海洋在調(diào)節(jié)全球氣候變化,，特別是吸收二氧化碳等溫室效應(yīng)氣體方面作用巨大,。人類活動(dòng)每年向大氣排放的二氧化碳總量達(dá)55億噸,，其中約20億噸被海洋所吸收,，陸地生態(tài)系統(tǒng)僅吸收7億噸左右,。
通過增加海洋的碳匯能力，發(fā)展海洋低碳技術(shù),，可以在一定程度上緩解化石能源消費(fèi)造成的全球氣候變化問題,，將進(jìn)一步推進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整,，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式,，有利于建設(shè)資源節(jié)約型,、環(huán)境友好型社會(huì),。
海洋覆蓋地球表面的70.8%,，是地球上最重要的“碳匯”聚集地,。據(jù)目前測(cè)算,，地球上每年使用化石燃料所產(chǎn)生的二氧化碳約13%為陸地植被吸收,，35%為海洋所吸收，而其余部分暫留存于大氣中,。
因此，利用海洋的固碳作用,，發(fā)展海洋低碳技術(shù),，對(duì)實(shí)現(xiàn)我國40%～45%的減排戰(zhàn)略目標(biāo)至關(guān)重要,。
海洋的碳匯能力
地球上的碳元素主要存在于大氣圈,、水圈、巖石圈,、生物圈中,。雖然全球的碳元素主要以碳酸鹽巖石的形式存在于地殼中，但其中的碳元素幾乎處于靜止?fàn)顟B(tài),，較少參與碳循環(huán)。所以,，海洋是除地質(zhì)碳庫外最大的碳庫,，也是參與大氣碳循環(huán)最活躍的部分之一,，海洋的固碳能力約為4000萬億噸,，年新增儲(chǔ)存能力約5億～6億噸，碳元素在海洋中主要以顆粒有機(jī)碳,、溶解有機(jī)碳和溶解無機(jī)碳三種主要形態(tài)存在。
海洋在調(diào)節(jié)全球氣候變化,，特別是吸收二氧化碳等溫室氣體效應(yīng)方面作用巨大,。人類活動(dòng)每年向大氣排放的二氧化碳總量達(dá)55億噸,，其中約20億噸被海洋所吸收,，陸地生態(tài)系統(tǒng)僅吸收7億噸左右,。溫室氣體引起的全球氣候變化,，備受國際社會(huì)關(guān)注。雖然目前就大氣中碳濃度增加是否造成全球溫度的升高,，以及是否會(huì)影響到未來的氣候變化等問題,，在學(xué)術(shù)界中還存在著廣泛的爭(zhēng)議,。但可以確認(rèn)：二氧化碳是碳元素在自然界“碳庫”之間傳輸?shù)淖钪饕问剑侨祟惢顒?dòng)影響氣候的最重要的溫室氣體,。因此,，通過增加海洋的碳匯能力,，發(fā)展海洋低碳技術(shù),，可以在一定程度上緩解化石能源消費(fèi)造成的全球氣候變化問題，將進(jìn)一步推進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整,，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式,，有利于建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì),。
通常把吸收大氣二氧化碳的區(qū)域稱為“碳匯”,，反之，向大氣釋放二氧化碳的區(qū)域稱為“碳源”,。二氧化碳在較短時(shí)間尺度上（譬如幾年甚至幾十年）的聚集存儲(chǔ)稱為“碳匯聚”,。在較長(zhǎng)時(shí)間尺度上（譬如千年以上量級(jí)）穩(wěn)定聚集存儲(chǔ)稱為“碳固定”。研究表明,，自20世紀(jì)70年代以來,，全球海洋一直是大氣二氧化碳的“凈匯”。但海洋吸收或釋放二氧化碳的能力在不同海域中是非常不均勻的,，赤道太平洋是最大的海洋二氧化碳“源”,。其原因是該區(qū)域富含二氧化碳的水體上升，水溫升高,，造成海水中二氧化碳向大氣釋放,。全球海洋主要的碳匯區(qū)分布在較冷的大洋區(qū)域。表層海水溫度越低,，其吸收二氧化碳的能力越強(qiáng),，碳匯的強(qiáng)度也就越大,。北大西洋、北太平洋是大氣二氧化碳最重要的碳匯地,，原因在于墨西哥灣流和北大西洋暖流將溫暖的表層海水向北輸送,，海水逐漸變冷，從而不斷從大氣中吸收二氧化碳,。南大洋是另一個(gè)重要的二氧化碳匯聚區(qū)域,，那里同樣存在寒冷的表層水沉降，且生物生產(chǎn)力較高,。由于南大洋上空的持續(xù)強(qiáng)風(fēng)使該海區(qū)成為一個(gè)完美的溫室氣體吸收器,，南大洋僅占全球海洋面積的6%，但吸收的二氧化碳卻占到海洋吸收總量的40%,。
中國臨近的渤海,、黃海、東海和南海按自然疆界為473萬平方公里,，其海洋生態(tài)系統(tǒng)的區(qū)域碳循環(huán)在全球碳循環(huán)過程中占有重要地位,。以年為尺度，渤海,、黃海,、東海、南海均表現(xiàn)為大氣二氧化碳的“匯”,。海洋科技界比較公認(rèn)的研究結(jié)果為：渤海每年可從大氣中吸收284萬噸碳,，黃海每年吸收900萬噸左右，東?？晌?500萬噸，南?？蛇_(dá)到2億噸左右,。
海洋的固碳機(jī)理
海洋與大氣中二氧化碳的界面交換決定于氣體分壓規(guī)律，二氧化碳從高分壓向低分壓界面轉(zhuǎn)移,，而且氣體在水中的溶解度隨水溫降低而升高,。因此，海洋在低溫水域,，大氣二氧化碳分壓高于表層海水,，并借助風(fēng)驅(qū)動(dòng)的波浪攪動(dòng)作用，二氧化碳從大氣進(jìn)入海水,，在海水中以二氧化碳—碳酸鹽體系的形式存儲(chǔ),，形成海洋的碳匯；而在高溫水域,，表層海水二氧化碳分壓高于大氣二氧化碳的分壓時(shí),，二氧化碳從海水釋放到大氣,，形成海面碳源。
1. 物理泵
海—氣界面的氣體交換過程以及二氧化碳從海洋表面向深海輸送的水動(dòng)力過程稱為“物理泵”,。物理泵作用受控于海洋的熱鹽環(huán)流及洋流的緯度和季節(jié)變化,。在高緯度海域，特別是北大西洋和南大洋,，寒冷并且密度較大的“冷水團(tuán)”吸收該區(qū)域中大氣的二氧化碳,，并在物理作用下沉到深海。這些下沉的二氧化碳隨著大洋環(huán)流,，到達(dá)低緯度海區(qū),。在赤道海域，來自高緯度海域的“冷水團(tuán)”隨著上升流上升,，將下層一部分較高二氧化碳濃度的低溫海水帶到表層,，因氣溫高而使海水溫度升高變成“暖水團(tuán)”，導(dǎo)致這一區(qū)域表層海水二氧化碳分壓升高,，因此會(huì)有部分二氧化碳釋放到空氣中,。
