气候变化是当前人类社会可持续发展面临的全球性挑战。人为活动排放CO2是工业革命以来气候变暖的主要原因。减少CO2排放是减缓气候变暖的根本措施，但一味地减排势必影响经济发展。我国作为发展中国家，“发展是硬道理”，在尽可能减排的同时，想方设法增加碳汇——CO2的吸收和封存——是“两全其美”之策。海洋是地球上最大的活跃碳库，是大气的50倍､陆地的20倍，有着巨大的研发潜力。已知的海洋储碳机制包括生物泵（Biological pump）、溶解度泵（Solubility pump）、碳酸盐泵（Carbonate pump）等。我国科学家提出的“微型生物碳泵（Microbial Carbon Pump，MCP）”新机制（图1），解释了海洋巨大溶解有机碳库的来源，得到国际同行广泛关注和认同，成为一个迅速发展国际前沿领域。2019年，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）正式发布了《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》（Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate），“微型生物碳泵（MCP）”原创理论和应用方案被纳入其中。为应对气候变化、近海环境问题、陆海统筹增汇提供了新途径。
图1.微型生物碳泵（海洋微生物将有机碳从活性有机碳转化为惰性溶解有机碳，从而实现对碳的长期封存）（Jiao et al., 2010）
研发海洋碳汇——山大在行动
2014年以来，山东大学积极开展海洋碳汇研发，对应国家需求、在学术交流、国际合作、大科学工程建设以及科研项目等方面开展了一系列卓有成效的工作，例如：
1. 十三五规划：
2014年8月，为推动跨部门、跨学科联合、促进协同创新、贡献于国家十三五规划，响应党的十八大提出的建设海洋强国的战略决策，山东大学组织承办了“中科院学部第39次科学与技术前沿论坛暨海洋科技发展战略研讨会”。与会人员包括来自科技部、自然资源部、教育部、国家自然科学基金委、中国科协和中科院学部工作局的领导，中国科学院及中国工程院涉海的13位院士，以及中科院8个研究所、教育部14所涉海高校、以及环保部、海洋局、气象局、国土资源部、地矿部的研究院所。会上，焦念志倡议整合我国海洋科学优势力量，同与会代表达成共识，成立“中国未来海洋联盟”（CFO），服务于我国长期战略，推出“中国蓝碳计划”。
2. 学术活动：
2016年4月1日，根据海湖秘字[2016]002号文件，微生物海洋学分会（Microbial Oceanography Society of China）按照《中国海洋湖沼学会章程》，经学会第十届6次常务理事会批准成立。微生物海洋学分会是中国海洋与湖沼学会的全国性二级学会，是全球变化背景下多学科交叉融合的学术交流平台，由微生物海洋领域的权威专家和学者自愿组成，及时传递相关学科的最新科研成果和学术信息，构建学术交流平台，旨在促进我国微生物海洋学科的快速、健康发展，助力我国海洋强国战略；2017年9月，在青岛校区成功召开“雁栖湖-陆海统筹论碳汇”青岛分会。国内外70余名学者参会，包括美国科学院院士、加拿大皇家科学院院士、欧洲科学院院士、中国科学院院士等多位学术泰斗。会议为“雁栖湖国际会议永久论坛”开坛首讲，以“陆海统筹论碳汇”为主题，针对气候变化科学前沿，直接对应“减排增汇”国家重大需求，助力“双一流”建设。
3. 国际合作：
山东大学和达尔豪斯大学自2015年签署《达尔豪斯大学与山东大学合作框架协议》后，在海洋科学与工程领域展开了密切合作，特别是基于加方Aquatron（海洋环境模拟实验体系）和山东大学海洋研究院MECS（小型海洋气候环境模拟实验体系）实验平台，进行了广泛而又深入的科学研究；2017年11月，加拿大达尔豪斯大学副校长Carolyn Watters一行访问山东大学，签署《达尔豪斯大学与山东大学补充合作备忘录》，就共同建立“山东大学-达尔豪斯大学联合实验室”(SDU-DAL Joint Lab)，包括相应的实验室人员互访、学生互派、学位授予等达成一致；2018年11月，山东大学-达尔豪斯大学联合实验室揭牌仪式在山东大学（青岛）举行。加拿大新斯科舍省省长麦克尼尔一行出席；2020年3月，双方续签了合作框架协议及附带的合作备忘录，继续开展合作。
4. MECS及Mini-MECS：
MECS（Marine Environmental Chamber System）是针对气候变化与环境问题的海洋生态系统模拟实验体系，也是验证地球历史上若干重大地质事件、气候演变、生物灭绝、环境和生物协同进化有关的科学假说的大科学工程。其建设进展如下：
（1）MECS大科学工程在国内外同行中形成共识
自2014年MECS构想启动落实以来，MECS建设就引起了国内外的关注，并在系列研讨中形成共识。山东大学召集国际著名海洋科学家组成的MECS国际咨询委员会于2015至2019年先后五次召开了咨询论证会，为MECS的科学性、科学性提供了支撑和保障。
（2）MECS建设得到学校多次校长办公会论证，并列入学校新学期工作计划
几年来，学校对建设MECS非常重视，先后于2015年-2017年历次校长办公会讨论审议建设事宜。2018年9月7日，新学期工作会议指出学校下一阶段将推进谋划建设MECS等重大科技基础设施。2019年3月，樊丽明校长在环境、海洋学科群建设发展专题会上指出应尽快组织论证海洋研究院的MECS建设方案并提交学校层面会议研究。
（3）MECS建设积累了一定经验和前期基础，被教育部列入“十四五”国家重大科技基础设施培育项目
2017年9月，MECS先期工程（Mini-MECS项目）完成主体结构建设，MECS项目组积极申报并获批“教育部十四五国家重大科技基础设施培育项目”，并于2018年8月通过了中期考核。2019年，项目获得了持续经费支持。
（4）MECS选址规划
经过综合考查，将“深海基地东侧地块（约100亩）”的“绿化用地”类型变更为“科研用地”类型，并审批给山东大学作为MECS建设用地，以满足山东大学海洋学科发展的需求，为“建设世界一流海洋学科”奠定坚实基础。2018年10月，山东大学与青岛蓝谷管理局签订《海洋气候环境模拟实验体系项目合作协议》，协议约定项目选址青岛蓝谷国家深海基地北侧，占地约50亩、海域约200亩。同时，约定了双方的权利义务，共同推进MECS建设。
5. 国家重点研发项目：
研究院在海洋生物介导的海洋碳汇理论研究方向形成了学科优势和特色，2017年牵头科技部国家重点研发计划“全球变化及应对”专项《海洋惰性有机碳的生物成因及其环境效应研究》，旨在揭示海洋微型生物群落多样性和惰性溶解有机碳化学多样性的链接。2020年，研究院再次获批牵头“全球变化及应对”专项《中国典型海区碳指纹与碳足迹标识体系理论和应用研究》，旨在推动海洋碳汇理论研究与中国特色碳汇资源应用技术研发；在海洋生物渔业资源和工程技术装备方面，2016年领衔科技部国家重点研发计划《可长效自主运维的智能深远海养殖平台与渔业资源开发技术合作》（1630万元），旨在通过机械、控制和养殖的系统整合，实现全自动深远海养殖技术的突破；在物理海洋与技术方面，2020年牵头科技部国家重点研发计划《备原位自校准功能的全海深温盐深传感器的研发》（770万元），开创性的通过光学与芯片技术的结合，研发我国完全自主知识产权的具有自校准功能的温盐深传感器，打破国外垄断。
最新动态
2020年9月15日，第七十五届联合国大会开幕。联合国秘书长古特雷斯指出，气候变化是当今世界面临的重大挑战之一。
2020年9月22日，在第75届联合国大会一般性辩论上，习近平总书记发表重要讲话推动疫情后世界经济“绿色复苏”应对气候变化《巴黎协定》代表了全球绿色低碳转型的大方向，是保护地球家园需要采取的最低限度行动，各国必须迈出决定性步伐。中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施， 二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。这体现了中国在环境保护和应对气候变化上的大国责任和担当。同时也是向我国各界发出的“集结号”。山东大学将发挥在海洋碳汇研究领域的优势，为实现我国碳中和目标作出贡献。
9月22日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话。新华社记者鞠鹏摄
海洋“碳中和”——山大先行者
为响应习近平总书记9月22日在75届联大提出的“碳中和”号召，海洋研究院立即响应，组织筹备海洋碳汇综合利用专家组，开展研讨调研活动：
9月23日，海洋学科学术带头人和科研人员进行了广泛研讨，决定将基于海洋碳汇的“碳中和”研发纳入学校十四五规划。
9月24日，海洋研究院向学校领导汇报了基本思路，樊丽明校长指示海洋学科是山大重点发展的新兴交叉学科，应进行系统谋划，随后安排了后续具体研讨日程。
9月26-27日，海洋研究院海洋碳汇研究团队赴烟台长岛现场考察，为海洋碳汇具体落地实施进行前期调研。
9月28日，海洋研究院聘任国家深海基地研究中心副主任孙永福研究员为山东大学兼职教授，为海底碳封存二氧化碳提供技术指导。
9月29-30日，海洋研究院领导和主要科技人员向青岛校区领导汇报基本思路，孔令栋书记、谭保才副校长、汤亚杰副校长，以及威海海洋学院贾磊院长、梁振林副院长等分别与焦念志院士以及海洋研究院张振山书记、各团队负责人等进行了交流，建立了学校内部学科群。
10月5日，海洋研究院与威海市领导和部门领导沟通交流，初步确定了在威海建立院士工作站的基本框架。
10月6-9日，山大海洋学科群（包括济南、青岛和威海三个校区）针对海洋学科十四五规划方案（草案）开展了研讨。
10月10-15日，海洋研究院受国家有关部门委托，研讨海洋碳汇综合利用及海洋安全策略可行性方案。
10月16日，山东大学组织召开了海洋碳汇与碳中和战略研讨会（网络会议），包括教育部、中国科学院、自然资源部和农业部等系统的专家学者参会。与会专家围绕海洋碳汇如何服务于碳中和目标的实现进行了深入的探讨，研讨内容涉及海洋碳汇基础理论研究，包括海洋微型生物碳汇研发、海水中CO2的存储机制及其环境效应、海洋负排放技术等。
山东大学在海洋碳汇领域具有独特优势，牵头了一系列海洋碳汇相关的国家级科研项目，涉及海洋惰性有机碳的生物成因、碳指纹和碳足迹标识体系等。山东大学将与合作单位共同围绕海洋碳汇的基础理论和应用技术研发开展科研攻关，对应“碳中和”国家需求，研究海洋碳汇综合利用的发展模式和途径。