技术集成，提升人工上升流效率

　　温室气体浓度的逐年增加，引发了全球气候变暖问题。世界气象组织（WMO）2021年发布的《温室气体公报》数据显示，二氧化碳的全球平均浓度从工业革命前的280ppm（百万分比浓度）增长到了2020年的413.2ppm。

　　针对经济发展现状与国情，我国已提出碳达峰、碳中和目标。此前，《“十二五”控制温室气体排放工作方案》《“十三五”控制温室气体排放工作方案》等，也将“增加生态系统碳汇”作为低碳产业体系的重要组成部分，提出要探索开展海洋等生态系统碳汇试点。

　　“人工上升流增汇”这一概念，最早由中国科学院院士、厦门大学焦念志教授和浙江大学海洋学院陈鹰教授于2015年提出。

　　上升流是指海水从底层至表层的涌升现象。自然上升流区占全球海洋面积的0.1%，常伴有低温、高盐等特征。上升流会把海洋深层富含营养的物质带至海洋表层或近表层，促进饵料生物繁殖，有利于形成渔场。记者了解到，上升流工程应用的人工上升流技术是通过海洋能自供给，将压缩空气均匀注入海底，形成大面积气泡幕，将深层营养盐海水带到海洋表层，并在海流的作用下覆盖整个养殖海区。

　　“人工形成的上升流持续时间更长、效率更高，但是实现‘人工上升流增汇 ’，存在工程选址、保证技术装备效率和可靠性等问题。”浙江大学海洋学院教授樊炜说。

　　据了解，上升流工程项目团队研发的浅层注气式气力提升技术有效提高了系统可靠性。“此外，针对潮流过大，导致气泡和营养盐羽流过早分离、无法确保营养盐羽流被有效提升至海洋表层的难题，团队研发出了羽流轨迹控制及智能注气策略。”樊炜介绍，集成系列技术，团队通过控制最优注气量，将注气式人工上升流效率提升了12.38%。

　　减污降碳，加大藻类营养供给

　　“上升流工程项目团队在鳌山湾海域搭建的示范工程，包含人工上升流、海洋环境与碳汇监测和大型海藻养殖等复合系统，占海域面积500亩。”樊炜介绍，实践表明，其中的人工上升流系统可在潮流作用下有效提升至少5000亩海域的表层营养盐浓度，并调整氮磷比，使之有利于大型藻类的光合作用。

　　截至2021年11月底，通过实施上升流工程，区域范围内海带每株平均增产了36.1克，每亩增加碳汇1.6吨。

　　另外，由于近岸工农业发展与人口高密度增长，造成我国近海存在富营养化现象，由此引发的赤潮、绿潮、海水缺氧与酸化等问题同样亟待解决。

　　“获得上升流供给的营养盐后，浮游植物和藻类可通过光合作用将海水中的营养盐和溶解二氧化碳转换为有机质。”樊炜表示，这在一定程度上可减少海藻养殖中的肥料使用，缓解近海富营养化问题。

　　2019年9月，IPCC发布的《气候变化中的海洋与冰冻圈特别报告》中也倡导：用人工上升流替代传统的挂袋施肥用于筏式海藻养殖，避免向海洋生态系统添加任何外源物质，通过调节生态系统内部不同时空中的物质余缺达到增加碳汇、降低人类活动对自然生态系统不利影响的目的。

　　调节生态，刺激地球自愈能力

　　“世界著名渔场基本上都分布在自然上升流区。”樊炜说，海洋表层浮游植物的增加，能够为鱼类提供大量的食物，海洋中的自然上升流区虽仅占全球海洋面积的0.1%，却能提供44%的渔获量。

　　记者了解到，通过应用上升流工程项目团队研发的海洋大型人工上升流装置，青岛悦海蓝天水产有限公司开拓了5000亩养殖海域，2020年增加效益3500万元。

　　“现有的研究已经表明，人工上升流技术在增加海洋碳汇、渔业产值方面极具潜力。已有若干沿海城市的相关部门同我们联系，尝试推广该系列技术。”樊炜说，不止于此，在海洋生态调节上，它还有更多的应用场景，是可以用于刺激地球自愈能。