本報記者 吳靜 盧志坤 濰坊報道

中國科學院院士焦念志的行程十分密集。

10月中旬的一天，《中國經營報》記者在其家鄉山東濰坊見到他時，已是晚上10點左右。

當天，焦念志先是參加了在上海的“2024 ESG全球領導者大會”，然后轉至北京出席“2024年世界科技與發展論壇新聞發布會”，爾后又回到自己的家鄉。

一天之內輾轉三個城市，當記者詢問采訪是否按照原定安排放在第二天一早時，焦念志毫不猶豫地選擇趁此空檔即刻進行采訪。按照他的說法，第二天一早的時間，可能他自己也無法決定。“我平常經常要和西方國家的同行開會交流，因為要照顧別人的時差，所以凌晨兩三點才睡是常態。”

多年前，焦念志在國際上首次提出了“微型生物碳泵”儲碳理論，開辟了海洋碳匯研究的新領域，被美國《科學》雜志評論為“海洋巨大碳庫的幕后推手”。

據了解，焦念志在2019年牽頭發起的“海洋負排放國際大科學計劃”（ONCE）正式獲得黨中央、國務院批復支持，已有來自33個國家的高校科研院所參與加入。

如今，除了中國科學院院士的頭銜外，焦念志還是發展中國家科學院院士、美國微生物科學院院士、廈門大學講席教授和海洋負排放國際大科學計劃首席科學家。

在采訪期間，他反復表示，經濟發展是決定一個國家國際地位的關鍵。實現“雙碳”目標，減少二氧化碳排放固然重要，但是對于我們國家而言，也要兼顧經濟發展的需要。因此，在保護和修復海洋生態系統的同時，提升海洋碳匯能力，可以推動“雙碳”目標的實現，又為經濟發展留出更大空間。

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，希望中國能在海洋負排放領域搶先建立國際標準，打造海洋負排放生態工程新范式。

海洋碳匯潛力巨大

《中國經營報》：你曾在國際上首次提出了海洋儲碳新機制——微型生物碳泵（Microbial Carbon Pump， 以下簡稱“MCP”）理論框架，能否簡單解釋一下該理論及其影響？

焦念志：海洋吸收和儲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、無機的、有機的碳匯。

在MCP之前，科學家們提出的海洋吸收二氧化碳的主要機制包括“溶解度泵”（solubility pump，簡稱“SP”）、“碳酸鹽泵”（carbonate pump，簡稱“CP”）和“生物泵”（biological pump，簡稱“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。碳酸鹽泵是通過碳酸鹽沉積將二氧化碳儲存于海底，而化學反應過程中還釋放出等量二氧化碳，存在“碳酸鹽泵”的反作用。生物碳泵則是通過有機物生產、消費、傳遞等生物學過程形成顆粒有機碳，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程機制都是靠垂直位移，要么把有機碳向下輸送或海底埋藏，要么把無機碳酸鹽沉積到海底，均為單向的碳調控。而MCP是指利用海洋中微型生物的生理生態活動將活性有機碳轉化為惰性溶解有機碳（RDOC）儲存在海水中。MCP可以在任何水層發生。RDOC碳庫容量巨大，在地球歷史上對氣候變化的調節發揮了巨大作用。早在20世紀60年代，科學家就發現海洋中存在巨大的RDOC碳庫，然而其成因一直是個懸而未決的科學難題，被美國科學家稱為不解之謎。

2010年，我提出的MCP理論對海洋中RDOC的成因給出了合理的解釋。與單向的碳調控機制不同，MCP驅動的RDOC碳庫，既可以把碳儲存在海水中，也可以把碳釋放到大氣中，發揮著雙向調節氣候變化的作用。

《中國經營報》：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，海洋碳庫的碳儲量約為39萬億噸，是陸地碳庫的20倍、大氣碳庫的50倍。海洋碳匯周期可長達數百年甚至上千年，碳匯效應顯著。

海洋通過一系列的生物、物理、化學過程，吸收大氣中的二氧化碳，并將其封存、沉積在海洋中的過程，稱為“海洋負排放”，這是實現“雙碳”目標的重要路徑之一。

實現“雙碳”目標要兼顧經濟發展

《中國經營報》：此前，在你的努力下，我國領銜發起了“海洋負排放國際大科學計劃”，該計劃的發起緣由和目標是什么？

焦念志：剛才說到，海洋儲碳有非常大的潛力，當今的海洋已經吸收了全球93%的二氧化碳，要進一步增加海洋碳匯，有非常大的科學挑戰。

這也是為什么要發起海洋負排放國際大科學計劃的原因，我們希望匯集全球科研力量，實現海洋負排放重大理論創新，在技術突破的同時探索實施海洋負排放示范工程，打造國際合作交流平臺，規劃設計并形成可在全球推廣應用的國際標準。

《中國經營報》：“海洋負排放國際大科學計劃”目前有何進展？

焦念志：ONCE計劃的進展是持續不斷的。例如我們現在提出的“微型生物碳泵”理論，前期有一個十幾年的積累過程，從1991年到2010年。

在這個理論之前，大家都認為微生物在物質循環中是一個分解者的角色。而我卻提出它是一個生產者，人們自然很難同意。

后來我就走了“國際路線”，當時國外部分科學家對此研究比較深入，我們開始了國際合作。我是最早參加國際大科學計劃的中國科學家。1991年時，我就介入了當時全球最大的國際海洋大科學計劃中，當時那個計劃是由美國科學家發起的，也是全球最大的科學計劃之一。一開始我是參加，后來成為中國代表，再接下來我就領銜這個計劃中的一部分，成立專門的工作組。聽起來好像是個小組，但越是叫“組”的，研究的就越是專業且深入。

我后續領銜發起的這個大科學家計劃，也正源于我負責的科學工作組。從2008年開始，我就在不斷地往前推進一系列的國際科學工作組，從純理論到方法、技術，再到一個科學鏈接政策。

2019年時，我牽頭發起“海洋負排放國際大科學計劃”（ONCE），2022年，聯合國教科文組織正式批準為聯合國海洋科學促進可持續發展十年行動計劃和聯合國十年行動倡議（UN Decade）的國際大科學計劃。

我們希望在國內把這種科學類型用到實踐當中去，為國家戰略提供一些支撐甚至一些貢獻。

我說的這幾句話并不是空話，比如我早在2011年的時候，向國家發展改革委提交了《研發海洋碳匯，保障經濟發展》的建議，還獲得“十二五”規劃建言獻策一等獎。這個建議簡要地說，要發展經濟就要排放二氧化碳，排放二氧化碳就會影響到氣候變化。中國作為一個負責任的大國，是一定要履行這個國際責任的。所以這里邊就有一個矛盾，是要減排還是要生產，作為一個發展中國家，如果一味地減排，勢必影響到經濟發展。

不得不認清的一個事實是，我國作為世界上最大的發展中國家，能有今天這樣的國際地位和國際話語權，本質上靠的是經濟發展。因此，減排固然是一個重要舉措，但要量力而行，要考慮到自身國情。

所以，我提出實現“雙碳”目標，不僅要盡可能減少二氧化碳排放，更要采取有效的負排放措施。什么是負排放？就是在自然碳循環以外，額外吸收二氧化碳，當吸收的量等于排放量時，就實現了“碳中和”，負排放舉措可以為經濟發展留出更大空間。

當然，在這期間，開發新能源還是一個根本性的措施，但是這需要投入，更需要時間，我們有經濟發展需求，不可能一直等。所以該排放還是要排放，而通過負排放措施支持經濟發展，就是一個兩全其美的方案。

其中，海洋負排放就是重要的負排放舉措。2013年時，我在十二屆全國人大一次會議上提交了關于海洋碳匯的建議，得到國家領導人批示。

2015年，中共中央、國務院印發了《生態文明體制改革總體方案》，明確提出建立增加森林、草原、濕地、海洋碳匯的有效機制。國家“十三五”規劃中支持多項涉及“海洋碳匯”的重點研發項目。

中國方案“合情合理合法”

《中國經營報》：國際上關于海洋負排放已經形成的共識有哪些？關于海洋負排放的路徑，各國有何異同？

焦念志：目前，國外科學家在海洋負排放方面的研究也很多，路徑有多種，比如生態系統修復、海藻養殖、鐵施肥、海水堿化、人工上升流以及電化學方法等，但都是對單個技術一一攻克。

早在1990年時，美國科學家約翰·馬丁的實驗小組在著名科學雜志《自然》上發表研究報告指出：“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，這都是因為鐵的含量不足造成的。”

經過一系列研究后，約翰·馬丁喊出了讓學術界為之一振的吶喊：“你給我半條船的鐵，我給你一個冰河時代！”他提出通過給海洋“施鐵肥”，以達到固定二氧化碳的效果。

1993年，科學家在赤道海域進行類似“鐵肥料”的實驗，這個實驗也是人類有史以來最大的生態學實驗。《自然》《科學》雜志刊發了一系列報告。但是這個方法后來被叫停了，因為有邊際效應，比如赤潮和酸化等。這說明什么問題？這種方式就像西藥治療一樣，它是靶向的，“頭痛醫頭，腳痛醫腳”。所以，“施鐵肥”方案現在被科學家重新審視，并逐步向綜合方案發展。

而我們國內用的方法則更像中醫，用整體、系統的理論和方式去實現負排放，用一句話概括就是“合情、合理、合法”。

比如我們用海水養殖環境實施綜合負排放，通過清潔能源驅動的人工上升流把養殖海區底部富營養鹽水體帶到上層，供給養殖海藻光合作用所需營養鹽，解決營養鹽、無機碳、溶解氧供需錯位問題，是生態系統內部調節余缺，變“污染場”為“增匯場”。

此外，海藻喂牛減少甲烷排放，東西部大循環減排增匯。研究發現，海藻飼喂反芻動物，可減少高達93%的甲烷排放。西部畜牧業可與東部海藻養殖業聯合，通過實施“東部養藻—西部喂牛”的產業鏈協同策略，形成“東—西部國內大循環”新業態，在減排的同時實現增匯。這樣既修復了環境，又增加了碳匯，何樂而不為？

在我和國際同行的共同努力下，2017年，聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）氣候評估報告中首次納入了“海洋碳匯”內容，為聯合國有關部門和各國政府科技戰略決策提供了新依據。2019年，“微型生物碳泵”理論及衍生的相關增匯措施被納入IPCC氣候變化特別報告，這標志著我國一直被國外詬病的養殖環境可轉身成為實施海洋負排放（人為增匯）的場所，拓展了更廣大的碳匯途徑空間。

IPCC是全球關于氣候變化的權威機構，所以說用海水養殖環境實施綜合負排放既符合我們的國情，也符合科學道理，因為我們自己提出了其中的原理，并得到IPCC的認可。

為什么是合法的呢？因為一個養殖海域已經是被經營干預的了，如果貿然取締，這部分從業人口怎么辦？西方向來自稱看重民主和人權，這一點他們也非常在意。所以我們提出的方法不光符合中國的法律，還符合國際海洋法律以及西方的人權制度。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制，也是一種效率非常高的機制。我們發起的大科學計劃的理念契合應對氣候變化國際共識、技術路線透明合理，既具有創新性，又具可復制、可推廣性，這就是為什么海洋負排放國際大科學計劃由我們中國發起的原因。

今年我們在廈門召開第三屆海洋負排放國際大科學計劃開放年會，吸引到了諾貝爾獎獲得者、聯合國秘書長特使、中美以及歐洲的科研院士等參加大會并作報告。可以說在這個領域我們確實是走在國際前沿，發揮著引領作用。

我們這個計劃要實現3個目標，即海洋負排放重大理論創新，重大技術應用突破，以及領銜建立國際標準，打造海洋負排放生態工程新范式。

這一計劃將助力我國更好地參與全球治理，通過增加海洋碳匯、減輕海洋污染，為全球可持續發展貢獻“中國智慧”。現在已有來自33個國家的高校科研院所加入，隨著未來國際形勢的好轉，相信還會有更多國家的科研團隊加入。