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近日,厦门大学海洋监测与信息服务中心(MMIS)海洋云平台正式上线“海水养殖碳足迹评价与智能决策系统”(简称“海水养殖碳足迹平台”)。该平台旨在为我国海水养殖产业绿色低碳管理与可持续发展提供在线分析工具(图1)。
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图1 海水养殖碳足迹管理系统首页
把复杂的生命周期数据转化为看得懂、可追溯、能行动的减排方案。
一只牡蛎、一尾大黄鱼、一条对虾,从育苗到养殖,再到运输,会产生多少碳足迹?
海水养殖的碳足迹,不仅来自电力、燃油、饲料和设施投入,还与养殖区的自然环境有关。海水养殖涉及钙化、生物沉积、贝壳有机碳封存等自然过程,核算还需考虑温度、盐度和pH等环境因子造成的自然过程碳清单差异。
为此,我实验室李少斌副教授带领团队研发了海水养殖碳足迹评价与智能决策系统,将生产数据转化为科学的碳足迹核算和可执行的减排建议。
为什么海水养殖需要专用碳足迹平台
现有工具各有所长,但海水养殖还缺少一条完整的业务链路贯通生产数据与减排决策
目前,国内外已经有多个生命周期评价平台。Seafood Carbon Emissions Tool适合查询和比较海产品碳足迹,HESTIA提供范围更广的农业生产数据与核算模型,GREET擅长能源与交通领域的分析,GIS-LCA突出空间化产品碳足迹。它们为相关研究和产业应用提供了重要基础。
但海水养殖需要面对更具体的问题:现场问卷怎样自动变成标准清单?社会工业和自然过程怎样放在同一个系统边界里?不同海域的环境差异怎样进入模型?算出结果以后,又怎样找到可执行的减排措施?
海水养殖碳足迹管理平台希望补上的,正是这条从生产数据到减排决策的完整链路。该平台围绕海水养殖垂直场景进行设计,把数据采集、清单构建、耦合核算、热点识别、专家审议和报告输出连接起来。
海水养殖碳足迹管理系统的四项核心功能
海水养殖碳足迹管理系统面向多种海水养殖品种和模式,目前已内置针对不同养殖物种、品种、模式的精细化过程清单。用户可修改投入数据或导入自有清单,并结合平台内置的自然过程碳清单估算开展评价与智能减排分析。
四个核心环节依次衔接(图2),减少数据转换和跨模型的壁垒。
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图2 从清单构建到报告输出的总体流程
功能1
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从生产问卷到标准清单
生命周期清单(Life Cycle Inventory, LCI)记录养殖过程中的材料、能源、饲料和运输等投入,是碳足迹核算的基础。
海水养殖碳足迹管理系统按物种和养殖阶段设计问卷。用户填写生产信息后,系统自动完成单位换算、过程匹配、使用周期分配和功能单位归一化,生成标准化清单(图3)。
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图3 从结构化问卷到标准化LCI清单
功能2
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社会工业与自然过程耦合的
碳足迹核算方法
海水养殖碳足迹平台同时核算社会工业过程(涵盖育苗和养殖阶段的设施、能源、饲料、材料、化学品与运输等)和自然过程(涵盖钙化、生物沉积、贝壳有机碳封存等)(图4)。
基于团队前期开展养殖现场调研,平台内置了分物种-品种-模式的设施、能源、饲料等精细化清单数据,让模型更贴近真实生产。
平台同时也内置了动态能量收支模型(DEB)、NPZD过程机理模型,引入分海域的海表温度、盐度、pH和海水二氧化碳分压等环境参数,体现海域差异,并分解各阶段、各过程的贡献,让碳足迹贡献清晰可查。
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图4 社会工业过程边界与自然碳收支过程示意
功能3
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从碳足迹数字走向减排方案
减排从识别关键环节开始。
海水养殖碳足迹平台可计算各投入项的排放贡献,并通过蒙特卡洛模拟和Spearman秩相关分析,识别关键排放源及影响结果的敏感投入项。
系统检索科学文献和相似案例,应用大语言模型生成减排建议,列明对应清单项、支撑数据、参考案例和预计减排效果。
智能分析并不替代专业判断。所有建议都会进入专家审议环节,用户可以修改、补充、采纳或否决,再把确认后的方案应用到原始清单中,对比减排前后的结果。
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图5 智能减排工作流与方案应用前后对比示例
功能4
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结果分析与自动化报告生成
平台可提供自动化结果分析,支持按阶段、投入类别和关键过程解析结果,也可转换为单位蛋白质等指标,辅助产品比较。
完成核算与方案审议后,系统自动汇总评价对象、功能单位、系统边界、数据来源、清单、热点分析和减排建议,生成可导出的报告。报告可用于生产改进和供应链管理,并为产品碳足迹认证、绿色金融准备基础报告材料(正式材料仍需以相关标准和机构要求为准)。
图6 网页版报告示意图
核心模块演示视频
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谁适合使用海水养殖碳足迹管理系统
养殖企业:核算生产碳足迹,识别高排放环节,比较养殖模式,评估减排方案。
采购企业:了解供应链碳排放,辅助供应商筛选、可持续采购和范围三排放管理。
金融机构:结合可核验的碳绩效数据识别绿色项目,为绿色低息贷款提供参考。
政府部门:评估辖区内海水养殖碳足迹现状,为低碳渔业政策和减排成效评估提供数据支持。
科研单位:利用标准化清单、过程模型和不确定性分析,开展机制研究、案例比较与教学展示。
科研积累支撑系统研发
研发团队在海水养殖清单构建方法、生命周期评价碳足迹评价方法产出了相关知识产权与科研论文,并参与了相关国际标准的制定。
(1)国家发明专利:涵集成混合清单的海水养殖生命周期碳足迹方法(ZL 2024 1 0952781.8)、鲍鱼养殖系统生命周期碳足迹评估方法(ZL 2024 1 1377530.8)、基于大语言模型的生命周期过程清单计算方法(ZL 2025 1 1848666.7)、基于双重差分法的气候变化对渔业产量影响评估方法(2024, ZL 2024 1 1324855.X)。
(2)软件著作权:自然与社会系统耦合下海水养殖生命周期碳足迹评价,登记号2026SR0453496。
(3)多篇方法学与案例分析论文(详见平台首页“团队研究动态”栏目)。
(4)国际标准:
《水产品碳足迹—大型藻类产品种类规则》(标准号:ISO 20423:2025),2025年6月发布。
《养殖大型藻类固碳量 采样与分析方法》(标准号:ISO 25250:2026),2026年9月发布。
未来展望
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下一步,平台将基于用户反馈进一步完善平台功能,并拓展产品碳足迹核算边界至冷链与加工阶段,进一步收集更多案例数据,引入AI智能体实现任务自主编排等。
从算清碳足迹,到解释排放来源,再到优化生产方案,海水养殖碳足迹平台希望让每一次核算都成为改进生产的依据,助力海水养殖产业绿色低碳高质量发展。
研发团队
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平台由厦门大学李少斌副教授牵头,联合广东工业大学等多个课题组共同研发,推动海水养殖生命周期评价与智能决策研究成果应用于养殖户/企业的生产实践、低碳政策制定等。指导专家包括福建水产技术推广总站站长李水根,厦门大学徐鹏教授、曹玲教授、游伟伟教授、毛勇教授级高级工程师、陈能汪教授等为平台开发和应用推广提供指导。
平台研发获得国家自然科学基金重大专项项目(72348004)的资助。感谢海水养殖生物育种全国重点实验室(厦门大学)、福建省海陆界面生态环境重点实验室的支持。
若有海水养殖碳足迹评估的研究与业务化合作需求,请联系:shaobinli@xmu.edu.cn
访问链接1:海水养殖碳足迹平台https://www.maricarbon.com/
访问链接2:厦门大学海洋云平台https://mcloud.xmu.edu.cn/
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访问链接
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信息来源:厦门大学海洋监测与信息服务中心。
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