1. 海洋碳循環(huán)過程

海洋的碳循環(huán)從某種意義上說是自給自足的：海水溶解了大量存在于大氣 中的二氧化碳。

海洋內部和周圍的特定活動過程也釋放出二氧化碳，比如火山噴發(fā)或碳酸鹽溶解會產(chǎn)生二氧化碳,。海洋碳循環(huán)的主要活動者是生物體，浮游 植物（像植物一樣使用光合作用的浮游生物）在光合作用中“固化”被溶解的二 氧化碳,，釋放氧氣,然后氧氣被溶解在海水中；浮游動物（動物性浮游生物）和其他海生動物，比如魚類，消耗固化的二氧化碳,，并呼吸氧氣。

最終,，植物和動物在 死后降解成為二氧化碳,，并將二氧化碳釋放到大氣中。

2. 海洋碳匯

陸地和海洋是地球重要的碳匯,，每年吸收全球約一半的碳排放量。如能提升碳匯功能,，固定更多的碳,，將會分擔部分減排的壓力。針對陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳能力和潛力開展的科學研究較多,，也得到國際社會廣泛的關注,。

早在1997年簽署的《京都議定書》，就允許各國通過人工造林,、森林和農田管理等人為活動導致的“碳匯”用于抵消本國承諾的溫室氣體減排指標,。在我國，通過持續(xù)大規(guī)模開展退耕還林和植樹造林,，大幅增加了森林碳匯,，也是不爭的事實。相比陸地生態(tài)系統(tǒng),，海洋的固碳能力毫不遜色,。

2009年，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署等多家機構聯(lián)合發(fā)布的《藍碳：健康海洋對碳的固定作用—快速反應評估》報告就指出,，海洋生物具有固碳效率高,、儲存時間長的獨特優(yōu)勢。在2019年《聯(lián)合國氣候變化框架公約》第25次締約方大會上,，加強海洋的減緩和適應行動得到前所未有的關注,，有望被納入國家溫室氣體清單,，成為未來氣候變化應對的又一重要措施。盡管海洋碳匯展現(xiàn)出了廣闊的應用前景,，但從理念到行動還面臨不少挑戰(zhàn),。

和陸地碳匯相比，我們對海洋碳匯的儲量,、速率,、過程機制和功能缺乏足夠的了解，尚未建立起專門的觀測和評估體系,，難以做到“可衡量,、可報告、可核查”,。因此,，需要加強科學研究和監(jiān)測，建立健全海洋碳匯的核算體系,，形成系統(tǒng)的海洋碳匯核查理論,、監(jiān)測指標和評估方法。通過科學進步,，凝聚更為廣泛的國際共識,。我國海洋資源具有得天獨厚的區(qū)位優(yōu)勢，海洋和海岸帶生態(tài)系統(tǒng)豐富多樣,。然而,，幾十年來，受到富營養(yǎng)化,、填海造陸,、沿海開發(fā)等人類活動的影響，我國海洋和海岸帶生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴重破壞,。

與20世紀50年代相比,，我國紅樹林面積喪失了60%，珊瑚礁面積減少了80%,，海草床絕大部分消失,。“皮之不存,，毛將焉附”,，固碳能力自然也無從談起。增加海洋碳匯首先在于海洋生態(tài)系統(tǒng)的恢復,，從某種意義上講,，保護海洋就是最有效的固碳方式。近年來,，漁業(yè)碳匯逐漸進入人們的視野,，其原理是通過漁業(yè)生產(chǎn)活動促進水生生物吸收水體中的二氧化碳,，并通過收獲把這些碳移出水體，達到負排放的功效,。

我國是海水養(yǎng)殖大國,，養(yǎng)殖面積和產(chǎn)量均居世界首位。隨著現(xiàn)代立體養(yǎng)殖,、深遠海養(yǎng)殖等關鍵技術的突破,，廣闊海域具有了巨大的空間潛力。通過篩選高效良種,，構建增匯模式,，藍碳產(chǎn)業(yè)未來可期。

海洋碳匯是一個系統(tǒng)工程,，既取決于產(chǎn)學研各界的共同努力,，也離不開相關政策法規(guī)的配套支撐。我國前期探索值得稱道,，后續(xù)應加強群策群力,，盡早形成中國方案，充分激發(fā)海洋碳匯的價值和潛力,，為兌現(xiàn)我國碳中和承諾不斷努力實踐,，從而彰顯負責任大國擔當。

3. 海洋生態(tài)系統(tǒng)碳匯

珊瑚礁是生產(chǎn)力水平最高,，同時也是最脆弱的海洋生態(tài)系統(tǒng)之一,。由氣候變化及人類活動導致的珊瑚礁全球衰退，已經(jīng)影響到珊瑚礁的鈣化和碳循環(huán)過程,，也加大了長期懸而未決的珊瑚礁二氧化碳“源-匯”爭議。盡管珊瑚礁的鈣化過程伴隨?CO2?釋放,，但考慮到珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)內部復雜的生物地球化學過程,，以及造礁珊瑚特殊的混合營養(yǎng)特性，其作為碳匯功能的屬性也不容忽視,。

珊瑚礁是生物多樣性最高的海洋生態(tài)系統(tǒng),，在全球尺度上預計每年可固定?9?億噸碳。海洋中來自珊瑚礁的初級生產(chǎn)力高達?300—5?000 g C·m-2·a-1,，而非珊瑚礁系統(tǒng)只貢獻?50—600 g C·m-2·a-1,。雖然珊瑚礁潛在的碳匯功能早已被發(fā)現(xiàn)，但由于其鈣化過程伴隨?CO2?釋放,，珊瑚礁在很長時間一直被定義為碳源屬性,。

目前，珊瑚礁的碳源/碳匯屬性仍然存在爭議,，還沒有被納入以濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)（如紅樹林,、鹽沼,、海草床等）為代表的海岸帶藍碳收支中。因此,，厘清珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的“源-匯”機制,、探索將珊瑚礁由碳源向碳匯轉變的生態(tài)調控方式和途徑，是當前最為緊迫的珊瑚礁生態(tài)修復之舉,，也是服務好國家碳中和目標與綠色發(fā)展戰(zhàn)略的應有之義,。

4. 海水中的碳循環(huán)

你好自然界碳循環(huán)的基本過程如下：大氣中的二氧化碳（CO2）被陸地和海洋中的植物吸收,然后通過生物或地質過程以及人類活動，又以二氧化碳的形式返回大氣中,。自然界中碳的分布,、碳的流動和交換見表1和表2。有機體和大氣之間的碳循環(huán) 　綠色植物從空氣中獲得二氧化碳,，經(jīng)過光合作用轉化為葡萄糖,，再綜合成為植物體的碳化合物，經(jīng)過食物鏈的傳遞,，成為動物體的碳化合物,。植物和動物的呼吸作用把攝入體內的一部分碳轉化為二氧化碳釋放入大氣，另一部分則構成生物的機體或在機體內貯存,。動,、植物死后,殘體中的碳,通過微生物的分解作用也成為二氧化碳而最終排入大氣。大氣中的二氧化碳這樣循環(huán)一次約需20年,。 　　一部分（約千分之一）動,、植物殘體在被分解之前即被沉積物所掩埋而成為有機沉積物。這些沉積物經(jīng)過悠長的年代,，在熱能和壓力作用下轉變成礦物燃料──煤,、石油和天然氣等。當它們在風化過程中或作為燃料燃燒時,，其中的碳氧化成為二氧化碳排入大氣,。人類消耗大量礦物燃料對碳循環(huán)發(fā)生重大影響。 　　大氣和海洋之間的二氧化碳交換 　二氧化碳可由大氣進入海水,，也可由海水進入大氣,。這種交換發(fā)生在氣和水的界面處，由于風和波浪的作用而加強,。這兩個方向流動的二氧化碳量大致相等,，大氣中二氧化碳量增多或減少，海洋吸收的二氧化碳量也隨之增多或減少,。 　　碳質巖石的形成和分解 　大氣中的二氧化碳溶解在雨水和地下水中成為碳酸,，碳酸能把石灰?guī)r變?yōu)榭扇軕B(tài)的重碳酸鹽，并被河流輸送到海洋中。海水中的碳酸鹽和重碳酸鹽含量是飽和的,，接納新輸入的碳酸鹽,，便有等量的碳酸鹽沉積下來。通過不同的成巖過程,，又形成為石灰?guī)r,、白云石和碳質頁巖。在化學和物理作用（風化）下,，這些巖石被破壞,，所含的碳又以二氧化碳的形式釋放入大氣中?；鹕奖l(fā)也可使一部分有機碳和碳酸鹽中的碳再次加入碳的循環(huán),。碳質巖石的破壞，在短時期內對循環(huán)的影響雖不大,，但對幾百萬年中碳量的平衡卻是重要的,。 　　人類活動的干預 　人類燃燒礦物燃料以獲得能量時，產(chǎn)生大量的二氧化碳,。從1949年到1969年,，由于燃燒礦物燃料以及其他工業(yè)活動，二氧化碳的生成量估計每年增加 4.8％,。其結果是大氣中二氧化碳濃度升高,。這樣就破壞了自然界原有的平衡，可能導致氣候異常,。礦物燃料燃燒生成并排入大氣的二氧化碳有一小部分可被海水溶解,，但海水中溶解態(tài)二氧化碳的增加又會引起海水中酸堿平衡和碳酸鹽溶解平衡的變化。 　　礦物燃料的不完全燃燒會產(chǎn)生少量的一氧化碳,。自然過程也會產(chǎn)生一氧化碳,。一氧化碳在大氣中存留時間很短，主要是被土壤中的微生物所吸收,，也可通過一系列化學或光化學反應轉化為二氧化碳,。

5. 海洋在全球碳循環(huán)中的作用

海上內循環(huán)的作用是維護全球水平衡; 使海洋水資源也得到更新; 把大氣水和海洋水聯(lián)系在一起 .

6. 海洋碳循環(huán)過程示意圖

海洋里的水是不會干涸的海水總是在不斷地循環(huán)。蒸發(fā)的水變成水蒸氣升至空中,，水汽在上升過程中,，因周圍氣壓逐漸降低,，體積膨脹,，溫度降低而逐漸變?yōu)榧毿〉乃位虮эh浮在空中形成云。當云滴增大至一定程度而不被蒸發(fā)掉時才能形成降水,。水汽分子由于不斷在云滴表面上凝聚,，使得云滴不斷凝結而增大。最后增大為雨滴,，降落至海洋里,。

落到地面上的雨水除了一部分蒸發(fā)變成水蒸氣返回大氣,，一邵分下滲到土壤成為地下水，沖溝,、其余的水沿著抖坡形成漫流,，通過溪澗注入河流，最后又回到海洋,。

7. 海洋在碳循環(huán)中扮演什么角色

海洋環(huán)境化學,，研究海洋及相關環(huán)境中和環(huán)境質量密切關系的物質，特別是化學污染物的來源,、遷移,、分布、反應,、轉化,、效應、歸宿以及人類活動對這些過程可能發(fā)生的作用和影響,。是海洋化學的一個分支學科,，又是環(huán)境科學的一個重要組成部分。

8. 海洋中的碳循環(huán)過程

海洋水有兩種循環(huán)方式：

1）海陸間循環(huán)：循環(huán)過程是,，海水蒸發(fā)到空中變成水汽,，被大氣帶到陸地上空，凝結降水達到地面,，地面匯集進入江河,，或下滲形成地下水，最后經(jīng)江河或地下水進入河湖共同流入海洋,，完成了海陸大循環(huán),。

2）海上內循環(huán)：海水蒸發(fā)到海面上空，凝結形成降水又降落到海面上,，形成海上內循環(huán),。

9. 海洋碳循環(huán)過程中能將太陽能轉化為化學能

海水直接電解制氫是一種利用海水中的水分進行電解，通過電解反應將水分分解為氫和氧的技術,。它的原理如下：

1. 海水中含有許多雜質和離子,，其中最主要的是 Na+ 和 Cl- 離子。電解海水時需要采用導電性能良好的電極材料,，這通常是金屬或碳材料,。

2. 通過施加電流，電解反應會發(fā)生在電極表面,。電流通過海水中的離子,，使得正極（即陽極）上的 Cl- 離子被氧化，產(chǎn)生氯氣；而負極（即陰極）上的 Na+ 離子則被還原,，產(chǎn)生氫氣和氫氧化鈉（NaOH）,。

3. 由于電解反應是在海水中發(fā)生的，所以海水的成分對電解過程有很大的影響,。首先,，海水中的含鹽量越高，電解所需的電能就越大,。其次,，海水中的離子含量也會對電解反應速率和產(chǎn)生的氫氣質量產(chǎn)生影響。

需要注意的是,，海水直接電解制氫技術目前仍處于實驗室階段,，存在一些技術挑戰(zhàn)和經(jīng)濟限制，如電極材料的使用壽命,、電解過程中的能源耗費等問題,。但是，如果能夠克服這些挑戰(zhàn),，這種技術有望成為一種可持續(xù)發(fā)展的能源解決方案,，因為海水資源在全球范圍內非常豐富。

10. 海洋生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過程

碳循環(huán)發(fā)生在地球上的各種生物和環(huán)境之間,。這個循環(huán)是生物群落和生態(tài)系統(tǒng)存在的一個重要部分,，它決定了碳的凈流動和生物和其他組分在空氣、水和土壤之間的相互作用,。碳循環(huán)中包含的比例因環(huán)境而異,，但總體而言，碳是在植物,、海洋生物,、細菌和土壤中循環(huán)的。