中國(guó)科學(xué)院院士焦念志的行程十分密集。

10月中旬的一天，《中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào)》記者在其家鄉(xiāng)山東濰坊見(jiàn)到他時(shí)，已是晚上10點(diǎn)左右。

當(dāng)天，焦念志先是參加了在上海的“2024 ESG全球領(lǐng)導(dǎo)者大會(huì)”，然后轉(zhuǎn)至北京出席“2024年世界科技與發(fā)展論壇新聞發(fā)布會(huì)”，爾后又回到自己的家鄉(xiāng)。

一天之內(nèi)輾轉(zhuǎn)三個(gè)城市，當(dāng)記者詢(xún)問(wèn)采訪(fǎng)是否按照原定安排放在第二天一早時(shí)，他毫不猶豫地選擇趁此空檔即刻進(jìn)行采訪(fǎng)。按照他的說(shuō)法，第二天一早的時(shí)間，可能他自己也無(wú)法決定。“我平常經(jīng)常要和西方國(guó)家的同行開(kāi)會(huì)交流，因?yàn)橐疹檮e人的時(shí)差，所以凌晨?jī)扇c(diǎn)才睡是常態(tài)。”

多年前，焦念志在國(guó)際上首次提出了“微型生物碳泵”儲(chǔ)碳理論，開(kāi)辟了海洋碳匯研究的新領(lǐng)域，被美國(guó)《科學(xué)》雜志評(píng)論為“海洋巨大碳庫(kù)的幕后推手”。

據(jù)了解，他在2019年?duì)款^發(fā)起的“海洋負(fù)排放國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃”(ONCE)正式獲得黨中央、國(guó)務(wù)院批復(fù)支持，已有來(lái)自33個(gè)國(guó)家的高?？蒲性核鶇⑴c加入。

如今，除了中國(guó)科學(xué)院院士的頭銜外，他還是發(fā)展中國(guó)家科學(xué)院院士、美國(guó)微生物科學(xué)院院士、廈門(mén)大學(xué)講席教授和海洋負(fù)排放國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃首席科學(xué)家。

在采訪(fǎng)期間，他反復(fù)表示，經(jīng)濟(jì)發(fā)展是決定一個(gè)國(guó)家國(guó)際地位的關(guān)鍵。實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，減少二氧化碳排放固然重要，但是對(duì)于我們國(guó)家而言，也要兼顧經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。因此，在保護(hù)和修復(fù)海洋生態(tài)系統(tǒng)的同時(shí)，提升海洋碳匯能力，可以推動(dòng)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，又為經(jīng)濟(jì)發(fā)展留出更大空間。

焦念志告訴記者，近幾年，他頻繁與各地政府打交道，不斷奔走呼吁，希望中國(guó)能在海洋負(fù)排放領(lǐng)域搶先建立國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，打造海洋負(fù)排放生態(tài)工程新范式。

海洋碳匯潛力巨大

《中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào)》：

你曾在國(guó)際上首次提出了海洋儲(chǔ)碳新機(jī)制——微型生物碳泵(Microbial Carbon Pump, 以下簡(jiǎn)稱(chēng)“MCP”)理論框架，能否簡(jiǎn)單解釋一下該理論及其影響?

焦念志：

海洋吸收和儲(chǔ)存大氣中二氧化碳的能力和容量就是海洋碳匯。海洋碳匯的存在形式包括了生命的、非生命的、無(wú)機(jī)的、有機(jī)的碳匯。

在MCP之前，科學(xué)家們提出的海洋吸收二氧化碳的主要機(jī)制包括“溶解度泵”(solubility pump，簡(jiǎn)稱(chēng)“SP”)、“碳酸鹽泵”(carbonate pump，簡(jiǎn)稱(chēng)“CP”)和“生物泵”(biological pump，簡(jiǎn)稱(chēng)“BP”)。

溶解度泵是利用大氣二氧化碳分壓高于海洋的條件，使二氧化碳溶于海水，在高密度海水重力作用下將二氧化碳“拖拽”到深海中。碳酸鹽泵是通過(guò)碳酸鹽沉積將二氧化碳儲(chǔ)存于海底，而化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中還釋放出等量二氧化碳，存在“碳酸鹽泵”的反作用。生物碳泵則是通過(guò)有機(jī)物生產(chǎn)、消費(fèi)、傳遞等生物學(xué)過(guò)程形成顆粒有機(jī)碳，在重力作用下由海洋表層向深海乃至海底遷移和埋藏。

以上幾種海洋碳匯過(guò)程機(jī)制都是靠垂直位移，要么把有機(jī)碳向下輸送或海底埋藏，要么把無(wú)機(jī)碳酸鹽沉積到海底，均為單向的碳調(diào)控。而MCP是指利用海洋中微型生物的生理生態(tài)活動(dòng)將活性有機(jī)碳轉(zhuǎn)化為惰性溶解有機(jī)碳(RDOC)儲(chǔ)存在海水中。MCP可以在任何水層發(fā)生。RDOC碳庫(kù)容量巨大，在地球歷史上對(duì)氣候變化的調(diào)節(jié)發(fā)揮了巨大作用。早在上個(gè)世紀(jì)60年代，科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)海洋中存在巨大的RDOC碳庫(kù)，然而其成因一直是個(gè)懸而未決的科學(xué)難題，被美國(guó)科學(xué)家稱(chēng)為不解之謎。

2010年，我提出的MCP理論對(duì)海洋中RDOC的成因給出了合理的解釋。與單向的碳調(diào)控機(jī)制不同，MCP驅(qū)動(dòng)的RDOC碳庫(kù)，既可以把碳儲(chǔ)存在海水中，也可以把碳釋放到大氣中，發(fā)揮著雙向調(diào)節(jié)氣候變化的作用。

《中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào)》：

海洋的碳匯潛力有多大?

焦念志：

我們都知道，海洋占地球表面積的70%，平均水深近4000米。海洋是地球上最大的活躍碳庫(kù)，海洋碳庫(kù)的碳儲(chǔ)量約為39萬(wàn)億噸，是陸地碳庫(kù)的20倍、大氣碳庫(kù)的50倍。海洋碳匯周期可長(zhǎng)達(dá)數(shù)百年甚至上千年，碳匯效應(yīng)顯著。

海洋通過(guò)一系列的生物、物理、化學(xué)過(guò)程，吸收大氣中的二氧化碳，并將其封存、沉積在海洋中的過(guò)程，稱(chēng)為海洋負(fù)排放，這是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要路徑之一。

實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)要兼顧經(jīng)濟(jì)發(fā)展

《中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào)》：

此前，在你的努力下，我國(guó)領(lǐng)銜發(fā)起了“海洋負(fù)排放國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃”(ONCE)，該計(jì)劃的發(fā)起緣由和目標(biāo)是什么?

焦念志：

剛才說(shuō)到，海洋儲(chǔ)碳有非常大的潛力，當(dāng)今的海洋已經(jīng)吸收了全球93%的二氧化碳，要進(jìn)一步增加海洋碳匯，有非常大的科學(xué)挑戰(zhàn)。

這也是為什么要發(fā)起海洋負(fù)排放大科學(xué)計(jì)劃的原因，我們希望匯集全球科研力量，實(shí)現(xiàn)海洋負(fù)排放重大理論創(chuàng)新，在技術(shù)突破的同時(shí)探索實(shí)施海洋負(fù)排放示范工程，打造國(guó)際合作交流平臺(tái)，規(guī)劃設(shè)計(jì)并形成可在全球推廣應(yīng)用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

《中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào)》：

“海洋負(fù)排放國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃”目前有何進(jìn)展?

焦念志：

ONCE計(jì)劃的進(jìn)展是持續(xù)不斷的。例如我們現(xiàn)在提的“微型生物碳泵”理論，前期有一個(gè)十幾年的積累過(guò)程，從1991年到2010年。

在這個(gè)理論之前，大家都認(rèn)為微生物在物質(zhì)循環(huán)中是一個(gè)分解者的角色。而我卻提出它是一個(gè)生產(chǎn)者，人們自然很難同意。

后來(lái)我就走了“國(guó)際路線(xiàn)”，當(dāng)時(shí)國(guó)外部分科學(xué)家對(duì)此研究比較深入，我們開(kāi)始了國(guó)際合作。我是最早參加國(guó)際大科學(xué)家計(jì)劃的中國(guó)科學(xué)家，1991年時(shí)，我就介入了當(dāng)時(shí)全球最大的國(guó)際海洋大科學(xué)計(jì)劃中，當(dāng)時(shí)那個(gè)計(jì)劃是由美國(guó)科學(xué)家發(fā)起的，也是全球最大的科學(xué)計(jì)劃之一。一開(kāi)始我是參加，后來(lái)成為中國(guó)代表，再接下來(lái)我就領(lǐng)銜這個(gè)計(jì)劃中的一部分，成立專(zhuān)門(mén)的工作組。聽(tīng)起來(lái)好像是個(gè)小組，但越是叫“組”的，研究的就越是專(zhuān)業(yè)且深入。

我后續(xù)領(lǐng)銜發(fā)起的這個(gè)大科學(xué)家計(jì)劃，也正源于我負(fù)責(zé)的科學(xué)工作組。從2008年開(kāi)始，我就在不斷地往前推進(jìn)一系列的國(guó)際科學(xué)工作組，從純理論到方法、技術(shù)，再到一個(gè)科學(xué)鏈接政策。

2019年時(shí)，我牽頭發(fā)起“海洋負(fù)排放國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃”(ONCE)，2022年，聯(lián)合國(guó)教科文組織正式批準(zhǔn)為聯(lián)合國(guó)海洋科學(xué)促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展十年行動(dòng)計(jì)劃和聯(lián)合國(guó)十年行動(dòng)倡議(UN Decade)的國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃。

我們希望在國(guó)內(nèi)把這種科學(xué)類(lèi)型用到實(shí)踐當(dāng)中去，為國(guó)家戰(zhàn)略提供一些支撐甚至一些貢獻(xiàn)。

我說(shuō)的這幾句話(huà)并不是空話(huà)，比如我早在2011年的時(shí)候，向國(guó)家發(fā)展改革委提交了《研發(fā)海洋碳匯，保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展》的建議，還獲得“十二五”規(guī)劃建言獻(xiàn)策一等獎(jiǎng)。這個(gè)建議簡(jiǎn)要地說(shuō)，要發(fā)展經(jīng)濟(jì)就要排放二氧化碳，排放二氧化碳就會(huì)影響到氣候變化。中國(guó)作為一個(gè)負(fù)責(zé)任的大國(guó)，是一定要履行這個(gè)國(guó)際責(zé)任的。所以這里邊就有一個(gè)矛盾，是要減排還是要生產(chǎn)，作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，如果一味地減排的話(huà)，勢(shì)必影響到經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

不得不認(rèn)清的一個(gè)事實(shí)是，我國(guó)作為世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，能有今天這樣的國(guó)際地位和國(guó)際話(huà)語(yǔ)權(quán)，本質(zhì)上靠的是經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，減排固然是一個(gè)重要舉措，但要量力而行，要考慮到自身國(guó)情。

所以，我提出實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，不僅要盡可能減少二氧化碳排放，更要采取有效的負(fù)排放措施。什么是負(fù)排放?就是在自然碳循環(huán)以外，額外吸收二氧化碳，當(dāng)吸收的量等于排放量時(shí)，就實(shí)現(xiàn)了“碳中和”，負(fù)排放舉措可以為經(jīng)濟(jì)發(fā)展留出更大空間。

當(dāng)然，在這期間，開(kāi)發(fā)新能源還是一個(gè)根本性的措施，但是這需要投入，更需要時(shí)間，我們有經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，不可能一直等。所以該排放還是要排放，而通過(guò)負(fù)排放措施支持經(jīng)濟(jì)發(fā)展，就是一個(gè)兩全其美的方案。

其中，海洋負(fù)排放就是重要的負(fù)排放舉措。2013年時(shí)，我在十二屆全國(guó)人大一次會(huì)議上提交了關(guān)于海洋碳匯的建議，得到國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人批示。

2015年，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)了《生態(tài)文明體制改革總體方案》，明確提出建立增加森林、草原、濕地、海洋碳匯的有效機(jī)制。國(guó)家“十三五”規(guī)劃中支持多項(xiàng)涉及“海洋碳匯”的重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目。

中國(guó)方案“合情合理合法”

《中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào)》：

國(guó)際上關(guān)于海洋負(fù)排放已經(jīng)形成的共識(shí)有哪些?關(guān)于海洋負(fù)排放的路徑，各國(guó)有何異同?

焦念志：

目前，國(guó)外科學(xué)家在海洋負(fù)排放方面的研究也很多，路徑有多種，比如生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)、海藻養(yǎng)殖、鐵施肥、海水堿化、人工上升流以及電化學(xué)方法等，但都是對(duì)單個(gè)技術(shù)一一攻克。

早在1990年時(shí)，美國(guó)科學(xué)家約翰·馬丁的實(shí)驗(yàn)小組在著名科學(xué)雜志《自然》上發(fā)表研究報(bào)告指出：“在南極大洋(太平洋、印度洋和大西洋的南部水域)中的光合作用速度有限，這都是因?yàn)殍F的含量不足造成的。”

經(jīng)過(guò)一系列研究后，約翰·馬丁喊出了讓學(xué)術(shù)界為之一振的吶喊：“你給我半條船的鐵，我給你一個(gè)冰河時(shí)代!”他提出通過(guò)給海洋“施鐵肥”，以達(dá)到固定二氧化碳的效果。

1993年，科學(xué)家在赤道海域進(jìn)行類(lèi)似“鐵肥料”的實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)也是人類(lèi)有史以來(lái)最大的生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)?！蹲匀弧贰犊茖W(xué)》雜志刊發(fā)了一系列報(bào)告。但是這個(gè)方法后來(lái)被叫停了，因?yàn)橛羞呺H效應(yīng)，比如赤潮和酸化等。這說(shuō)明什么問(wèn)題?這種方式就像西藥治療一樣，它是靶向的，“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”。所以，“施鐵肥”方案現(xiàn)在被科學(xué)家重新審視，并逐步向綜合方案發(fā)展。

而我們國(guó)內(nèi)用的方法則更像中醫(yī)，用整體、系統(tǒng)的理論和方式去實(shí)現(xiàn)負(fù)排放，用一句話(huà)概括就是“合情、合理、合法”。

比如我們用海水養(yǎng)殖環(huán)境實(shí)施綜合負(fù)排放，通過(guò)清潔能源驅(qū)動(dòng)的人工上升流把養(yǎng)殖海區(qū)底部富營(yíng)養(yǎng)鹽水體帶到上層，供給養(yǎng)殖海藻光合作用所需營(yíng)養(yǎng)鹽，解決營(yíng)養(yǎng)鹽、無(wú)機(jī)碳、溶解氧供需錯(cuò)位問(wèn)題，是生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部調(diào)節(jié)余缺，變“污染場(chǎng)”為“增匯場(chǎng)”。

此外，海藻喂牛減少甲烷排放，東西部大循環(huán)減排增匯。研究發(fā)現(xiàn)，海藻飼喂反芻動(dòng)物，可減少高達(dá)93%的甲烷排放。西部畜牧業(yè)可與東部海藻養(yǎng)殖業(yè)聯(lián)合，通過(guò)實(shí)施“東部養(yǎng)藻-西部喂牛”的產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同策略，形成“東-西部國(guó)內(nèi)大循環(huán)”新業(yè)態(tài)，在減排的同時(shí)實(shí)現(xiàn)增匯。這樣既修復(fù)了環(huán)境，又增加了碳匯，何樂(lè)而不為?

在我和國(guó)際同行的共同努力下，2017年，聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)(IPCC)氣候評(píng)估報(bào)告中首次納入了“海洋碳匯”內(nèi)容，為聯(lián)合國(guó)有關(guān)部門(mén)和各國(guó)政府科技戰(zhàn)略決策提供了新依據(jù)。2019年，“微型生物碳泵”理論及衍生的相關(guān)增匯措施被納入IPCC氣候變化特別報(bào)告，這標(biāo)志著我國(guó)一直被國(guó)外詬病的養(yǎng)殖環(huán)境可轉(zhuǎn)身成為實(shí)施海洋負(fù)排放(人為增匯)的場(chǎng)所，拓展了更廣大的碳匯途徑空間。

IPCC是全球關(guān)于氣候變化的權(quán)威機(jī)構(gòu)，所以說(shuō)用海水養(yǎng)殖環(huán)境實(shí)施綜合負(fù)排放既符合我們的國(guó)情，也符合科學(xué)道理，因?yàn)槲覀冏约禾岢隽似渲械脑?，并得到IPCC的認(rèn)可。

為什么是合法的呢?因?yàn)橐粋€(gè)養(yǎng)殖海域已經(jīng)是被經(jīng)營(yíng)干預(yù)的了，如果貿(mào)然取締，這部分從業(yè)人口怎么辦?西方向來(lái)自稱(chēng)看重民主和人權(quán)，這一點(diǎn)他們也非常在意。所以我們提出的方法不光符合中國(guó)的法律，還符合國(guó)際海洋法律以及西方的人權(quán)制度。有這樣一套邏輯在，西方就能夠接受。

微型生物碳泵不僅是存在著的客觀機(jī)制，也是一種效率非常高的機(jī)制。我們發(fā)起的大科學(xué)計(jì)劃的理念契合應(yīng)對(duì)氣候變化國(guó)際共識(shí)、技術(shù)路線(xiàn)透明合理，既具有創(chuàng)新性、又具可復(fù)制、可推廣性，這就是為什么海洋負(fù)排放國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃由我們中國(guó)發(fā)起的原因。

今年我們?cè)趶B門(mén)召開(kāi)第三屆海洋負(fù)排放國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃開(kāi)放年會(huì)，吸引到了諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、聯(lián)合國(guó)秘書(shū)長(zhǎng)特使、中美以及歐洲的科研院士等參加大會(huì)并作報(bào)告。可以說(shuō)在這個(gè)領(lǐng)域我們確實(shí)是走在國(guó)際前沿，發(fā)揮著引領(lǐng)作用。

我們這個(gè)計(jì)劃要實(shí)現(xiàn)3個(gè)目標(biāo)，即海洋負(fù)排放重大理論創(chuàng)新，重大技術(shù)應(yīng)用突破，以及領(lǐng)銜建立國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，打造海洋負(fù)排放生態(tài)工程新范式。

這一計(jì)劃將助力我國(guó)更好地參與全球治理，通過(guò)增加海洋碳匯、減輕海洋污染，為全球可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)“中國(guó)智慧”?，F(xiàn)在已有來(lái)自33個(gè)國(guó)家的高校科研院所加入，隨著未來(lái)國(guó)際形勢(shì)的好轉(zhuǎn)，相信還會(huì)有更多國(guó)家的科研團(tuán)隊(duì)加入。