湛江湾沉积有机物和黑碳的来源及其时空变化：对沿海碳封存机制的启示

《Marine Environmental Research》：Sources and temporal-spatial variations of sedimentary organic matter and black carbon in Zhanjiang Bay: Insights into coastal carbon burial

综述132篇文献，分析宏观藻类碳汇的测量（42.4%，含实验室31.8%）和评估方法（28%，含LCA 10.6%），指出需加强遥感及LCA应用，提升准确性，促进可持续发展及碳交易。

　　随着全球碳排放的迅速增加，其对物种、生态系统、人类福祉、基础设施和经济系统造成了显著的负面影响。减少碳排放和增强碳汇已成为缓解气候变化的关键路径。海洋碳汇，通常被称为“蓝色碳”，是指在海洋和沿海生态系统中，碳在生物和非生物成分中的储存。蓝色碳涵盖了红树林、海草床、潮汐湿地、浮游植物以及大型海藻床等生态系统。这些海洋碳汇通过吸收和储存碳，对全球碳循环的平衡起到关键作用，从而在应对气候变化方面发挥重要作用。此外，沿海生态系统在碳吸收和储存方面的能力对于气候缓解具有重要意义。

大型海藻，也被称为海藻，通过光合作用将溶解的无机碳（DIC）转化为有机碳（Borburema et al., 2020, Borburema et al., 2024, Paine et al., 2021）。大型海藻的养殖可以吸收大量的二氧化碳（CO?），从而在碳排放控制中发挥积极作用。尽管海洋因素如洋流、温度和盐度也会影响CO?的交换动态，但大型海藻能够引起水体中CO?分压的局部降低，从而促进大气CO?向海水的扩散，并增强近岸地区的碳封存能力。研究表明，大型海藻的最大净初级生产力（NPP）达到2.9 Pg C·y?1，超过了海草、盐沼和红树林的总和（2.5 Pg C·y?1）（Duarte et al., 2022; Li et al., 2022）。

鉴于大型海藻通过光合作用捕获碳，并能够通过长期的生物基产品或在自然系统中通过向深海沉积物的输出进行碳封存，大型海藻的养殖被视为一种极具前景和优先的碳去除方法。此外，大型海藻的养殖不仅提供了一种成本效益高的解决方案，还具有促进社会和环境协同效益的巨大潜力。准确评估大型海藻的碳封存能力对于理解海洋碳储量的潜力至关重要，这为海洋碳管理及碳市场的发展奠定了基础，并有助于未来海洋碳汇技术的开发和优化海洋资源的分配。大型海藻的养殖不仅有助于缓解气候变化，还为经济增长提供了新的机会，促进了海洋生态系统的保护和恢复，带来了显著的经济和社会效益。

自“蓝色碳”概念在评估报告《Blue Carbon: The Role of Healthy Oceans in Binding Carbon》（Nellemann et al., 2009）中提出以来，大型海藻的碳封存研究在科学界获得了越来越多的关注。在养殖系统中，大型海藻主要通过转化为耐用的生物基产品（如生物炭、建筑材料）进行长期碳储存，而在自然生态系统中，碳封存则通过有机物向深水和沉积物的输出与埋藏实现。其高NPP使其能够在碳汇和碳输出方面发挥作用，通过分解路径进行碳输出（Ould and Caldwell, 2022）。这些特性使大型海藻成为一种有前景的基于自然的解决方案（NbS），具有支持海洋食物系统和生物经济发展（Chung et al., 2011; Yong et al., 2022）的替代潜力，突显了对大型海藻碳封存进行准确和标准化核算的紧迫性。

在碳交易和碳封存管理日益受到关注的背景下，大型海藻作为碳汇的潜力也得到了重视。然而，对于现有的测量和评估方法仍然存在困惑。作为一个跨学科问题，大型海藻的碳封存仍然是会计界全面理解的难点，对这一领域会计实践的系统分析仍显不足。为了填补研究空白，本研究通过系统综述的方式，探讨了现有的大型海藻碳封存会计方法。

本研究的结构如图1所示。接下来的部分描述了系统综述的方法，从而选定了132篇文章。随后，对当前研究的发展和趋势进行了分析。研究讨论了两种类型的碳会计方法，即碳测量和碳评估。碳测量方法包括实地研究、实验室实验和遥感技术，而碳评估方法则包括存量差法、生物生态建模和生命周期评估（LCA）。接下来，提供了提升大型海藻碳会计的建议。作为该领域首次尝试，本研究揭示了影响大型海藻碳封存的关键因素，并探讨了大型海藻养殖作为碳封存方法的潜力及可行的实施场景。此外，本研究还优化了大型海藻碳会计的方法论。研究的发现为构建一个稳健的大型海藻碳封存会计框架奠定了基础。

研究采用的文献综述方法包括传统的文献综述、元分析、整合性综述和系统综述（Whittemore and Knafl, 2005; Dong et al., 2023）。系统综述的目标是使用组织化、透明和可复制的方法，全面定位和综合与特定问题相关的研究（Littell et al., 2008）。鉴于目前缺乏关于大型海藻碳封存会计的系统综述，本研究进行了系统性的分析。

所选文章的时间变化趋势如图2所示。20世纪90年代初，相关研究的发表频率相对较低。然而，从2000年代初开始，研究活动明显增加。文章数量从2000年的1篇增加到2022年的19篇，复合年增长率（CAGR）为14.3%，表明持续上升的趋势。尽管2010年代出现了一些小幅度波动，但整体趋势仍然积极。从2016年起，CAGR继续增长，显示出研究在这一领域的不断扩展。

本研究强调，准确的碳会计是有效碳汇管理的基础。高质量和可靠的数据对于确保用于封存的碳信用准确反映实际表现至关重要，从而实现资源的最优配置，并确保碳汇项目达到预期的环境影响。从技术角度来看，本研究突出了将遥感数据整合进碳会计的重要性。通过这种方法，可以更全面地了解大型海藻碳封存的动态变化，并为制定相关政策提供科学依据。

此外，本研究还指出，现有的碳会计方法在测量和评估过程中仍然复杂且不够精确。在准确评估大型海藻的碳封存潜力方面存在显著的不确定性，这主要源于不同种类的生物量生产力和碳同化能力的差异（Chung et al., 2011），以及气候变化可能带来的影响，如海洋变暖、酸化和缺氧（Filbee-Dexter et al., 2022），以及生物物理生长限制（DeAngelo et al., 2023）。目前，尚缺乏对大型海藻产品及其应用的碳封存能力进行评估的明确指南。此外，对于如何将颗粒碳沉积和输出的影响纳入大型海藻碳会计框架尚无共识（Krause-Jensen et al., 2018）。更重要的是，必须认识到大型海藻生态系统有可能成为碳源，因为异养碳消耗可能通过呼吸补贴抵消自养碳的增加（Gallagher et al., 2022; Fujita et al., 2023）。事实上，一些研究表明，在某些大型海藻生态系统中，异养碳消耗的程度可能足以抵消甚至超过光合作用固定的碳，尤其是在异养呼吸主导净生态系统代谢的情况下（Gallagher et al., 2022; Fujita et al., 2023）。因此，大型海藻生态系统可能表现出像碳源一样的行为，将碳重新释放回环境中，而不是像碳汇那样储存碳。这突显了对大型海藻碳会计方法进行系统研究的必要性，以更好地理解其对全球碳循环的影响，并识别方法论上的改进空间。

本研究还探讨了如何通过改进碳会计方法来提升其准确性和实用性。例如，可以进一步加强遥感技术的应用，以提高碳封存数据的获取效率和精度。同时，扩大对生命周期评估（LCA）的研究，有助于更全面地考虑碳封存过程中的所有环境影响因素。此外，对于碳源和碳汇之间的转换机制，也需要更加深入的研究，以避免对大型海藻碳封存能力的误判。通过整合生物生态建模和存量差法，可以构建更系统化的碳会计框架，为政策制定和项目实施提供支持。

在碳交易和碳封存管理日益受到重视的背景下，大型海藻的碳封存潜力也得到了越来越多的关注。然而，对于现有的测量和评估方法仍然存在困惑。作为一个跨学科问题，大型海藻的碳封存仍然是会计界全面理解的难点，对这一领域会计实践的系统分析仍显不足。为了填补研究空白，本研究通过系统综述的方式，探讨了现有的大型海藻碳封存会计方法。

本研究还指出，现有的碳会计方法在测量和评估过程中仍然复杂且不够精确。在准确评估大型海藻的碳封存潜力方面存在显著的不确定性，这主要源于不同种类的生物量生产力和碳同化能力的差异（Chung et al., 2011），以及气候变化可能带来的影响，如海洋变暖、酸化和缺氧（Filbee-Dexter et al., 2022），以及生物物理生长限制（DeAngelo et al., 2023）。目前，尚缺乏对大型海藻产品及其应用的碳封存能力进行评估的明确指南。此外，对于如何将颗粒碳沉积和输出的影响纳入大型海藻碳会计框架尚无共识（Krause-Jensen et al., 2018）。更重要的是，必须认识到大型海藻生态系统有可能成为碳源，因为异养碳消耗可能通过呼吸补贴抵消自养碳的增加（Gallagher et al., 2022; Fujita et al., 2023）。事实上，一些研究表明，在某些大型海藻生态系统中，异养碳消耗的程度可能足以抵消甚至超过光合作用固定的碳，尤其是在异养呼吸主导净生态系统代谢的情况下（Gallagher et al., 2022; Fujita et al., 2023）。因此，大型海藻生态系统可能表现出像碳源一样的行为，将碳重新释放回环境中，而不是像碳汇那样储存碳。这突显了对大型海藻碳会计方法进行系统研究的必要性，以更好地理解其对全球碳循环的影响，并识别方法论上的改进空间。

本研究还探讨了如何通过改进碳会计方法来提升其准确性和实用性。例如，可以进一步加强遥感技术的应用，以提高碳封存数据的获取效率和精度。同时，扩大对生命周期评估（LCA）的研究，有助于更全面地考虑碳封存过程中的所有环境影响因素。此外，对于碳源和碳汇之间的转换机制，也需要更加深入的研究，以避免对大型海藻碳封存能力的误判。通过整合生物生态建模和存量差法，可以构建更系统化的碳会计框架，为政策制定和项目实施提供支持。

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本研究还指出，现有的碳会计方法在测量和评估过程中仍然复杂且不够精确。在准确评估大型海藻的碳封存潜力方面存在显著的不确定性，这主要源于不同种类的生物量生产力和碳同化能力的差异（Chung et al., 2011），以及气候变化可能带来的影响，如海洋变暖、酸化和缺氧（Filbee-Dexter et al., 2022），以及生物物理生长限制（DeAngelo et al., 2023）。目前，尚缺乏对大型海藻产品及其应用的碳封存能力进行评估的明确指南。此外，对于如何将颗粒碳沉积和输出的影响纳入大型海藻碳会计框架尚无共识（Krause-Jensen et al., 2018）。更重要的是，必须认识到大型海藻生态系统有可能成为碳源，因为异养碳消耗可能通过呼吸补贴抵消自养碳的增加（Gallagher et al., 2022; Fujita et al., 2023）。事实上，一些研究表明，在某些大型海藻生态系统中，异养碳消耗的程度可能足以抵消甚至超过光合作用固定的碳，尤其是在异养呼吸主导净生态系统代谢的情况下（Gallagher et al., 2022; Fujita et al., 2023）。因此，大型海藻生态系统可能表现出像碳源一样的行为，将碳重新释放回环境中，而不是像碳汇那样储存碳。这突显了对大型海藻碳会计方法进行系统研究的必要性，以更好地理解其对全球碳循环的影响，并识别方法论上的改进空间。

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本研究还指出，现有的碳会计方法在测量和评估过程中仍然复杂且不够精确。在准确评估大型海藻的碳封存潜力方面存在显著的不确定性，这主要源于不同种类的生物量生产力和碳同化能力的差异（Chung et al., 2011），以及气候变化可能带来的影响，如海洋变暖、酸化和缺氧（Filbee-Dexter et al., 2022），以及生物物理生长限制（DeAngelo et al., 2023）。目前，尚缺乏对大型海藻产品及其应用的碳封存能力进行评估的明确指南。此外，对于如何将颗粒碳沉积和输出的影响纳入大型海藻碳会计框架尚无共识（Krause-Jensen et al., 2018）。更重要的是，必须认识到大型海藻生态系统有可能成为碳源，因为异养碳消耗可能通过呼吸补贴抵消自养碳的增加（Gallagher et al., 2022; Fujita et al., 2023）。事实上，一些研究表明，在某些大型海藻生态系统中，异养碳消耗的程度可能足以抵消甚至超过光合作用固定的碳，尤其是在异养呼吸主导净生态系统代谢的情况下（Gallagher et al., 2022; Fujita et al., 2023）。因此，大型海藻生态系统可能表现出像碳源一样的行为，将碳重新释放回环境中，而不是像碳汇那样储存碳。这突显了对大型海藻碳会计方法进行系统研究的必要性，以更好地理解其对全球碳循环的影响，并识别方法论上的改进空间。

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本研究还探讨了如何通过改进碳会计方法来提升其准确性和实用性。例如，可以进一步加强遥感技术的应用，以提高碳封存数据的获取效率和精度。同时，扩大对生命周期评估（LCA）的研究，有助于更全面地考虑碳封存过程中的所有环境影响因素。此外，对于碳源和碳汇之间的转换机制，也需要更加深入的研究，以避免对大型海藻碳封存能力的误判。通过整合生物生态建模和存量差法，可以构建更系统化的碳会计框架，为政策制定和项目实施提供支持。

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本研究还指出，现有的碳会计方法在测量和评估过程中仍然复杂且不够精确。在准确评估大型海藻的碳封存潜力方面存在显著的不确定性，这主要源于不同种类的生物量生产力和碳同化能力的差异（Chung et al., 2011），以及气候变化可能带来的影响，如海洋变暖、酸化和缺氧（Filbee-Dexter et al., 2022），以及生物物理生长限制（DeAngelo et al., 2023）。目前，尚缺乏对大型海藻产品及其应用的碳封存能力进行评估的明确指南。此外，对于如何将颗粒碳沉积和输出的影响纳入大型海藻碳会计框架尚无共识（Krause-Jensen et al., 2018）。更重要的是，必须认识到大型海藻生态系统有可能成为碳源，因为异养碳消耗可能通过呼吸补贴抵消自养碳的增加（Gallagher et al., 2022; Fujita et al., 2023）。事实上，一些研究表明，在某些大型海藻生态系统中，异养碳消耗的程度可能足以抵消甚至超过光合作用固定的碳，尤其是在异养呼吸主导净生态系统代谢的情况下（Gallagher et al., 2022; Fujita et al., 2023）。因此，大型海藻生态系统可能表现出像碳源一样的行为，将碳重新释放回环境中，而不是像碳汇那样储存碳。这突显了对大型海藻碳会计方法进行系统研究的必要性，以更好地理解其对全球碳循环的影响，并识别方法论上的改进空间。

本研究还探讨了如何通过改进碳会计方法来提升其准确性和实用性。例如，可以进一步加强遥感技术的应用，以提高碳封存数据的获取效率和精度。同时，扩大对生命周期评估（LCA）的研究，有助于更全面地考虑碳封存过程中的所有环境影响因素。此外，对于碳源和碳汇之间的转换机制，也需要更加深入的研究，以避免对大型海藻碳封存能力的误判。通过整合生物生态建模和存量差法，可以构建更系统化的碳会计框架，为政策制定和项目实施提供支持。

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本研究还指出，现有的碳会计方法在测量和评估过程中仍然复杂且不够精确。在准确评估大型海藻的碳封存潜力方面存在显著的不确定性，这主要源于不同种类的生物量生产力和碳同化能力的差异（Chung et al., 2011），以及气候变化可能带来的影响，如海洋变暖、酸化和缺氧（Filbee-Dexter et al., 2022），以及生物物理生长限制（DeAngelo et al., 2023）。目前，尚缺乏对大型海藻产品及其应用的碳封存能力进行评估的明确指南。此外，对于如何将颗粒碳沉积和输出的影响纳入大型海藻碳会计框架尚无共识（Krause-Jensen et al., 2018）。更重要的是，必须认识到大型海藻生态系统有可能成为碳源，因为异养碳消耗可能通过呼吸补贴抵消自养碳的增加（Gallagher et al., 2022; Fujita et al., 2023）。事实上，一些研究表明，在某些大型海藻生态系统中，异养碳消耗的程度可能足以抵消甚至超过光合作用固定的碳，尤其是在异养呼吸主导净生态系统代谢的情况下（Gallagher et al., 2022; Fujita et al., 2023）。因此，大型海藻生态系统可能表现出像碳源一样的行为，将碳重新释放回环境中，而不是像碳汇那样储存碳。这突显了对大型海藻碳会计方法进行系统研究的必要性，以更好地理解其对全球碳循环的影响，并识别方法论上的改进空间。

本研究还探讨了如何通过改进碳会计方法来提升其准确性和实用性。例如，可以进一步加强遥感技术的应用，以提高碳封存数据的获取效率和精度。同时，扩大对生命周期评估（LCA）的研究，有助于更全面地考虑碳封存过程中的所有环境影响因素。此外，对于碳源和碳汇之间的转换机制，也需要更加深入的研究，以避免对大型海藻碳封存能力的误判。通过整合生物生态建模和存量差法，可以构建更系统化的碳会计框架，为政策制定和项目实施提供支持。

在碳交易和碳封存管理日益受到重视的背景下，大型海藻的碳封存潜力也得到了越来越多的关注。然而，对于现有的测量和评估方法仍然存在困惑。作为一个跨学科问题，大型海藻的碳封存仍然是会计界全面理解的难点，对这一领域会计实践的系统分析仍显不足。为了填补研究空白，本研究通过系统综述的方式，探讨了现有的大型海藻碳封存会计方法。

本研究还指出，现有的碳会计方法在测量和评估过程中仍然复杂且不够精确。在准确评估大型海藻的碳封存潜力方面存在显著的不确定性，这主要源于不同种类的生物量生产力和碳同化能力的差异（Chung et al., 2011），以及气候变化可能带来的影响，如海洋变暖、酸化和缺氧（Filbee-Dexter et al., 2022），以及生物物理生长限制（DeAngelo et al., 2023）。目前，尚缺乏对大型海藻产品及其应用的碳封存能力进行评估的明确指南。此外，对于如何将颗粒碳沉积和输出的影响纳入大型海藻碳会计框架尚无共识（Krause-Jensen et al., 2018）。更重要的是，必须认识到大型海藻生态系统有可能成为碳源，因为异养碳消耗可能通过呼吸补贴抵消自养碳的增加（Gallagher et al., 2022; Fujita et al., 2023）。事实上，一些研究表明，在某些大型海藻生态系统中，异养碳消耗的程度可能足以抵消甚至超过光合作用固定的碳，尤其是在异养呼吸主导净生态系统代谢的情况下（Gallagher et al., 2022; Fujita et al., 2023）。因此，大型海藻生态系统可能表现出像碳源一样的行为，将碳重新释放回环境中，而不是像碳汇那样储存碳。这突显了对大型海藻碳会计方法进行系统研究的必要性，以更好地理解其对全球碳循环的影响，并识别方法论上的改进空间。

本研究还探讨了如何通过改进碳会计方法来提升其准确性和实用性。例如，可以进一步加强遥感技术的应用，以提高碳封存数据的获取效率和精度。同时，扩大对生命周期评估（LCA）的研究，有助于更全面地考虑碳封存过程中的所有环境影响因素。此外，对于碳源和碳汇之间的转换机制，也需要更加深入的研究，以避免对大型海藻碳封存能力的误判。通过整合生物生态建模和存量差法，可以构建更系统化的碳会计框架，为政策制定和项目实施提供支持。

在碳交易和碳封存管理日益受到重视的背景下，大型海藻的碳封存潜力也得到了越来越多的关注。然而，对于现有的测量和评估方法仍然存在困惑。作为一个跨学科问题，大型海藻的碳封存仍然是会计界全面理解的难点，对这一领域会计实践的系统分析仍显不足。为了填补研究空白，本研究通过系统综述的方式，探讨了现有的大型海