從《巴黎協(xié)定》到“碳中和”承諾，全球?qū)p緩溫室氣體排放的呼聲日益高漲。除了減少化石燃料消耗和發(fā)展可再生能源，自然生態(tài)系統(tǒng)在碳循環(huán)中的作用也受到了前所未有的關(guān)注。特別是，海洋和沿海生態(tài)系統(tǒng)因其獨(dú)特的固碳能力而被賦予了“藍(lán)碳”的重要使命。在這些寶貴的生態(tài)系統(tǒng)中，紅樹(shù)林以其驚人的碳儲(chǔ)存效率和多重生態(tài)服務(wù)功能，成為應(yīng)對(duì)氣候變化的關(guān)鍵“自然解決方案”之一。然而，全球紅樹(shù)林正面臨著快速退化和消失的威脅，其蘊(yùn)藏的巨大藍(lán)碳潛力及其脆弱性亟待我們深入了解。那么，我們?nèi)绾巫R(shí)別、核算并真正激活這片“海洋碳庫(kù)”的氣候價(jià)值？本文將圍繞紅樹(shù)林在藍(lán)碳儲(chǔ)存中的關(guān)鍵作用，探討如何科學(xué)核算這些寶貴的碳儲(chǔ)量，并通過(guò)具體的國(guó)家案例審視當(dāng)前的保護(hù)實(shí)踐及其優(yōu)劣，最終為中國(guó)紅樹(shù)林藍(lán)碳的未來(lái)發(fā)展提供借鑒與展望。

紅樹(shù)林：地球上最富饒的“藍(lán)碳倉(cāng)庫(kù)”

紅樹(shù)林在全球碳循環(huán)中扮演著不可或缺的角色，其單位面積的碳儲(chǔ)存能力遠(yuǎn)超陸地森林。研究表明，熱帶地區(qū)的紅樹(shù)林是碳密度最高的森林類(lèi)型之一，甚至有研究估算全球紅樹(shù)林在2000年的總碳儲(chǔ)量約為8,768百萬(wàn)噸（Mt），范圍在8,050–9,486 Mt之間。另有研究估算，全球紅樹(shù)林的藍(lán)碳儲(chǔ)量可能高達(dá)25.7Tg C。這些驚人的數(shù)據(jù)凸顯了紅樹(shù)林作為天然碳匯的巨大價(jià)值。例如，塞舌爾等小島嶼發(fā)展中國(guó)家（Small Island Developing States，SIDS）已經(jīng)開(kāi)始評(píng)估其藍(lán)碳資源，雖然初步估值存在差異，但這正反映了藍(lán)碳評(píng)估的復(fù)雜性與挑戰(zhàn)。紅樹(shù)林不僅能固碳，還能通過(guò)保護(hù)海岸線、提供漁業(yè)棲息地和支持當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)生計(jì)等方式，帶來(lái)多重環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

圖 2  2000年全球紅樹(shù)林基線碳儲(chǔ)量各碳庫(kù)占比 (來(lái)源：Wang et al., 2025)

紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)的碳庫(kù)構(gòu)成是多維的，包括地上生物量（如樹(shù)干、枝葉）、地下生物量（根系）、土壤有機(jī)碳和死亡有機(jī)物碳庫(kù)。其中，土壤有機(jī)碳是紅樹(shù)林碳儲(chǔ)量的主要部分，高達(dá)98%的碳儲(chǔ)存在沉積物中。在中國(guó)，紅樹(shù)林地下碳儲(chǔ)量占比高達(dá)69–91%，展現(xiàn)出其獨(dú)特且穩(wěn)定的長(zhǎng)期碳封存能力。盡管地上生物量碳（Above-ground Biomass Carbon，AGBC）在各地區(qū)均有顯著儲(chǔ)量，但地下生物量碳（Below-ground Biomass Carbon，BGBC）和土壤碳的比例更高，這與其適應(yīng)潮汐洪水和厭氧環(huán)境的根系結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，這些條件顯著減少了地下部分的碳流失。

圖 3  全球紅樹(shù)林不同土壤深度的平均根系產(chǎn)量及其占比（來(lái)源：Arnaud et al., 2023）

全球紅樹(shù)林平均每年根系產(chǎn)量約為770±202克/平方米，或每年41±11Tg碳，這遠(yuǎn)高于此前報(bào)告的數(shù)值，甚至接近最富饒的熱帶森林的根系生產(chǎn)力。值得注意的是，地貌環(huán)境對(duì)根系生產(chǎn)力有顯著影響，三角洲地區(qū)（808±311克干生物量/平方米/年）的根系生產(chǎn)力最高，其次是河口（640±131）、瀉湖（357±27）和開(kāi)放海岸（250±49）。此外，溫度和降水也對(duì)根系生產(chǎn)產(chǎn)生重要影響，溫度升高可能增加根系產(chǎn)量，而降水增加則通過(guò)提高土壤淡水可使用性來(lái)促進(jìn)根系生長(zhǎng)。根系碳埋藏量每年約為23±5Tg碳，占紅樹(shù)林總碳埋藏量的90%以上。即使是深層土壤（37-73厘米）的根系生產(chǎn)也對(duì)總碳儲(chǔ)量有重要貢獻(xiàn)，約占總量的三分之一。因此，準(zhǔn)確量化地下根系動(dòng)態(tài)對(duì)于理解全球紅樹(shù)林碳預(yù)算至關(guān)重要。

圖 4  全球紅樹(shù)林碳通量預(yù)算中根系碳的關(guān)鍵作用（來(lái)源：Arnaud et al., 2023）

測(cè)量紅樹(shù)林：揭示藍(lán)碳價(jià)值的基石

藍(lán)碳的科學(xué)核算是一個(gè)復(fù)雜且多層次的過(guò)程，需要結(jié)合實(shí)地測(cè)量、遙感技術(shù)和建模方法。政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）提供了分級(jí)方法（Tier1、Tier2、Tier3），從初步估算到最全面標(biāo)準(zhǔn)，允許各國(guó)根據(jù)自身能力和數(shù)據(jù)可得性進(jìn)行選擇。盡管近年來(lái)遙感技術(shù)在獲取高分辨率、長(zhǎng)時(shí)間序列的紅樹(shù)林分布數(shù)據(jù)方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用，例如全球紅樹(shù)林監(jiān)測(cè)（Global Mangrove Watch, GMW）數(shù)據(jù)集已為碳估算提供了重要基礎(chǔ)，但當(dāng)前的藍(lán)碳核算仍面臨科學(xué)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)層面的不確定性。其中，不同數(shù)據(jù)源與估算方法之間的差異，仍可能導(dǎo)致結(jié)果在空間或時(shí)間尺度上的不一致。因此，標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)估和地面實(shí)況驗(yàn)證是提高核算準(zhǔn)確性和可靠性的關(guān)鍵。

圖 5  國(guó)家溫室氣體清單中藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)的納入（來(lái)源：Schindler Murray et al., 2023）

精準(zhǔn)測(cè)量紅樹(shù)林地上生物量碳和地下生物量碳，以及土壤有機(jī)碳是藍(lán)碳核算的核心。地上生物量通常采用回歸分析、實(shí)地測(cè)量、局部/區(qū)域數(shù)據(jù)集或IPCC默認(rèn)值進(jìn)行估算。地下生物量則常通過(guò)地上生物量與根冠比進(jìn)行估算。土壤有機(jī)碳的測(cè)量則需要通過(guò)土壤取樣并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行干燥和燃燒分析來(lái)確定其碳含量。此外，地貌環(huán)境分類(lèi)對(duì)提高估算準(zhǔn)確性至關(guān)重要，因?yàn)榧t樹(shù)林的生長(zhǎng)、土壤特性和根系生產(chǎn)力受地貌環(huán)境的顯著影響。例如，在碳酸鹽沉積環(huán)境中的紅樹(shù)林土壤有機(jī)碳可能被低估約50%，而在三角洲環(huán)境中則可能被高估高達(dá)86%。這表明地貌類(lèi)型對(duì)碳儲(chǔ)量估算有顯著影響。為了更準(zhǔn)確捕捉這類(lèi)差異，研究者開(kāi)始引入新技術(shù)手段，如射頻雷達(dá)技術(shù)（Light Detection and Ranging，LiDAR）和無(wú)人機(jī)測(cè)繪，輔助評(píng)估地上生物量與土壤海拔的微尺度變化，從而提升碳核算的空間精度。

圖 6  藍(lán)碳核算中合格的碳庫(kù)列表（來(lái)源：Gold Standard, 2021）

此外，人為影響也為紅樹(shù)林藍(lán)碳儲(chǔ)量的核算帶來(lái)了復(fù)雜性。研究表明，人口密度與紅樹(shù)林土壤碳儲(chǔ)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。當(dāng)人口密度達(dá)到每平方公里300人（即被定義為“城市區(qū)域”）時(shí)，紅樹(shù)林土壤碳儲(chǔ)量估計(jì)比偏遠(yuǎn)地區(qū)（人口密度為零）的紅樹(shù)林低37%。這一差異在人口密度較低的范圍內(nèi)（如0-250人/平方公里）也顯著，即便此時(shí)不涉及大規(guī)模的土地轉(zhuǎn)化。然而，當(dāng)模型中考慮氣候因素（如溫度和降水）時(shí)，人口密度與土壤碳儲(chǔ)量之間的負(fù)相關(guān)關(guān)系會(huì)減弱甚至不顯著。這表明人口密度本身并非衡量人類(lèi)直接影響的最佳指標(biāo)，因?yàn)橥恋乩米兓ㄈ甾D(zhuǎn)化為水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)和城市開(kāi)發(fā)）才是導(dǎo)致藍(lán)碳大量流失的主要驅(qū)動(dòng)因素。在人口密集區(qū)，紅樹(shù)林面臨更大的壓力，如森林破碎化、邊緣效應(yīng)、污染（如微塑料、電子垃圾和污水）以及過(guò)度采伐，這些都會(huì)嚴(yán)重影響其碳儲(chǔ)存能力，甚至可能使其轉(zhuǎn)變?yōu)樘荚?，即由于紅樹(shù)林碳儲(chǔ)包括植物體等“生物碳”與沉積土壤中難以降解而形成的“非生物碳”（如腐殖質(zhì)和礦物結(jié)合碳）。因此，在核算藍(lán)碳時(shí)，需更深入地分析具體的土地利用類(lèi)型和人類(lèi)活動(dòng)對(duì)紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)健康的影響。

圖 7  人口密度對(duì)紅樹(shù)林土壤碳儲(chǔ)量的影響趨勢(shì)圖（來(lái)源：Chien et al., 2024）

保護(hù)與核算：從塞舌爾到中國(guó)的路徑啟示

國(guó)際社會(huì)在紅樹(shù)林藍(lán)碳保護(hù)方面已積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。例如，塞舌爾開(kāi)創(chuàng)性地發(fā)行了全球首支主權(quán)藍(lán)碳債券，為海洋保護(hù)和可持續(xù)漁業(yè)提供了資金。這一創(chuàng)新機(jī)制為小島嶼發(fā)展中國(guó)家（SIDS）提供了新的融資機(jī)會(huì)。此外，巴西、墨西哥和尼日利亞等國(guó)通過(guò)推行保護(hù)和恢復(fù)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了紅樹(shù)林碳儲(chǔ)量的顯著增長(zhǎng)。巴西自2010年起實(shí)施了“巴西藍(lán)色倡議”等一系列保護(hù)項(xiàng)目，使其紅樹(shù)林累積碳儲(chǔ)量呈現(xiàn)急劇增長(zhǎng)趨勢(shì)。墨西哥也通過(guò)政策措施，顯著增加了紅樹(shù)林面積，并實(shí)現(xiàn)了累積碳儲(chǔ)量的明顯增長(zhǎng)。然而，印尼盡管自2007年起開(kāi)展了多項(xiàng)紅樹(shù)林恢復(fù)項(xiàng)目，但其紅樹(shù)林面積仍在下降，這警示了保護(hù)工作的復(fù)雜性和挑戰(zhàn)性，僅僅種植樹(shù)木不足以恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)，還需要恢復(fù)水文條件以促進(jìn)自然定植和恢復(fù)。

圖 8  不同年齡紅樹(shù)林地上生物量（AGB）的累積變化（來(lái)源：Lovelock et al., 2022）

有效的保護(hù)策略需要平衡土地利用與藍(lán)碳效益。例如，“滾動(dòng)契約”（rolling covenants）和臨時(shí)私有化等創(chuàng)新性土地管理模式，可以幫助在海平面上升背景下保護(hù)沿海生態(tài)系統(tǒng)。此外，社區(qū)參與和公平的利益分享也是藍(lán)碳項(xiàng)目成功的關(guān)鍵。例如，肯尼亞的Mikoko Pamoja項(xiàng)目通過(guò)社區(qū)主導(dǎo)的藍(lán)碳保護(hù)，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的共同利益。然而，在人口密度高或土地轉(zhuǎn)化壓力大的地區(qū)，紅樹(shù)林面臨的挑戰(zhàn)更大，如前文中提到的森林破碎化、邊緣效應(yīng)、污染和污水排放等問(wèn)題。因此，保護(hù)工作需因地制宜，考慮社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境等多重因素。

對(duì)于中國(guó)而言，借鑒全球經(jīng)驗(yàn)，在紅樹(shù)林藍(lán)碳保護(hù)和核算方面大有可為。中國(guó)可以加強(qiáng)遙感監(jiān)測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)收集和模型開(kāi)發(fā)，以提高核算精度，特別是針對(duì)目前數(shù)據(jù)稀缺的地區(qū)和更深層的土壤碳儲(chǔ)量。通過(guò)整合不同地理?xiàng)l件下的數(shù)據(jù)和應(yīng)用更先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，可以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)紅樹(shù)林碳儲(chǔ)量。政策層面，中國(guó)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)紅樹(shù)林藍(lán)碳的政策支持，并鼓勵(lì)社區(qū)參與，確保保護(hù)措施符合當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)需求并實(shí)現(xiàn)公平的利益分享。針對(duì)中國(guó)東南沿海人口密集、土地轉(zhuǎn)化壓力大的紅樹(shù)林區(qū)域，可以借鑒他國(guó)經(jīng)驗(yàn)，采取更精細(xì)化的管理和修復(fù)措施，例如修復(fù)受損水文環(huán)境，而非僅僅大規(guī)模種植。未來(lái)，中國(guó)還可進(jìn)一步發(fā)展區(qū)域性LiDAR和無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)采集技術(shù)，提升紅樹(shù)林藍(lán)碳實(shí)時(shí)估算能力。通過(guò)多方協(xié)作和技術(shù)創(chuàng)新，中國(guó)有望在全球藍(lán)碳保護(hù)中發(fā)揮更重要的作用。

圖 10  紅樹(shù)林地下根系結(jié)構(gòu)（加勒比海岸蓋萊塔點(diǎn)）圖為史密森熱帶研究中心蓋萊塔點(diǎn)實(shí)驗(yàn)站（Galeta Point Laboratory）周邊的紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)，分布有紅、白、黑三類(lèi)紅樹(shù)林。來(lái)源：Jorge Aleman / Smithsonian Tropical Research Institute

結(jié)語(yǔ)

紅樹(shù)林作為地球上高效的“藍(lán)碳倉(cāng)庫(kù)”，在應(yīng)對(duì)全球氣候變化中扮演著不可替代的角色。其驚人的碳儲(chǔ)存能力，特別是深埋于土壤中的有機(jī)碳，為我們提供了重要的天然氣候解決方案。然而，要充分發(fā)揮紅樹(shù)林的固碳潛力并有效保護(hù)這些珍貴的生態(tài)系統(tǒng)，精確的碳核算和綜合的保護(hù)策略至關(guān)重要。這需要我們持續(xù)加強(qiáng)科學(xué)研究，開(kāi)發(fā)更先進(jìn)的遙感和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量技術(shù)，以克服現(xiàn)有數(shù)據(jù)和方法上的不確定性。同時(shí)，政策制定者、社區(qū)和國(guó)際社會(huì)必須緊密合作，制定和實(shí)施公平、可持續(xù)的保護(hù)措施，包括創(chuàng)新融資機(jī)制和社區(qū)參與模式。紅樹(shù)林藍(lán)碳的保護(hù)不僅僅是應(yīng)對(duì)氣候變化的挑戰(zhàn)，更是實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生、可持續(xù)發(fā)展未來(lái)的共同責(zé)任?；蛟S，下一次你走近紅樹(shù)林，不妨試著看見(jiàn)它埋藏在土壤深處的“碳記憶”。