Page 123 - 《渔业研究》2026年第1期

120 渔 业 研 究 第 48 卷

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海洋富营养化和减少温室气体排放的功能 。本文 中，不再参与碳循环，实现永久的碳封存 [15] 。而
较为系统地综述了大型海藻的碳汇功能、固碳机 且大型海藻的碳封存能力超过了以被子植物为基础
理、碳汇评估方法及环境因子影响大型海藻固碳增 的海岸带生境的封存能力 [16] ，因此大型海藻碳汇
汇过程等方面的研究进展，旨在为今后开发大型海 是实现海洋负排放的有效途径之一，认识、保护和
藻固碳增汇技术提供思路和参考依据。 发展大型海藻资源对于应对气候变化具有重要意义。
近年来，大型海藻碳汇功能的研究取得了显著
1 大型海藻碳汇概况
进展。研究发现，大型海藻的碳汇过程可以分为短
1.1 大型海藻资源 期碳汇和长期碳汇 2 种机制 [17] 。短期碳汇主要通
大型海藻是一类具有重要生态价值和经济价值 过收获藻类生物质来实现，这种方式可以直接从海
的光合自养生物，广泛分布于全球沿海潮间带至浅 洋中移除 CO 。据统计，全球大型海藻年产量已超
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海区域 。大型海藻不仅是海洋初级生产力的重要 过 3.2×10 t（湿重） [18] ，这些生物质可以作为生物
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贡献者，也是海岸带生态系统重要的组成部分。根 能源原料被进一步利用。长期碳汇主要通过 2 种途
据来源，大型海藻可分为天然海藻和栽培海藻两大 径实现：一是藻类生长过程中释放的 DOC 在微型
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类 。天然海藻主要包括巨藻（Macrocystis spp.） 生物碳泵（Microbial carbon pump，MCP）作用下
和马尾藻（Sargassum spp.）等种类，主要分布在 转化为惰性溶解有机碳（Recalcitrant dissolved orga-
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大西洋北部、太平洋北部以及南半球部分海域 ； nic carbon，RDOC） ，能够在海洋中保存上千年之
在全球范围内形成重要的海藻场，其中在中国，从 久，有研究表明海带栽培水体中有超过 58% 的
海南至辽宁等沿海省份均有分布 [10] 。栽培海藻则 DOC 属于此类 [19] ；二是 POC 利用沉积作用埋藏在
主要分为绿藻门（Chlorophyta） 、褐藻门（Phaeo- 海底沉积物中，通过物理过程被输送到深海区域，
phyta）和红藻门（Rhodophyta）三大类。中国作为 从而实现长期封存 [20] 。
全球较大的海藻养殖国之一，主要栽培品种包括海 相关研究数据显示，陆架区大型海藻的年固碳
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带（Saccharina japonica） 、裙带菜（Undaria pinna- 潜力可达 0.7×10 t ，约占全球海洋年净固碳总量
tifida） 、坛紫菜（Pyropia haitanensis） 、条斑紫菜 的 35%。Erlania 等 [21] 采用 eDNA 元条形码和海底
（Pyropia yezoensis） 、龙须菜（Gracilariopsis lema- 沉积物采样相结合的方法，证实澳大利亚东南部近
neiformis）和羊栖菜（Sargassum fusiforme）等，这 岸海岸沉积物中大型藻类碳的存在，以及大型海藻
些品种占中国海藻养殖总产量的 97% 以上。根据 碎屑具有被输入到近岸沉积物的潜力。Canvin 等 [22]
《中国渔业统计年鉴》数据显示，2023 年中国海 量化英国英格兰康沃尔波特哈罗湾养殖海带的生
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水养殖海藻总产量达到 2.88×10 t 。 长、侵蚀和迁移率，估算出海带的碳封存能力。
1.2 大型海藻碳汇作用 2014 年亚太地区的大型海藻栽培项目实现了 2.87×
大型海藻作为海洋生态系统的重要组成部分， 10 t CO 的减排量 [23] 。中国在该领域的研究也取
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是海洋中重要的初级生产者 [12] 。全球海藻场的净 得了重要成果，中国海藻养殖的长期碳汇量从
初级生产力为 1 521×10 g·C·a ，约是海草床、盐 2000 年的 1.55×10 t CO 增长到 2022 年的 4.10×
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沼和红树林 3 类蓝碳生态系统净初级生产力总和 10 t CO 2 [24] ，呈现出稳定增长的趋势。其中，海
的 1.4 倍，在海岸带生境初级生产力中的贡献率超 带、江蓠（Gracilaria）等栽培品种具有显著的固
过了 44% [13] 。大型海藻通过光合作用固定 CO 、 碳能力，可以有效地改善水体富营养化，具有多重
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碳酸盐等无机碳，并将其转化为有机碳的过程称为 生态效益 [25] 。这些研究成果为大型海藻在碳中和
固碳；将参与全球碳循环的有机碳或无机碳长期封 领域的应用提供了科学依据。
存在海洋中，且不再参与碳循环的过程称为储碳。 2 大型海藻固碳机理
大型海藻利用光合反应固定的有机碳主要以生物质
碳、溶解有机碳（Dissolved organic carbon，DOC） 2.1 大型海藻合成生物质碳
和颗粒有机碳（Particulate organic carbon，POC） 在大型海藻的光合作用过程中，CO 被转化为
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等形式组成，且以 52%DOC、48%POC 形式输出。 多种有机物质，一部分可被微生物快速利用转换成
经历再矿化和埋藏 [14] ，大型海藻每年的碳封存量 自身生物量，并通过食物链传递，最终成为可移出
高达 173×10 g·C·a ，其中约 90% 被截留在深海 碳汇的一部分 [15] 。这些物质是海藻生长和繁殖的
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