍碳”包括紅樹林、海草與海藻等捕獲的CO2及其形成沉積物，或通過養(yǎng)殖貝藻、部分魚類等吸收水體中CO2的漁業(yè)碳匯，均是以海洋、海岸生物固存的方式來清除大氣中的CO2[43]。④從最初的定義看，“藍碳”與“海洋碳匯”概念是一致的，既包含海岸帶碳匯，也包括開闊海區(qū)碳匯。從生態(tài)系統可持續(xù)發(fā)展的視角，紅樹林、海草床等碳匯確實具有重要生態(tài)價值[44,45]；但從氣候變化視角，紅樹林、海草床等碳匯遠無法達到對氣候變化產生量級影響效果，而真正對氣候變化發(fā)揮調節(jié)作用是海洋水體碳匯，即微型生物為主介導的有機碳匯與無機碳匯。因此，“藍碳”概念不應片面，甚至被曲解為紅樹林、海草床等“看得見、摸得著”的碳匯資源專屬名詞；涉及紅樹林、海草床等碳匯時，應采用“海岸帶藍碳”，以保障學術嚴謹性和科學術語應用準確性[46,47]。由此看出海洋碳匯研究正逐漸系統化、精細化。
3.2海洋碳匯研究主要特征
3.2.1發(fā)文作者及合作關系
利用軟件對國內外作者進行共現分析獲得知識圖譜（圖3）。國內發(fā)文作者知識圖譜中，節(jié)點和連線分別是264和649個，網絡密度是0.0187，說明當前研究學者相對較少，學者之間形成較為固定的團隊，國內作者合作共現頻次少，合作強度較弱。從發(fā)文量及共現頻次看，排名前3的作者依次是劉紀化（7篇）、焦念志（5篇）、唐劍武（4篇）、張永雨（4篇），其余作者發(fā)文均在4篇以下。從合作網絡看，對于海洋碳匯研究已形成小規(guī)模學術研究團隊，仍處于相對獨立的階段，團隊之間存在較弱的合作關系。合作突出的3組研究團隊有劉紀化、焦念志、唐劍武、張永雨、張繼紅、王法明團隊；齊占會、陳勝軍、李純厚、王珺、黃洪輝、孫鵬和劉永團隊；陳丕茂、秦傳新、馮雪、黎小國、林會潔和馬歡團隊。其中，由劉紀化等組成的團隊，根據其合作者所在單位的不同，內部也有一定的研究方向差異，如劉紀化團隊主要研究海洋碳匯與海洋負排放[48,49]；焦念志團隊主要研究海洋生態(tài)系統碳匯與氣候變化[50-52]；唐劍武團隊主要研究海岸帶藍碳[38,53]。此外，齊占會團隊在海水養(yǎng)殖貝藻類碳匯[54]方面、陳丕茂團隊在海洋牧場生物碳儲量[55,56]方面研究成果較多。促成團隊間合作的主要原因在于研究課題一致或項目合作，但團隊與團隊間的合作交流不足，尤其是不同學科間團隊合作更是匱乏。按此趨勢將不利于海洋碳匯研究的完善與發(fā)展，應重視學者之間的跨區(qū)域、跨學科之間的交流與合作。國際發(fā)文量排名前3的作者為 Christian J Sanders（8 篇）、Oscar Serrano（7 篇）、Carlos M Duarte（7 篇），發(fā)表時間較為集中，多分布在2016—2018年階段。這可能是由于2016年《巴黎協定》通過，全球氣候治理進入了新的時代，主權國家政府開始出面推動藍碳發(fā)展。從合作網絡看，Christian J Sanders、Carlos M Duarte和 Oscar Serrano等形成了聯系緊密合作網絡。
3.2.2發(fā)文期刊
根據條件檢索出國內外海洋碳匯研究各期刊的載文數（表1）。國內載文數量最多的期刊是《中國科學院院刊》，達到9篇；其次為《中國科學·地球科學》，為6篇；而《中國科學·生命科學》《中國人口·資源與環(huán)境》兩期刊并列第三名，均為4篇。表中的期刊匯聚了國內地球科學、生命科學、資源科學等領域的相對較為綜合的期刊，以其廣泛的研究范圍更多更早地涉及海洋碳匯研究。國際期刊載文數量遠高于國內期刊，載文量最多的是Sustainability， 為52篇；Marine Policy和Journal of Geophysical Research-Biogeosciences分別以載文量18和16篇位居第二和第三名。與國內的載文熱門期刊相比，表中的國際期刊顯示出研究領域更為多樣、研究范圍更為聚焦的特點，這與國外海洋碳匯研究經歷了更長的時間、延伸出了更多的方向吻合。
3.2.3發(fā)文機構
國內海洋碳匯研究發(fā)文機構合作網絡圖譜中（圖4），節(jié)點數為140，連接線為247，網絡密度為0.0254，說明國內研究機構之間聯系總體呈現相對集中，學科交叉的趨勢，逐漸形成良性互動的學術氛圍，進一步促進國內海洋碳匯研究。從高產機構和發(fā)文量看，山東大學海洋研究院出現的頻次最高，達到8篇，在海洋碳匯研究具有相對優(yōu)勢；其次是中國海洋大學經濟學院與管理學院。從區(qū)域分布看，海洋碳匯研究機構多分布在沿海地區(qū)，如位于黃海的中國水產科學研究所黃海水產研究所，位于渤海的國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心，位于東海的華東師范大學河口海岸學國家重點研究室和浙江大學海洋學院，位于南海的中國科學院南海海洋研究所和南方海洋科學與工程廣東省實驗室（珠海），和位于山東沿海的高校和研究所，均為海洋碳匯研究的主要力量。從機構合作關系看，山東大學海洋研究院、中國科學院青島生物能源與過程研究所、中國科學院南海海洋研究所和中國水產科學研究所黃海水產研究所有直接的節(jié)點連接，青島理工大學、山東管理學院和中國海洋大學的管理學院、經濟學院和海洋發(fā)展研究院之間也有合作關系，這些表明合作研究多是在地理位置相近的機構之間發(fā)生。
國際海洋碳匯研究發(fā)文機構合作網絡圖譜中，節(jié)點數為237，連接線為261，網絡密度為0.0093，說明各機構間的合作聯系較弱。研究期間發(fā)文數量在8篇以上的機構共12家，占總發(fā)文量的32.75%，說明國際研究機構間成果差異較大，中國科學院 （Chinese Academy of Sciences）出現的頻次最高，達到20次。從機構合作關系看，各研究機構間相對分散，未形成較強的學術合作網絡。
3.2.4發(fā)文國家（地區(qū)）分布
利用Citespace軟件對海洋碳匯研究的國家（地區(qū)）進行分析，可把握各國海洋碳匯研究現狀和重視程度（圖5）。從發(fā)文數量看，美國、中國是該領域研究最多的兩個國家，分別發(fā)文133、70篇，美國作為開發(fā)利用最早、開發(fā)程度最高的國家（地區(qū)）在海洋碳匯研究方面占據主導地位；中國也占有重要的地位。從合作關系看，國家合作網絡的密度為0.0313，發(fā)文量排名靠前的國家與地區(qū)之間存在著較為緊密的合作關系，形成以美國、中國和澳大利亞為核心，包括德國、英國、西班牙和加拿大等國家的合作網絡，也說明發(fā)達海洋國家與地區(qū)海洋科研水平較高及其對氣候變化的重視。
3.3國內與國際海洋碳匯研究熱點與主題演變趨勢
3.3.1熱點方向識別
海洋碳匯研究熱點是在相對時間內存在聯系且數據量較大的海洋碳匯文獻信息進行科學探討，結合關鍵詞共現，對關鍵詞進行聚類分析，得到國內外海洋碳匯研究關鍵詞聚類圖（圖6）。
由圖6可知，國內海洋碳匯研究熱點涉及“藍碳”“碳循環(huán)”“海水養(yǎng)殖”“碳儲量”“藍色碳匯”“海岸帶”和“負排放”等方面聚類，主要涉及海洋碳匯的研究背景、藍碳生態(tài)系統的構成及海洋碳匯綜合舉措3個方面。首先，從藍色碳匯的研究背景來看，主要有聚類#0“藍碳”、聚類#6“藍色碳匯”以及聚類#1“碳匯”。全球氣候變暖是21世紀世界各國面臨的一個緊迫課題，由全球變暖帶來的海平面上升、生態(tài)系統紊亂、極端天氣多發(fā)等問題困擾著人類。因此，如何應對氣候變化、減少CO2排放量成為當今世界各國的重要議題，而“藍碳”作為增加碳吸收的一種重要路徑，以更高效的方式在減少全球碳排放、控制全球氣候變化方面作出突出貢獻，也正是如此，“海洋碳匯”引起各國政府及學者的廣泛關注。而引起全球氣候變化、碳排放量增加的一個重要原因便是工業(yè)革命以來人類在世界各地對大自然的消耗和破壞活動。面對當前嚴峻形勢，中國以“可持續(xù)發(fā)展”核心理念為出發(fā)點，肩負起大國擔當，2016年4月簽署了“巴黎協議”并鄭重承諾：中國CO2排放量于2030年實現碳中和，于2060年實現碳達峰。其次，從藍碳生態(tài)系統的構成來看，主要有聚類#3“貝藻養(yǎng)殖”、聚類#1“碳匯”，是節(jié)點數最大的聚類，同時代表文獻量也最多。國內對藍碳生態(tài)系統的研究正在向更加多元化、內涵深入化的方向發(fā)展，使藍碳生態(tài)系統概念得到了擴展，由單純的紅樹林、海草床、鹽沼等向海岸帶、漁業(yè)碳匯、養(yǎng)殖業(yè)碳匯進行相關延伸。這一方面表明藍碳研究所涵蓋的地域和行業(yè)向縱深發(fā)展，另一方面體現出人類對于減少碳排放的態(tài)度由被動向主動轉變，由單純利用海洋生物增加碳吸收向積極利用人工養(yǎng)殖等手段實現碳減排的轉化。最后，從海洋碳匯綜合舉措來看，主要有聚類#4“負排放”和聚類#5“碳儲量”和聚類#2“碳循環(huán)”。中國研究主要集中在“如何突破藍碳保護的制度困境”問題上，尤其是針對藍碳的特殊屬性，而“準物權”的提出有利于從“公權”角度明確與藍碳相關的主體定位及權利結構，為構建更加科學的碳匯交易提供可靠的制度基礎。
國際海洋碳匯研究熱點涉及blue carbon、phytoplankton、ecosystem services、climate change policy、 fluorescence spectroscopy、moisture、PM2.5、carbon、 cyclostratigraphy、carbon assimilation、stable carbon isotopes 等 11 個方面的聚類。聚類#0“blue carbon” 是出現最多的熱點詞，包含紅樹林、鹽沼和沿海濕地，反映在海岸帶濕地海洋碳匯生態(tài)系統中，動植物、微生物起到呼吸、光合及分解等作用，充分發(fā)揮碳匯能力，尤其是紅樹林、鹽沼和海草床，具備高生產高固碳能力，是海岸帶藍碳的主要貢獻者，其在抑制碳排放、緩解全球氣候變化提供最有效、最迅速的工具，是研究熱點方向。而聚類#1“phytoplankton”包含chlorophyll、scattering、green和ocean，反映當前海洋碳匯研究主要集中于浮游生物碳匯以及海洋植被碳匯對海洋碳循環(huán)的作用。聚類#4涉及 restoration、climate mitigation、climate change policy 和payments for ecosystem services，海洋生態(tài)服務系統具有巨大的碳匯能力，開展海洋碳匯研究，對于建立和完善海洋生態(tài)系統服務清單技術具有重要理論意義。
綜上，國內與國際海洋碳匯研究主要從多個視角進行解讀，海洋碳匯在緩解氣候變化、生物多樣性保護、海洋資源高效利用方面扮演重要角色，但對海洋生態(tài)系統固碳能力的研究深度不夠，對全球海草固碳的評估仍存在諸多限制，海洋碳匯研究將會受到越來越多的重視，為深入認識海洋碳匯功能價值及碳匯使用價值提供參考。
3.3.2階段性前沿研究領域分析
由表2可知，國內關鍵詞突現主要集中在2010年以后，主要向低碳、漁業(yè)碳匯、生態(tài)系統、海岸帶、養(yǎng)殖碳匯、碳儲量、氣候變化、海洋牧場和負排放等主題轉換。從持續(xù)周期看，海洋低碳發(fā)展的研究是最早前沿領域；出現時間相對較晚是海洋牧場建設和海洋負排放，近些年研究熱點注重海洋碳匯的新興實踐建設；周期最長的是“漁業(yè)碳匯”，周期在2013—2017年，接著是碳循環(huán)、海草床、生產力、氣候變化、海洋牧場持續(xù)周期較長，均為3年，其余突現詞持續(xù)時間較短，大約在1~2年，說明研究內容比較多元化，國內研究關注度比較高。從關鍵詞突現強度看，排名前5位的突現關鍵詞主要是：生態(tài)系統、海岸帶、漁業(yè)碳匯、碳儲量、氣候變化這些方面的研究是目前海洋碳匯數據的重要來源，影響力度比較大。從時間序列看，2013年之前的突現關鍵詞為低碳、貝藻類等；2014—2017年生態(tài)系統、碳循環(huán)、海草床、海岸帶等；2018年之后為氣候變化、海洋牧場、負排放等。整體看海洋碳匯研究的突現強度和突現時間節(jié)點表明該研究與時政結合緊密，助力碳中和碳達峰。
國際關鍵詞突現表可以看出，dynamics、mangrove、ecosystems、climate、wetland是階段周期性長且突現強度較大的幾個關鍵詞，分別代表了不同時間段的前沿研究熱點，說明學者們在該相關研究領域熱度較高。mangrove和ecosystems突現持續(xù)周期最長，在2013—2021年持續(xù)9年，是該研究領域的焦點問題；其次是dynamics、bioma、phytoplankton、variability研究周期較長均在5年以上，反映國際對海洋碳匯研究領域熱度較長的主題方向。突現關鍵詞出現相對較晚的有cooperation、marineranching，說明近些年海洋碳匯研究熱點注重國際合作和海洋牧場建設。從時間序列看，2002—2007年突現關鍵詞主要為variability、dynamics、sea等；2008—2015年主要為phytoplankton、mangrove、ecosystems、emission等；2016—2021年主要為carbonstock、seagrass、wetland、cooperation等。從關鍵詞突現強度和時間節(jié)點看，海洋碳匯研究緊跟時代主題，多與國際和國家的政策結合開展相關研究。
3.3.3主題演變與發(fā)展階段分析
借助關鍵詞共現時間分布與發(fā)展歷程，結合關鍵詞聚類圖譜和關鍵詞突現強度圖譜的分析，把握隨時間變換海洋碳匯研究的演進趨勢。對國內2010—2021年（圖7）和國際2001—2021年（圖8）海洋碳匯研究文獻進行關鍵詞共現分析。
根據圖7的結果，將國內海洋碳匯研究發(fā)展大致劃分為3大階段：第一階段為2001—2009年，是海洋碳匯研究的萌芽階段，發(fā)文在3篇以下，相關學者關注不足。第二階段為2010—2017年，是海洋碳匯發(fā)展階段，隨著國外研究前沿而不斷深入，出現較多的有海洋碳匯、碳循環(huán)、碳匯漁業(yè)、海水養(yǎng)殖、氣候變化、海岸帶、碳儲量、氣候變化等關鍵詞，成為這一時期的主要熱點主題；海洋碳匯研究隊伍不斷壯大，各學者之間積極合作。第三階段為2018—2021年，是研究的深化發(fā)展階段，這一階段研究內容日漸豐富，發(fā)文量也較多，集中了“生態(tài)恢復”“海洋生態(tài)系統”“鹽沼濕地”“海洋負排放”和“碳中和”等關鍵詞。這一階段，中國政府逐漸認識到海洋碳匯在應對氣候變化方面的重要性，采取多樣措施和發(fā)布多份重要文件對海洋碳匯作出了部署，中國學者也對國際海洋碳匯研究作出突出貢獻。
國際海洋碳匯研究從2001年至今，開展了大量工作。根據圖8將其劃分為3個階段：第一階段為2001—2010年，是初步發(fā)展階段，早期聯合國雖然對海洋作為碳匯進行了研究，但產出了成果較少，海洋碳匯沒有較為深入的突破；在該時期學者首次提出了“藍碳”的概念和內涵，并重點關注海草床、紅樹林、濱海沼澤三大海岸帶藍碳生態(tài)系統；隨后成立“海洋氣候聯盟”，在藍碳議題出現之際迅速擴大了藍碳的輿論影響，但由于其成員組成龐雜、組織方式松散，無實際經費，難以開展實質工作[57]。第二階段為2011—2017年，是快速發(fā)展階段，organic matter、mangrove forest、blue carbon、coastal wetlands、carbon sequestration、climate change、ecosystem等關鍵詞在這一階段大量出現，這些研究成果成為研究的重要主題；《海洋及沿海地區(qū)可持續(xù)發(fā)展藍圖》《濕地指南》等對海洋碳匯有更系統更深入研究。第三階段為2018—2021年，是波動發(fā)展階段，出現 policy、coastal wetland、Australia、carbon storage、methylene bulue等關鍵詞，海洋碳匯減緩氣候變化的研究內容備受關注，IPCC研究報告也指出海洋碳匯在氣候變化的影響、減緩氣候變暖等方面重要的作用，對其發(fā)展具有里程碑意義。
4研究展望
氣候變化作為全球性危機，需要全世界共同努力應對，《巴黎協定》的簽署為各國開展合作、承擔責任提供了基礎保障。中國高度重視氣候變化問題，適時提出“雙碳”目標，推動國家低碳發(fā)展。通過海洋生態(tài)系統光合作用吸收及固定碳實現海洋增匯，已掀起營造和保護藍碳生態(tài)系統、大力發(fā)展藍碳的熱潮。隨著國際及國內形勢的變化、結合相關研究領域現狀，海洋碳匯研究方法和研究視角有待豐富，研究領域和研究深度仍需加強。未來的海洋碳匯研究應該重點關注以下幾個方面：
（1）陸海統籌的多學科交叉研究。中國作為陸海兼?zhèn)涞氖澜绱髧?，碳匯潛力巨大，發(fā)展海洋碳匯必須對陸地和海洋進行統籌考慮，更好地實現海洋儲碳效率的最大化，取得最優(yōu)增匯效果。只有對海洋碳匯生態(tài)系統進行多學科的交叉研究，方能找到解決陸海統籌問題的最佳路徑和方案。當前，國際上尚未建立統一的與海洋碳匯相關的技術方法和標準規(guī)范，中國學術界應把握這一機遇，深入開展交叉學科研究，充分利用當代高新技術工具，建立海洋碳匯方法與技術體系的規(guī)范與標準，促進碳達峰碳中和目標實現。國際社會將海洋碳匯與其他碳固定生態(tài)系統納入統一的減排和緩解氣候協議中，成立統一的碳匯管理機構，利于碳匯市場的規(guī)范統一；國內生態(tài)環(huán)境部與自然資源部改革，也體現統籌規(guī)劃特征。海洋碳匯研究應與時俱進，以陸海統籌研究契合統一碳匯市場的時代需求，建立陸海統籌的國家統一碳匯市場，實現海洋碳匯應有的生態(tài)與經濟價值，為更好地防治污染尋求新思路。
（2）濱海濕地的藍色碳匯功能研究。濱海濕地具備很強的藍色碳匯價值和生態(tài)系統服務功能，當前在世界范圍內的濱海濕地面積有望進一步增加，但由于中國近些年一系列的經濟開發(fā)活動，導致濕地面積急劇下降，威脅到固碳能力和碳匯潛力的增長，如何減少對濕地生態(tài)系統功能的破壞成為當前解決環(huán)境問題的題中之義。因此，未來應加強對濱海濕地藍碳的研究：運用現代化信息手段對濱海濕地固碳功能進行定量測算并提高預測功能；針對典型濱海濕地系統，如鹽沼濕地、紅樹林濕地和海草床生態(tài)系統，開展野外觀測研究以深入了解濱海濕地生態(tài)系統的結構與功能；通過相關制度、法律法規(guī)的制定，建立濱海生態(tài)系統服務示范區(qū)，為研究保護濱海濕地和增加海洋碳匯提供因地制宜的對策。
（3）海水近海養(yǎng)殖環(huán)境碳匯研究。近海養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展能夠將碳匯漁業(yè)和海上糧倉建設合為一體，而中國作為世界第一海水養(yǎng)殖大國，對近海養(yǎng)殖藍碳的開發(fā)在未來將擁有巨大的潛力。首先，以生物碳泵和微型生物碳泵儲碳原理為理論依據，實施海水養(yǎng)殖負排放工程，基于環(huán)境承載力進行多種海洋生物的標準化混養(yǎng)，形成多層次立體化生態(tài)養(yǎng)殖格局，實施清潔能源驅動的人工上升流生態(tài)增匯工程；其次，推進以海藻養(yǎng)殖為主體的生態(tài)牧場建設，加快海草床生態(tài)系統修復，拓展藍碳富集區(qū)和海洋生物棲息地；最后，通過深入研究探討近海養(yǎng)殖環(huán)境中碳匯關鍵過程與機制，優(yōu)化海水養(yǎng)殖增匯典型發(fā)展模式，為制定科學合理的藍碳開發(fā)策略、促進近海養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供重要途徑。
（4）綜合性生態(tài)補償機制的海洋碳匯保護研究。生態(tài)補償是一個系統工程，關于生態(tài)補償研究已有較為成熟的理論，但由于生態(tài)補償機制尚未形成體系，標準制定缺乏科學定量分析，涉及范圍尚未明確，碳匯生態(tài)補償研究還需不斷加強。海洋碳匯保護資金投入機制仍需進一步完善，健全生態(tài)保護補償機制，使生態(tài)系統服務付費更科學、標準。相關研究應關注生態(tài)補償機制在藍碳上的應用，重點加強藍碳儲量估算、價值評估等標準體系構建，加強海洋碳匯補償主客體界定、補償標準、激勵約束機制、檢測評估、績效考核等方面研究。利用碳匯加深市場化、科學化、多元化及標準化的生態(tài)補償模式探索。
（5）海洋碳匯相關理論與技術創(chuàng)新研究。近年來，海洋碳匯在理論指導和實證研究等層面已經取得矚目的成就，但相關研究基礎理論體系比較薄弱，對海洋碳匯及保護的原理、測度方法尚未形成統一認識和理論體系，海洋碳匯的形成過程與調控機制、現狀評估規(guī)劃及增匯技術研發(fā)等方面都需要進一步完善。在自然和人為活動的多重壓力下，海洋碳匯正快速減少和消失，氣候變化和人類活動導致的全球化問題，對海洋生態(tài)系統及碳匯帶來一系列問題。因此，完善海洋生態(tài)系統變化和藍碳的形成過程與調控機制理論、研發(fā)重大生態(tài)保護及修復工程碳匯功能價值評估技術，對緩解氣候變化的戰(zhàn)略制定至關重要。
（6）海上絲綢之路沿線國家藍碳合作機制研究。在建設海洋強國的戰(zhàn)略布局下，進一步提出發(fā)展“一帶一路”戰(zhàn)略藍圖，對海洋碳匯研究也提出了新的發(fā)展要求。中國作為海洋大國，政府正積極探索海洋碳匯有效機制，拓展海洋經濟發(fā)展空間，在建設“21世紀海上絲綢之路”的新形勢下，以海洋碳匯合作機制構建為重點，引領海上絲綢之路沿線國家共同關注氣候變化問題，取得積極反響。在此背景下，重點把握如何探索有效保護和增加藍碳的機制、途徑和方法等問題，關注海上絲綢之路沿線國家藍碳合作的動力機制、實現機制、保障機制研究。
5結語
本文通過梳理近年來國內外海洋碳匯研究現狀及階段性前沿熱點，展望了面向陸海統籌、濱海濕地、海水養(yǎng)殖、生態(tài)補償、合作機制的新時期海洋碳匯研究的需求。研究發(fā)現：①海洋碳匯發(fā)文量呈波動增長趨勢。劉紀化、焦念志、Christian J Sanders、Oscar Serrano 等是國內外研究的主要作者；國內研究團隊表現出“大分散、小聚合”特征，國際研究團隊在該領域開展了廣泛合作；主要發(fā)文機構有山東大學海洋研究院、麥考瑞大學等；美國、中國是該領域研究最多的國家。②國內研究熱點涉及“海水養(yǎng)殖”“濱海濕地”等6個方面聚類，研究方向多元化，熱點明確；國際研究熱點包含：phytoplankton、ecosystem等，主要涵蓋海洋生態(tài)、科學、經濟等方面；預測碳匯漁業(yè)、氣候變化、海岸帶、碳儲量是以后主要研究主題方向。
通過以上的分析，可以看出：①與國外研究對比，中國對海洋碳匯的監(jiān)測與核算研究尚不充分，數據基礎比較薄弱，對其碳匯過程研究定量分析、系統研究和宏觀評估缺乏?；诖耍瑧_展更細致的調查研究，積極推動海洋碳匯理論、評估方法、增匯技術的創(chuàng)新，探索適合中國國情的海洋增匯方法。②對比國外海洋碳匯研究背景調查分析，發(fā)現全球海洋生態(tài)系統處于極其脆弱的狀態(tài)，氣候變暖、海洋酸化等問題破壞濱海濕地生態(tài)結構，導致海洋生物資源枯竭，海洋生態(tài)系統失衡，嚴重影響其固碳儲碳能力。在制定海洋負排放的方案中海洋碳匯研究機理復雜多樣，海洋碳匯轉化研究不足，海洋生態(tài)系統碳匯影響仍需進一步深入研究。③通過對國內外海洋碳匯研究現狀發(fā)現，海洋碳匯開發(fā)相關的規(guī)章制度、行業(yè)規(guī)范相對不足，需要加快頂層設計，進一步完善海洋碳匯管理政策的制定和實施。
原文信息
題目：海洋碳匯研究進展及展望
作者：陳小龍 狄乾斌 侯智文 梁晨露
期刊：《資源科學》23年8期
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