一、生物固碳
生物固碳是指自养的生物吸收无机碳，转化成有机物的过程。生物固碳提高了生态系统的碳吸收和储存能力，减少了CO2在大气中的浓度。与CCUS技术相比，生物固碳不需要CO2的分离、捕集、压缩等，从而可以节省成本。
（一）生物固碳方式
常见的固碳方式有两种，一种是光合作用，可以进行光合作用的生物主要有：绿色植物，光合细菌，红藻、绿藻、褐藻等真核藻类以及原核生物蓝藻等，光合作用生物通过自身的各种转化酶吸收转化CO2；另一种是化能合成作用，如硝化细菌利用氧化氨合成有机物等。固碳过程主要通过以下6种途径，分别是：卡尔文循环（CBB）、还原性三羧酸循环（rTCA）、还原性乙酰辅酶A途径（W-L循环）、3-羟基丙酸/4-羟基丁酸（3HP/4HB）、3-羟基丙酸、二羧酸/4-羟基丁酸（DC/4HB）。
最普遍的CO2固定途径是卡尔文循环，它广泛存在于地球上绿色植物、蓝藻、真核藻类、紫色细菌和一些变形菌门中，这种固碳途径的固碳效率最低。3HP/4HB循环、3HP循环、DC/4HB循环多见于光合细菌中的一些极端嗜热嗜酸菌，其中有部分极端细菌3HP/4HB循环中的酶可以耐受较高的温度，具有一定的开发前景。rTCA、DC/4HB循环和W-L循环仅存在于部分厌氧生物中。
（二）生物固碳分类
生物固碳可分为海洋生物固碳、陆地生物固碳。绿色植物通过光合作用固定CO2是生物固碳的主要方式。
在海岸带生态系统中，红树林、海草床和盐沼等是海洋固碳的主力军。红树林由于水热环境优越，植被生产力较高，并且地下根系周转较为缓慢，较高的CO2沉积速率和较低的有机物分解速率使得红树林固碳能力较高。海草床通过减缓水流促进颗粒碳沉降，固碳量巨大、固碳效率高、碳存储周期长。盐沼湿地是位于陆地和开放海水或半咸水之间，伴随有周期性潮汐淹没的潮间带上部生态系统，盐沼土壤由于通气性差，地温低且变幅小等各种环境因素，有着较高的碳沉积速率和固碳能力。除此之外，海洋中鱼类、大型海藻、贝类和微型生物在固碳方面也发挥着一定作用。
森林生态系统是陆地生物固碳的主体，也是陆地上最大的“碳库”。我国陆地生态圈巨大的碳汇能力主要来自于我国重要林区，尤其是西南林区的固碳贡献，同时我国东北林区在夏季也有非常强的碳汇作用。全球陆地生态系统碳汇存在较大不确定性，该不确定性主要来源于干旱区生态系统，干旱区生态系统占全球陆地面积的41%，相较于湿润区生态系统，干旱区土壤微生物固碳的相对贡献更大。但当前碳评估模型仅包括植物固碳，忽略了土壤微生物固碳，为科学衡量陆地生态系统碳汇带来了不确定性。
（三）不同植物的固碳能力
陆地植被中植物种类的不同，其固碳能力各有差异。反应植物固碳能力的两个重要指标是单位叶面积日固碳量和单位覆盖面积日固碳量。单位叶面积日固碳量，是指植株单位面积叶片在单位时间内所固定二氧化碳的质量（克/（平方米·日）），这一指标虽然反映了植物固碳能力，但因为不同种类植物形态特征变化较大，植株单位覆盖（或称投影）面积上叶片总面积值（通常用叶面积指数来表示）存在较大差异，不能直接衡量区域植被的固碳能力高低。单位覆盖面积日固碳量表示植物整株单位投影面积上所有叶片在单位时间内所固定二氧化碳的质量（克/（平方米·日）），这一指标基于单位叶面积日固碳量和叶面积指数计算而来，更具直接参考价值。
园林植物中，按照常见园林植物的生理、结构及外部形态差异，可分为常绿乔木、落叶乔木、常绿灌木、落叶灌木、藤本植物、草本花卉6种类型。六类植物的单位叶面积日固碳量由大到小的顺序为：草本花卉＞落叶灌木＞落叶乔木＞常绿灌木＞常绿乔木＞藤本植物，而单位覆盖面积日固碳能力排序则为：草本花卉＞落叶乔木＞常绿灌木＞落叶灌木＞常绿乔木＞藤本植物。
大型水生植物中，从植株的不同部位来看，叶比茎的固碳能力强；从植株的整体来看，固碳能力依次为：睡莲＞大薸＞狐尾藻＞美人蕉＞再力花＞泽泻＞水鳖＞香菇草＞梭鱼草＞花叶芦竹＞水竹。固碳能力最强的为睡莲，其次为大薸，固碳能力最弱的为水竹，从生活类型分析，浮水植物的固碳增汇能力最好，漂浮植物次之，挺水植物最差。
陆地生态系统中，具有高固碳能力的植物数量越多，植被固碳效益就越高，可通过增加高固碳能力的植物种群个体数量，直接扩大高固碳能力植物的覆盖面积，来提升植被的固碳能力。