王 濤 劉 倡 趙 銳 鄧麗靜

國(guó)家海洋信息中心 天津 300171

全球氣候變化是人類共同面臨的巨大挑戰(zhàn)，加大氣候變化應(yīng)對(duì)力度關(guān)系人類的前途和未來(lái)。隨著大氣中的二氧化碳量日益增多，各國(guó)積極參與全球氣候治理，全世界120 多個(gè)國(guó)家提出碳中和目標(biāo)，我國(guó)于2020 年提出二氧化碳排放力爭(zhēng)“2030 達(dá)峰，2060中和”的莊嚴(yán)承諾。為提高溫室氣體排放透明度，共同緩解和應(yīng)對(duì)氣候變化，聯(lián)合國(guó)要求報(bào)告本國(guó)的溫室氣體排放。開(kāi)展國(guó)家溫室氣體清單編制既是我國(guó)履行《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》的義務(wù)，也是提升我國(guó)氣候變化行動(dòng)的重要舉措。

藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)具有巨大的碳吸收能力，開(kāi)展藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體吸收/排放研究，編制藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單，科學(xué)反映藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)氣候變化的貢獻(xiàn)，對(duì)于建立和完善藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單編制技術(shù)具有重要的理論意義。同時(shí)，揭示藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)源匯格局，對(duì)于制定藍(lán)碳增匯減排措施具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

1 國(guó)家溫室氣體清單基本概況

1992 年，聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展大會(huì)上通過(guò)了《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》（以下簡(jiǎn)稱《公約》），要求每個(gè)締約方國(guó)家提交國(guó)家信息通報(bào)，報(bào)告本國(guó)的國(guó)家溫室氣體清單。從2014年開(kāi)始，要求非附件一締約方提交兩年更新報(bào)告，包括更新的國(guó)家溫室氣體清單和減緩行動(dòng)。

1.1 溫室氣體核算基本概念

氣候系統(tǒng)是大氣圈、海洋圈、冰雪圈、巖石圈和生物圈組成的龐大系統(tǒng)，溫室氣體在各個(gè)圈層之間復(fù)雜的相互作用和反饋過(guò)程，會(huì)導(dǎo)致大氣中的溫室氣體發(fā)生變化，改變大氣中原有的熱平衡狀態(tài)，進(jìn)而影響整個(gè)全球氣候系統(tǒng)。

1.1.1 溫室氣體

溫室氣體是指大氣中可以吸收和重新放出紅外輻射的自然和人為的氣態(tài)成分，包括二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、氫氟碳化物（HFCs）、全氟化碳（PFCs）和六氟化硫（SF6）等類型[1]。

1.1.2 排放源/吸收匯

排放源/吸收匯是指向大氣中排放/清除溫室氣體、氣溶膠或溫室氣體前體的任何過(guò)程、活動(dòng)或機(jī)制[2]，國(guó)家溫室氣體排放/吸收的核算范圍覆蓋能源活動(dòng)、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程、農(nóng)業(yè)活動(dòng)、土地利用變化和林業(yè)、廢棄物處理等領(lǐng)域。

1.2 國(guó)家溫室氣體清單編制

《公約》作為一項(xiàng)框架公約，并沒(méi)有清單編制的技術(shù)方法，缺乏可操作性。政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)（The Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）研究并出版了系列溫室氣體清單編制指南，為世界各國(guó)核算國(guó)家溫室氣體和減排履約提供了技術(shù)方法[4]。

1.2.1 溫室氣體清單編制方法體系

自1995 年開(kāi)始，IPCC 出臺(tái)了《IPCC 國(guó)家溫室氣體清單指南（1995）》《2000 年優(yōu)良做法和不確定性管理指南》[4]《土地利用、土地利用變化和林業(yè)優(yōu)良做法指南》[5]《IPCC 國(guó)家溫室氣體清單（1996 修訂版）》[6]（簡(jiǎn)稱《IPCC 1996修訂版》）等指南，但由于框架體系、方法和不確定性等尚不成熟，直到2006 年的《2006 IPCC 國(guó)家溫室氣體清單指南》（簡(jiǎn)稱《IPCC 2006 指南》）全面替代了前期版本，2014年和2019年又相繼發(fā)布了《對(duì)2006 IPCC 國(guó)家溫室氣體清單指南的2013 增補(bǔ)：濕地》（簡(jiǎn)稱《濕地指南》）[7]和《IPCC 2006 年國(guó)家溫室氣體清單指南2019年修訂版》[8]，構(gòu)成了核算人類活動(dòng)導(dǎo)致溫室氣體排放與吸收的方法體系。

1.2.2 中國(guó)國(guó)家溫室氣體清單編制

我國(guó)按照自愿原則，依據(jù)《IPCC 1996 修訂版》，并參考《IPCC 2006 指南》，開(kāi)展了國(guó)家溫室氣體清單編制工作[9]。2004 年，初步核算了二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和氧化亞氮（N2O），并向聯(lián)合國(guó)提交了《初始國(guó)家信息通報(bào)》，之后逐步將氣體類型拓展到氫氟碳化物（HFCs）、全氟化碳（PFCs）和六氟化硫（SF6）等。相應(yīng)的排放源范圍也有所擴(kuò)展，并于2012年和2019年提交了第二次和第三次國(guó)家信息通報(bào)，同時(shí)于2017 年和2019 年提交了第一次和第二次兩年更新報(bào)告。綜合而言，我國(guó)已相繼完成了1994 年度、2005 年 度、2010 年 度、2012 年 度 和2014 年 度 的 國(guó) 家溫室氣體清單編制。

我國(guó)溫室氣體清單包括能源活動(dòng)、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程、農(nóng)業(yè)活動(dòng)、廢棄物處理以及土地利用、土地利用變化和林業(yè)等5 個(gè)部門(mén)，2014 年溫室氣體排放總量為123.01 億噸二氧化碳當(dāng)量。其中，能源活動(dòng)占77.7%，是中國(guó)溫室氣體最重要的排放源，其次是工業(yè)生產(chǎn)占14.0%，土地利用、土地利用變化和林業(yè)的二氧化碳吸收為11.51億噸，溫室氣體凈吸收為11.15億噸（圖1）。

圖1 2014年國(guó)家溫室氣體清單核算結(jié)果

當(dāng)前，我國(guó)溫室氣體清單中只有土地利用、土地利用變化和林業(yè)部分包含碳吸收，且在考慮溫室氣體吸收匯的前提下，2014 年溫室氣體排放總量仍高達(dá)111.86億噸二氧化碳當(dāng)量。因此，為緩解國(guó)家“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)壓力，在減排的同時(shí)，還需要擴(kuò)大增匯途徑，爭(zhēng)取將藍(lán)碳碳匯納入國(guó)家溫室氣體清單。

2 藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單基本概念

藍(lán)碳作為海洋自然過(guò)程減緩和適應(yīng)氣候變化的主要手段，已納入《公約》“國(guó)家溫室氣體清單”和《巴黎協(xié)定》“國(guó)家自主貢獻(xiàn)”機(jī)制，澳大利亞、日本、智利等國(guó)家已將基于海洋、海岸帶的氣候行動(dòng)納入國(guó)家自主貢獻(xiàn)。

2.1 藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)

2009 年，聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署等國(guó)際組織聯(lián)合發(fā)布《藍(lán)碳：健康海洋固碳作用的評(píng)估報(bào)告》[10]，首次提出藍(lán)碳，認(rèn)可了海洋的碳匯作用，卻并未對(duì)藍(lán)碳做出明確界定。2014 年，《濕地指南》認(rèn)定紅樹(shù)林、海草床、濱海鹽沼為藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)。2019 年，《IPCC 氣候變化中的海洋與冰凍圈特別報(bào)告》[11]將藍(lán)碳界定為易于管理的海洋生態(tài)系統(tǒng)所有生物驅(qū)動(dòng)碳通量及存量，在紅樹(shù)林、海草床、濱海鹽沼的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展了大型藻類。同時(shí)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者也在積極探索貝類[12-13]、浮游植物、微型生物[14-16]等納入藍(lán)碳的可能性。結(jié)合易于管理和理論是否成熟等因素，本文重點(diǎn)研究紅樹(shù)林、海草床和濱海鹽沼3類藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單的編制研究。

2.2 藍(lán)碳碳庫(kù)類型

碳庫(kù)即碳儲(chǔ)存庫(kù)，是指存儲(chǔ)在土壤、植被、海洋和大氣等載體中可以吸收和釋放的碳，通常包括地上活生物量、地上死生物量、地下活生物量和土壤碳庫(kù)等類型[17]。土壤碳庫(kù)是濱海濕地最重要的碳庫(kù)，其中海草床和濱海鹽沼中的土壤碳庫(kù)貢獻(xiàn)達(dá)98%以上，地下活生物量占比幾乎忽略不計(jì)。針對(duì)紅樹(shù)林而言，地上活生物和地上枯木也比較重要，占比維持在23.5%～26%之間[17]。

基于各種藍(lán)碳碳庫(kù)貢獻(xiàn)程度，并銜接我國(guó)的國(guó)家溫室氣體清單，本文劃分地上生物量、地下生物量、枯落物、枯死木和土壤有機(jī)碳等5 種藍(lán)碳碳庫(kù)。地上生物量主要是樹(shù)干、分枝和葉片等地上活體生物量；地下生物量主要是根系和根狀莖等地下活體生物量；枯落物屬于地上死生物量，包括葉片凋落物等；枯死木屬于地上死生物量，包括已經(jīng)枯死未倒下的枯立木和已經(jīng)倒下的倒木；土壤有機(jī)碳也是地下死生物量[17]。

2.3 溫室氣體收支清單

藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單定位于海洋圈與大氣圈之間的溫室氣體交換，反映核算期間從大氣和海洋中排放或清除溫室氣體的數(shù)量，包括排放和吸收。排放主要是藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)土壤、植被中儲(chǔ)存的有機(jī)碳被釋放到大氣中，成為排放源；吸收則是通過(guò)紅樹(shù)林、海草床和濱海鹽沼生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程從大氣中吸收二氧化碳形成碳匯[1]。

藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)除了CO2的排放與吸收之外，還有CH4和N2O 的排放，因此藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體收支清單包括二氧化碳收支清單和非二氧化碳排放清單兩部分。本文將藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體核算空間定位為國(guó)家/區(qū)域尺度，以紅樹(shù)林、海草床、濱海鹽沼為研究對(duì)象，重點(diǎn)開(kāi)展碳儲(chǔ)量、溫室氣體排放/吸收，及藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌鷳B(tài)系統(tǒng)過(guò)程中潛在溫室氣體排放/吸收核算研究，探索藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單表格體系設(shè)計(jì)，并嘗試與國(guó)家溫室氣體清單做好銜接。

3 藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單編制框架

藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單是通過(guò)藍(lán)碳調(diào)查監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)核算與清單表格構(gòu)建等環(huán)節(jié)，核算特定時(shí)期和空間范圍內(nèi)的溫室氣體吸收/排放量，并通過(guò)構(gòu)建清單以反映藍(lán)碳的收支分布、時(shí)空格局和演變規(guī)律等信息。藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單編制框架包括兩部分：一是藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體排放/吸收核算；二是藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單表式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（圖2）。

圖2 藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單編制框架

3.1 藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)核算邊界

藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單編制對(duì)象為國(guó)家宏觀尺度的海岸帶空間，在海岸帶生態(tài)均質(zhì)化分區(qū)的前提下，進(jìn)行微觀個(gè)體的樣點(diǎn)采集，以保證樣本的碳核算可以類推到國(guó)家/區(qū)域尺度的碳核算。

3.1.1 海岸帶生態(tài)分區(qū)

海岸帶生態(tài)分區(qū)是藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)碳收支核算的空間基礎(chǔ)，通過(guò)將全國(guó)海岸帶進(jìn)行生態(tài)均質(zhì)化，劃分出自然生態(tài)屬性同質(zhì)區(qū)域，并在生態(tài)均質(zhì)區(qū)內(nèi)優(yōu)化布設(shè)有限樣點(diǎn)，在保障樣本代表性的同時(shí)減少采樣成本。本文以生物地理場(chǎng)景和水生場(chǎng)景為基礎(chǔ)，以地形地貌組分、底質(zhì)組分、水體組分和生物組分為依據(jù)，探索劃分出河口、近岸、淺海、潮間帶等海岸帶生態(tài)區(qū)，并繪制海岸帶生態(tài)分區(qū)圖。

3.1.2 藍(lán)碳空間核算單元

藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體核算單元是獲取收支清單編制數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，通過(guò)調(diào)查監(jiān)測(cè)和遙感識(shí)別等手段，獲取過(guò)去和現(xiàn)在海岸帶藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)空間分布，構(gòu)建出藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)分布圖，并與海岸帶生態(tài)分區(qū)圖進(jìn)行疊加，獲取各海岸帶生態(tài)分區(qū)單元內(nèi)的藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)分布，結(jié)合碳庫(kù)類型進(jìn)一步細(xì)化各藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)各碳庫(kù)類型的立體空間核算單元。

3.1.3 核算單元樣點(diǎn)布設(shè)

樣方布設(shè)的目的是獲取立體空間核算單元內(nèi)的活動(dòng)數(shù)據(jù)和排放因子，樣方布設(shè)需要依據(jù)核算空間內(nèi)各類型藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)分布大小，結(jié)合藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)的活躍程度來(lái)設(shè)計(jì)最優(yōu)樣方數(shù)量、大小和采樣強(qiáng)度。一般情況下，樣本所需精度、采樣頻率和采樣成本與固定/臨時(shí)樣方設(shè)計(jì)相關(guān)，其中固定樣方可用于長(zhǎng)久監(jiān)測(cè)，可多次比較，可信度更高，可精確反映長(zhǎng)時(shí)間序列下的溫室氣體收支變化，臨時(shí)樣方多用于一次性測(cè)定。

3.2 藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)活動(dòng)數(shù)據(jù)

活動(dòng)數(shù)據(jù)是特定時(shí)期和特定區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生溫室氣體排放或清除的人為活動(dòng)量[1]，用于反映管理活動(dòng)所導(dǎo)致的海岸帶濕地覆蓋類型和利用方式的變化。

3.2.1 使用類型

海岸帶范圍內(nèi)的土地使用類別可劃分為林地、耕地、草地、濕地、居民點(diǎn)和其他土地，依據(jù)水體鹽度和潮汐流動(dòng)，區(qū)分濱海濕地和內(nèi)陸土地，并進(jìn)一步細(xì)化出排水礦物土壤、潮濕礦物土壤、排水有機(jī)土壤、潮濕有機(jī)土壤4 種類型。潮濕土壤是指全年或大部分時(shí)間被海水淹沒(méi)或飽和的土壤，主要靠厭氧環(huán)境下的微生物和生根植物來(lái)影響溫室氣體排放與吸收。通常情況下，假設(shè)有機(jī)土壤最初都是濕的，排干土壤就是排水土壤。

人類管理對(duì)土壤的影響主要包括排水、還濕、恢復(fù)等活動(dòng)，排水是人為活動(dòng)降低土壤地下水位的過(guò)程。還濕是人為活動(dòng)將排水的土壤變?yōu)闈裢寥赖倪^(guò)程，重新濕潤(rùn)的土壤是指以前被排干，由于人類干預(yù)重新變濕的土壤，潤(rùn)濕是在人類的干預(yù)下，將原本干燥的土壤變成濕潤(rùn)的土壤的過(guò)程?；謴?fù)是幫助已經(jīng)退化、損壞或者破壞的土壤變?yōu)闈駶?rùn)土壤的過(guò)程，對(duì)于排干的原濕地，恢復(fù)必須包含重新濕潤(rùn)。

3.2.2 人類活動(dòng)

基于濱海濕地類型和土壤變化，《濕地指南》側(cè)重人類活動(dòng)所導(dǎo)致的濕地溫室氣體排放與吸收[18]，因此藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單定位于人類活動(dòng)所導(dǎo)致的CO2吸收/排放核算和非CO2排放，《濕地指南》建議的人為活動(dòng)包括紅樹(shù)林管理、采掘、排干、還濕、植被重建、濕地新建和水產(chǎn)養(yǎng)殖等（表1）。

表1 藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)管理的人類活動(dòng)

3.2.3 溫室氣體

參照濕地溫室氣體源排放與吸收的評(píng)估方法[7]，藍(lán)碳溫室氣體核算覆蓋二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和氧化亞氮（N2O）3 種氣體類型[20]，通常情況下，濕地和大氣界面CH4和N2O 交換的通量比CO2小兩個(gè)等級(jí)，但溫室效應(yīng)比CO2更顯著，分別是25 倍和298倍[17]。結(jié)合人類管理活動(dòng)，藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體排放/吸收核算包括兩類：

（1）二氧化碳吸收與排放，包括紅樹(shù)林管理、采掘、還濕、植被重建、新建濕地和排干所導(dǎo)致的CO2排放與清除；

（2）非二氧化碳排放，包括還濕、植被重建、濕地新建導(dǎo)致的CH4排放；水產(chǎn)養(yǎng)殖引起的N2O排放。

3.3 藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)排放因子

排放因子是與活動(dòng)水平相對(duì)應(yīng)的系數(shù)，通常用于量化單位活動(dòng)水平的溫室氣體排放/吸收[19]。IPCC鼓勵(lì)各國(guó)的排放因子符合參數(shù)本地化和高層級(jí)方法，根據(jù)指標(biāo)詳細(xì)程度和數(shù)據(jù)可獲取性的不同，確定了3 個(gè)等級(jí)的碳庫(kù)清單估算方法，從等級(jí)Ⅰ到Ⅲ準(zhǔn)確性和精確度不斷提高，通常等級(jí)Ⅱ和等級(jí)Ⅲ被認(rèn)為較高層級(jí)評(píng)估方法，評(píng)估結(jié)果更精確（表2）。

表2 藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體核算排放因子等級(jí)

基于各海岸帶生態(tài)分區(qū)內(nèi)的藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)分布與碳庫(kù)類型，假定每個(gè)均質(zhì)化生態(tài)區(qū)內(nèi)可選取相一致的排放因子以滿足等級(jí)Ⅲ的精度需求。量化排放因子需要測(cè)定藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量隨時(shí)間的變化率或直接測(cè)定特定時(shí)間點(diǎn)的溫室氣體交換量，排放因子為正值時(shí)，表示藍(lán)碳碳庫(kù)中的碳被排放到大氣中；其為負(fù)值時(shí)，表示大氣中的碳被轉(zhuǎn)移和固定到藍(lán)碳碳庫(kù)。

4 藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體核算方法

藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體核算方法可分為碳儲(chǔ)量和碳通量?jī)深?，常用的方法包括?chǔ)量差分法、收支法、靜態(tài)箱法和渦度協(xié)方差法。通量法是測(cè)度CH4和N2O的唯一途徑[17]，本文針對(duì)二氧化碳吸收/排放核算重點(diǎn)采用碳儲(chǔ)量方法，非二氧化碳核算采用氣體通量方法，最終將所有的溫室氣體核算結(jié)果進(jìn)行合并。

4.1 二氧化碳排放/吸收核算

儲(chǔ)量差分法主要是基于藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)碳庫(kù)儲(chǔ)量進(jìn)行核算，收支法主要是針對(duì)人類管理活動(dòng)所導(dǎo)致的碳儲(chǔ)量變化進(jìn)行核算。

4.1.1 儲(chǔ)量差分法

碳儲(chǔ)量差分法是對(duì)不同核算時(shí)點(diǎn)的每個(gè)藍(lán)碳碳庫(kù)進(jìn)行測(cè)定，疊加每個(gè)碳庫(kù)的儲(chǔ)量以獲取藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)總碳儲(chǔ)量，形成IPCC等級(jí)Ⅲ的儲(chǔ)量核算，儲(chǔ)量差分法需要有連續(xù)藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)能力以獲取完整的數(shù)據(jù)資料，碳儲(chǔ)量核算公式為：

式中：

CC表示核算時(shí)點(diǎn)核算范圍內(nèi)總碳儲(chǔ)量；

C1M表示核算時(shí)點(diǎn)核算范圍內(nèi)紅樹(shù)林碳儲(chǔ)量；

C1S表示核算時(shí)點(diǎn)核算范圍內(nèi)海草床碳儲(chǔ)量；

C1T表示核算時(shí)點(diǎn)核算范圍內(nèi)濱海鹽沼碳儲(chǔ)量；

i=1，2，3，4，5 表示地上生物量、地下生物量、枯落物、枯死木和土壤有機(jī)碳碳庫(kù)。

選取初始核算值作為參考基準(zhǔn)，測(cè)定兩個(gè)不同時(shí)點(diǎn)的碳儲(chǔ)量，用核算期初和期末的儲(chǔ)量差值衡量整個(gè)核算期間藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)的碳收支凈值，儲(chǔ)量差分法可以同時(shí)對(duì)個(gè)別碳庫(kù)儲(chǔ)量和總碳儲(chǔ)量變化結(jié)果進(jìn)行比較分析。

式中：

ΔCC表示核算期間藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)碳收支凈值；

CC1表示核算期初藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)總碳儲(chǔ)量；

CC2表示核算期末藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)總碳儲(chǔ)量。

4.1.2 收支法

收支法是假定藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)的總碳儲(chǔ)量變化都是由各種人類活動(dòng)所引起的碳儲(chǔ)量變動(dòng)的疊加，依據(jù)濱海濕地各種人類管理的活動(dòng)數(shù)據(jù)，結(jié)合科學(xué)文獻(xiàn)和國(guó)際數(shù)據(jù)庫(kù)中相應(yīng)活動(dòng)的排放因子，最終得到等級(jí)Ⅰ和等級(jí)Ⅱ的估測(cè)結(jié)果。

藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)碳吸收/碳排放依據(jù)人類管理活動(dòng)進(jìn)行核算，包括紅樹(shù)林管理、采掘、水產(chǎn)養(yǎng)殖、制鹽、排干、還濕和植被重建等7類。

式中：

ΔCC表示核算期間藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)碳收支凈值；

ΔC1M表示核算期間紅樹(shù)林碳收支凈值，包括紅樹(shù)林管理、采掘、水產(chǎn)養(yǎng)殖、制鹽、排干、還濕和植被重建7類人類管理活動(dòng)；

ΔC1S表示核算期間海草床碳收支凈值，包括采掘、水產(chǎn)養(yǎng)殖、制鹽、還濕和植被重建5 類人類管理活動(dòng)；

ΔC1T表示核算期間濱海鹽沼碳收支凈值，包括采掘、水產(chǎn)養(yǎng)殖、制鹽、排干、還濕和植被重建6 類人類管理活動(dòng)。

4.2 非二氧化碳排放核算

CH4和N2O 只能依據(jù)基于氣體交換的通量測(cè)算，通過(guò)直接測(cè)量或建模用以估算溫室氣體通量，得到等級(jí)Ⅱ和等級(jí)Ⅲ的估測(cè)結(jié)果，其中渦度協(xié)方差法需要建立通量塔，并構(gòu)建模型來(lái)測(cè)量藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)和大氣之間的溫室氣體交換，但需要依據(jù)水體環(huán)境的影響來(lái)設(shè)置修正系數(shù)。靜態(tài)箱法是假定箱體內(nèi)部氣體濃度的變化完全是由藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)釋放或清除的氣體所致，氣體通量速率是通過(guò)測(cè)量靜態(tài)箱中時(shí)間序列下的氣體濃度變化獲取，通常用于測(cè)度CH4通量。

4.2.1 甲烷排放

式中：

ΔCH表示核算期間藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)CH4排放；

ΔC2M表示核算期間紅樹(shù)林CH4排放，包括還濕和植被重建活動(dòng)；

ΔC2S表示核算期間海草床CH4排放，只包含植被重建活動(dòng)；

ΔC2T表示核算期間濱海鹽沼CH4排放，包括還濕和植被重建等活動(dòng)；

4.2.2 氧化亞氮排放

式中：

ΔCN表示核算期間藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)N2O排放；

ΔC3M、ΔC3S和ΔC3T分別表示核算期間紅樹(shù)林、海草床和濱海鹽沼在水產(chǎn)養(yǎng)殖活動(dòng)下的N2O排放。

4.3 溫室氣體收支核算結(jié)果

藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體類型核算結(jié)果進(jìn)行疊加：

式中：

ΔCT表示核算期間核算范圍內(nèi)溫室氣體收支量；

ΔCC表示核算期間核算范圍內(nèi)CO2排放/吸收凈值；

ΔCH表示核算期間核算范圍內(nèi)CH4排放量；

ΔCN表示核算期間核算范圍內(nèi)N2O排放量。

藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體核算是依據(jù)質(zhì)量守恒原理測(cè)算，在理想狀態(tài)下，各種方法測(cè)算的結(jié)果是相一致的，由于精度等級(jí)的差異，儲(chǔ)量差分法和收支法結(jié)果會(huì)不一致，同時(shí)由于碳水平通量通常被大氣中的通量所掩蓋，因此通量法與儲(chǔ)量法的測(cè)算結(jié)果也會(huì)出現(xiàn)差異。

5 藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體核算不確定性

不確定性分析是一個(gè)完整藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單的重要組成部分，不確定性分析旨在對(duì)藍(lán)碳溫室氣體提供不確定性的量化指標(biāo)，并非用于評(píng)價(jià)清單核算結(jié)果的正誤，而是用于幫助提高藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單的準(zhǔn)確度。

5.1 不確定性產(chǎn)生的原因

導(dǎo)致藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單估算結(jié)果與真實(shí)值出現(xiàn)差異的原因很多，重點(diǎn)涉及活動(dòng)數(shù)據(jù)、排放因子及其他相關(guān)測(cè)算參數(shù)，不確定性盡可能解釋形成不確定性的主要原因[20]（表3）。

表3 藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單不確定性原因

5.2 量化和合并不確定性的方法

藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單不確定性量的流程包括：確定藍(lán)碳活動(dòng)水平和排放因子等單變量的不確定，將單變量的不確定進(jìn)行匯總合并，識(shí)別不確定性的重要影響因素，完善清單編制技術(shù)方法并改進(jìn)清單質(zhì)量。

5.2.1 量化不確定的方法

不確定性是采用統(tǒng)計(jì)學(xué)上的置信區(qū)間來(lái)表征，量化單個(gè)類別和總清單的排放和吸收估算的隨機(jī)誤差時(shí)，通常使用95%的置信區(qū)間[4]。

區(qū)間測(cè)算方法：

均值測(cè)算方法：

標(biāo)準(zhǔn)差測(cè)算方法：

t是95%置信度的統(tǒng)計(jì)值。

5.2.2 合并不確定的方法

合并不確定性的方法有誤差傳遞公式和蒙特卡洛模型兩類，通常誤差傳遞方法簡(jiǎn)便且應(yīng)用相對(duì)廣泛，可分別用加法和乘法兩種運(yùn)算的誤差傳遞公式。

（1）加法合并

式中：

UC表示n個(gè)估計(jì)值之和的不確定性（%）；

Us1,…,Usn分別表示n個(gè)估計(jì)值的不確定性（%）；

μs1,…,μsn分別表示n個(gè)估計(jì)值。

（2）乘法合并

式中：

UC表示n個(gè)估計(jì)值之積的不確定性（%）；

Us1,…,Usn分別表示n個(gè)估計(jì)值的不確定性（%）；

（3）降低不確定性的方法

為盡可能地降低藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單的不確定性，需要確保模型設(shè)定和數(shù)據(jù)獲取盡可能代表實(shí)際，重點(diǎn)可以從以下幾個(gè)方面降低不確定性：一是加強(qiáng)藍(lán)碳碳排放/吸收機(jī)理研究，發(fā)現(xiàn)并糾正理論認(rèn)識(shí)偏差；二是構(gòu)建藍(lán)碳碳吸收/碳排放監(jiān)測(cè)體系，獲取更加精確的活動(dòng)數(shù)據(jù)和排放因子；三是盡量增加樣方布設(shè)數(shù)量并填補(bǔ)數(shù)據(jù)漏缺；四是使用更精確的測(cè)量技術(shù)方法；五是改進(jìn)模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)以降低誤差。

6 藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單設(shè)計(jì)

藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體匯總表是用以表征藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體核算結(jié)果的載體，目的是承載紅樹(shù)林、海草床、濱海鹽沼等生態(tài)系統(tǒng)的溫室氣體收支的核算結(jié)果。

6.1 藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單設(shè)計(jì)

依據(jù)藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體收支核算方法，分別設(shè)計(jì)基于藍(lán)碳碳庫(kù)和管理活動(dòng)的藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單。

6.1.1 基于藍(lán)碳碳庫(kù)的清單設(shè)計(jì)

儲(chǔ)量差分法主要依據(jù)藍(lán)碳碳庫(kù)類型核算。在表格設(shè)計(jì)上，橫向設(shè)置紅樹(shù)林、海草床和濱海鹽沼3 個(gè)一級(jí)類別，在一級(jí)類下依據(jù)碳庫(kù)類型設(shè)計(jì)生物量、地下生物量、枯落物、枯死木和土壤有機(jī)碳5個(gè)二級(jí)類別；在縱向上，期初期末碳儲(chǔ)量表征核算時(shí)點(diǎn)上的各種藍(lán)碳碳庫(kù)的儲(chǔ)量，碳收支量就是期末期初碳儲(chǔ)量之差，即藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)碳收支核算結(jié)果（表4）。

表4 藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)碳收支核算表——儲(chǔ)量差分法單位：二氧化碳當(dāng)量

6.1.2 基于人類活動(dòng)的清單設(shè)計(jì)

依據(jù)人類管理活動(dòng)類型與溫室氣體排放種類，梳理出紅樹(shù)林、海草床和濱海鹽沼生態(tài)系統(tǒng)類型各種人類管理活動(dòng)所對(duì)應(yīng)的溫室氣體排放類型，如表5所示。

表5 藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)人類管理活動(dòng)與溫室氣體對(duì)應(yīng)表

在表格設(shè)計(jì)上，橫向設(shè)置紅樹(shù)林管理、采掘、水產(chǎn)養(yǎng)殖、制鹽、排干、還濕和植被重建等人類活動(dòng)7個(gè)一級(jí)類；縱向上，在紅樹(shù)林、海草床和濱海鹽沼3個(gè)一級(jí)類的基礎(chǔ)上，結(jié)合CO2、CH4和N2O 3 種氣體類型劃分3 個(gè)二級(jí)類指標(biāo)，其中碳收支量就是各類管理活動(dòng)各類氣體的合計(jì)結(jié)果，即藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體核算結(jié)果（表6）。

表6 藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)碳收支核算表——收支法 單位：二氧化碳當(dāng)量

6.2 藍(lán)碳溫室氣體清單與國(guó)家溫室氣體清單銜接

當(dāng)前，藍(lán)碳并未納入我國(guó)的國(guó)家溫室氣體清單，在清單編制中并不包括藍(lán)碳溫室氣體核算。因此，藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體匯總表的表式結(jié)構(gòu)需要與國(guó)家溫室氣體清單進(jìn)行銜接，在表式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上可在原有“土地利用、土地利用變化和林業(yè)”部門(mén)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步細(xì)化，將紅樹(shù)林、海草床和濱海鹽沼擴(kuò)展進(jìn)“濱海濕地”范圍，隨著藍(lán)碳類型的不斷成熟可進(jìn)一步補(bǔ)充完善（表7）。

表7 藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單 單位：二氧化碳當(dāng)量

7 藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單編制的進(jìn)一步思考

實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工作，藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體研究既是定量評(píng)估區(qū)域和藍(lán)碳類型溫室氣體收支的基礎(chǔ)，也是氣候變化成因分析、減緩和適應(yīng)對(duì)策制定的前提[21]。深入研究藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體核算，完善收支清單表格，還需在以下幾個(gè)方面開(kāi)展深入研究。

（1）加強(qiáng)藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體收支理論研究。深化海洋圈與大氣圈、巖石圈、冰凍圈、生物圈之間的碳循環(huán)路徑研究，理解藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與碳循環(huán)之間的聯(lián)系與影響；進(jìn)一步厘清藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)碳匯機(jī)理與調(diào)控機(jī)制，明確對(duì)溫室氣體的吸收、合成、轉(zhuǎn)運(yùn)和釋放機(jī)制，為開(kāi)展藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)碳收支核算夯實(shí)理論基礎(chǔ)。

（2）深化藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體核算技術(shù)研究。開(kāi)展海岸帶生態(tài)分區(qū)技術(shù)研究，為藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)碳收支核算單元提供空間基礎(chǔ)，細(xì)化紅樹(shù)林、海草床、濱海鹽沼等藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)碳庫(kù)分類核算指標(biāo)，完善人類管理活動(dòng)影響下各類藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)的排放因子，構(gòu)建出各種藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)各碳庫(kù)類型的碳吸收/碳排放量化評(píng)估技術(shù)方法。

（3）加強(qiáng)藍(lán)碳碳儲(chǔ)量和溫室氣體通量調(diào)查監(jiān)測(cè)。藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量和碳通量調(diào)查監(jiān)測(cè)，確保數(shù)據(jù)獲取的空間一致性和時(shí)間延續(xù)性，保障各個(gè)沿海地區(qū)各項(xiàng)調(diào)查數(shù)據(jù)在同一時(shí)點(diǎn)上均齊可比；同時(shí)，構(gòu)建長(zhǎng)時(shí)間序列下溫室氣體收支歷史變遷圖和空間對(duì)比圖，支撐海岸帶藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)的源匯格局和演化分析。

（4）優(yōu)化設(shè)計(jì)藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單表格。清單表格體系是承載藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體核算結(jié)果的載體，依據(jù)藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體核算技術(shù)方法，進(jìn)一步優(yōu)化收支清單表式結(jié)構(gòu)體系以保持與國(guó)家溫室氣體清單的銜接，并探索藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體清單在海洋生態(tài)保護(hù)補(bǔ)償和區(qū)域“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)中的應(yīng)用。