2009年，中國(guó)取代美國(guó)，成為世界二氧化碳排放第一大國(guó)；同年，國(guó)務(wù)院總理溫家寶在哥本哈根氣候大會(huì)上承諾，到2020年，中國(guó)單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~45%；在剛剛結(jié)束的德班世界氣候大會(huì)上，中國(guó)再次承諾，到2020年將比2010年減少17%的排放。

“一方面，中國(guó)減排壓力巨大；另一方面，我們國(guó)家正處于一個(gè)關(guān)鍵的發(fā)展期，如果硬性減排，將付出沉重的經(jīng)濟(jì)代價(jià)，甚至可能會(huì)影響到百年不遇的崛起時(shí)機(jī)。”

這些年來(lái)，中科院院士、廈門(mén)大學(xué)教授焦念志一直在尋找兩全其美的解決之道。

減排困難，何不增匯？

在日前召開(kāi)的第十八次中國(guó)科協(xié)論壇上，焦念志召集起一批同道中人，相約中國(guó)南海。

來(lái)自美國(guó)麻省理工學(xué)院、佐治亞大學(xué)等7所高校，以及中科院、國(guó)家海洋局、廈門(mén)大學(xué)等5家國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)的十幾名華人科學(xué)家，很多人幾乎是一下飛機(jī)就被關(guān)進(jìn)了會(huì)議室。這次他們討論的問(wèn)題事關(guān)中國(guó)命運(yùn)。

“既然硬性減排阻力重重，那么能否想辦法增加二氧化碳的吸收和儲(chǔ)藏，也就是‘增匯’呢？”焦念志告訴《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者，目前我國(guó)陸地在碳匯方面已頗有研究，陸地增匯也已納入國(guó)家規(guī)劃，但卻忽略了另一個(gè)巨大的碳庫(kù)——海洋。

事實(shí)上，海洋一直在氣候調(diào)節(jié)中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，當(dāng)前人類活動(dòng)所產(chǎn)生的二氧化碳中，約有30%被海洋吸收，在一定程度上減緩了全球氣候變暖的趨勢(shì)。

我國(guó)海洋國(guó)土面積占國(guó)土總面積的1/3，海岸線長(zhǎng)，河流眾多，儲(chǔ)碳潛力不可估量。“海洋的研究一直是個(gè)國(guó)際難題，但近年來(lái)國(guó)家越來(lái)越重視海洋的研究，現(xiàn)在討論海洋增匯的問(wèn)題正當(dāng)時(shí)。”焦念志說(shuō)。

看不見(jiàn)的“抓手”

目前，國(guó)際上已知的海洋儲(chǔ)碳機(jī)制主要有“溶解度泵”和“沉降生物泵”兩種。前者依賴于二氧化碳溶解于水的過(guò)程，此過(guò)程產(chǎn)生的碳酸會(huì)導(dǎo)致海水酸化等生態(tài)災(zāi)害；后者依賴于生物固碳后形成顆粒態(tài)碳的沉降過(guò)程，然而有研究表明，最終沉到海底的顆粒態(tài)碳量微乎其微。

2005年，長(zhǎng)期與海洋微型生物打交道的焦念志，提出了一個(gè)大膽的概念——“海洋微型生物碳泵”（MCP）。他發(fā)現(xiàn)海洋微型生物能夠通過(guò)生態(tài)過(guò)程，將活性溶解有機(jī)碳轉(zhuǎn)化為惰性溶解有機(jī)碳，長(zhǎng)期封存在海洋中。

焦念志的設(shè)想在古生物學(xué)中找到了證據(jù)。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）教授李超說(shuō)：“碳循環(huán)動(dòng)力學(xué)研究表明，早期地球歷史時(shí)期，在海洋深部曾多次出現(xiàn)大型的溶解有機(jī)碳庫(kù)。這些超大型有機(jī)碳庫(kù)的出現(xiàn)，極大地?cái)_動(dòng)了地球表層的碳循環(huán)。”

而此前的一項(xiàng)碳同位素研究也顯示，這些惰性的有機(jī)碳在海洋中儲(chǔ)存的時(shí)間可達(dá)4000~6000年，其總量可與大氣中二氧化碳的總碳量相媲美。

2010年6月，《科學(xué)》雜志對(duì)“微型生物碳泵”進(jìn)行了專題報(bào)道，將其稱之為“巨大碳庫(kù)的幕后推手”。同年，《自然綜述—微生物學(xué)》以封面文章形式發(fā)表了焦念志的文章。

但在操作層面上，焦念志還想找到一條更適合中國(guó)的道路。

不減產(chǎn)的“減排”

目前，我國(guó)農(nóng)田化肥施用量大大超標(biāo)，水土流失嚴(yán)重，大量化肥隨河流涌入海洋，造成近海海區(qū)富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重、赤潮頻發(fā)、生態(tài)平衡被破壞，甚至形成大面積缺氧區(qū)，如珠江口、長(zhǎng)江口等低氧區(qū)長(zhǎng)期存在，漁業(yè)資源遭到破壞，生態(tài)系統(tǒng)面臨嚴(yán)重威脅。

而這些還只是“看得見(jiàn)”的生態(tài)災(zāi)害，研究已經(jīng)證明，海洋中的碳和氮、磷往往成相反關(guān)系。過(guò)量的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽導(dǎo)致海水中的溶解有機(jī)碳被活化，重新通過(guò)呼吸作用返回大氣，使近海儲(chǔ)碳能力大為降低。

這給焦念志傳遞了一種信號(hào)：減少陸源氮磷輸入，就可以有效增加近海碳匯。“說(shuō)白了就是減少施肥，這無(wú)疑是一種最簡(jiǎn)單、最省成本的辦法。”

“通過(guò)海陸統(tǒng)籌實(shí)施MCP增匯生態(tài)工程，并不是改造自然生態(tài)系統(tǒng)，而是復(fù)原自然生態(tài)系統(tǒng)。這與‘排污控制’等有著本質(zhì)的不同，可增加近海碳匯，減少近海富營(yíng)養(yǎng)化、赤潮等災(zāi)害，一舉多得。”焦念志說(shuō)，“科學(xué)施肥能夠保證農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，而且就算減產(chǎn)，農(nóng)民也可通過(guò)‘碳交易’得到補(bǔ)償，進(jìn)入良性循環(huán)，讓人們主動(dòng)參與低碳經(jīng)濟(jì)。”

2008年，由焦念志領(lǐng)銜，由美、歐、亞12國(guó)專家組成的國(guó)際海洋研究委員會(huì)（SCOR）“微型生物碳泵”科學(xué)工作組成立，目前正在進(jìn)行系統(tǒng)研究，并著手開(kāi)展國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)體系等方面的起草工作。

“中國(guó)不能還走‘態(tài)度強(qiáng)硬’這條老路，在未來(lái)的氣候談判桌上贏得發(fā)言權(quán)，改善國(guó)家的國(guó)際形象，就必須要用科學(xué)來(lái)說(shuō)話。”焦念志說(shuō)，“所以現(xiàn)在由中國(guó)人牽頭在國(guó)際平臺(tái)上做這件事，意義很大，我愿意帶這個(gè)頭。”

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