海洋酸化

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海洋酸化对生态的影响

海洋酸化对生态的影响

海洋酸化对生态的影响海洋酸化是指海水中的pH值下降,造成海水变得更加酸性的现象。

这一现象主要是由于大气中二氧化碳的增加,部分被海水吸收后形成碳酸,导致海水中碳酸盐浓度增加,从而影响海水的酸碱性。

海洋酸化对生态系统产生了广泛而深远的影响,涉及海洋生物的生长、繁殖、食物链、生态平衡等多个方面。

本文将从不同角度探讨海洋酸化对生态的影响。

一、海洋酸化对珊瑚礁的影响珊瑚礁是海洋生态系统中的重要组成部分,而海洋酸化对珊瑚礁的影响尤为显著。

珊瑚礁是由珊瑚虫分泌的碳酸钙构成的,而海洋酸化导致海水中的碳酸盐浓度增加,使得珊瑚礁生长所需的碳酸钙变得更加稀缺。

这会影响珊瑚礁的生长速度和质量,甚至导致珊瑚礁的腐败和死亡。

珊瑚礁的破坏将影响到整个海洋生态系统的稳定性,对海洋生物的栖息地和食物链产生严重影响。

二、海洋酸化对贝类和其他无脊椎动物的影响贝类和其他无脊椎动物对海洋酸化也十分敏感。

海洋酸化会影响这些生物的壳体形成,使得它们更难以形成坚硬的外壳。

这不仅会影响它们的生长和繁殖能力,还会增加它们受到捕食者的威胁。

贝类和其他无脊椎动物在海洋生态系统中扮演着重要的角色,它们的减少将对整个生态系统的平衡产生不利影响。

三、海洋酸化对浮游生物的影响浮游生物是海洋生态系统中的基础生物,对海洋食物链的稳定性起着至关重要的作用。

然而,海洋酸化对浮游生物的影响也不可忽视。

浮游生物的生长和繁殖受到海洋酸化的影响,这将直接影响到整个海洋生态系统的食物链结构和能量传递。

一些依赖浮游生物为食的海洋生物也将受到影响,从而影响到整个海洋生态系统的稳定性。

四、海洋酸化对鱼类的影响鱼类是海洋生态系统中的重要生物群体,而海洋酸化对鱼类的影响也备受关注。

海洋酸化会影响鱼类的感觉器官和行为,使得它们更难以适应海洋环境的变化。

一些鱼类的生长和繁殖也会受到影响,从而影响到整个海洋生态系统中鱼类资源的丰富程度。

海洋酸化还可能导致一些鱼类栖息地的减少,使得它们更容易受到捕食者的威胁。

海洋酸化影响

海洋酸化影响

海洋酸化影响海洋酸化是全球气候变化的一个重要方面,它指的是由于大气中二氧化碳浓度的上升导致海水吸收更多的二氧化碳而变得酸性增强的现象。

这个过程不仅改变了海洋生态系统的化学平衡,还对海洋生物以及依赖海洋资源的人类社会产生了广泛的影响。

本文旨在探讨海洋酸化的现状、原因、影响及其可能的解决方案。

海洋酸化的科学背景海洋通过溶解大气中的二氧化碳起到自然的“碳汇”作用,减缓了温室气体效应。

然而,随着工业革命以来人类活动的加剧,大量的化石燃料燃烧释放了大量二氧化碳,导致这一自然过程失衡。

海水中的二氧化碳与水反应形成碳酸,进而分解为碳酸氢根和氢离子,使海水pH值下降,即海水变酸。

对海洋生物的影响海洋酸化对许多海洋生物构成了威胁,尤其是那些具有钙质外壳或骨架的生物,如珊瑚、贝类、某些浮游生物等。

酸化环境使得这些生物更难形成和维持其钙质结构,从而影响它们的生长、繁殖和生存。

此外,海洋食物链的基础——浮游生物的生产也受到负面影响,进一步影响到鱼类和其他海洋动物。

对人类社会的影响海洋不仅是地球上最大的生态系统,也是人类重要的资源库。

海洋酸化影响了渔业资源,减少了鱼类的数量和质量,给依赖渔业的社区带来经济压力。

同时,海洋酸化还威胁到旅游业,特别是那些依赖于珊瑚礁和海洋生物多样性的旅游目的地。

此外,海洋酸化还可能影响海洋在调节地球气候、吸收碳等方面的功能。

应对策略面对海洋酸化的挑战,国际社会已经开始采取行动。

减少温室气体排放是最根本的解决方案。

此外,保护和恢复海洋生态系统,提高其抵御酸化的能力也是关键措施之一。

科学研究正在探索如何通过人工方法减轻海洋酸化的影响,例如增加海水中的碱性物质以中和酸性。

总结海洋酸化是一个复杂的全球性问题,它要求国际社会共同努力,采取多方面的措施来应对。

从减少碳排放到保护海洋生态,每一项措施都至关重要。

只有通过全球合作和持续的努力,我们才能确保海洋的健康和未来世代的福祉。

海洋酸化对生物的影响

海洋酸化对生物的影响

海洋酸化对生物的影响海洋是地球上最大的生态系统,覆盖了约71%的地表,是众多生物的生存环境。

近年来,由于人类活动的加剧,特别是化石燃料的燃烧和大规模森林砍伐,二氧化碳(CO2)的排放量急剧增加。

海洋不仅吸收了大量的CO2,也因此引发了海洋酸化这一问题。

海洋酸化是指海水pH值下降的现象,意味着海水变得更加“酸性”。

这一变化对海洋生态系统及其生物的影响十分深远。

海洋酸化的成因海洋酸化主要由以下几个因素导致:二氧化碳的吸收:据估计,自工业革命以来,全球已向大气中排放了超过2000亿吨CO2,其中大约30%被海洋吸收。

这导致了海水中二氧化碳浓度升高,从而使得水中的碳酸盐比例降低,导致pH值下降。

温度变化:全球气候变化带来了海洋温度的升高,温度升高会影响溶解气体的能力,使得海洋对CO2的吸收率增加。

海洋生物代谢:以藻类、浮游植物等为主的生物在光合作用时消耗二氧化碳,而其代谢过程中也会释放一些CO2,当这些生物的大量存在或消失改变了生态平衡时,也会对pH值产生影响。

海洋酸化对海洋生物的影响影响钙质生物许多重要的海洋生物,如珊瑚、贝类和部分浮游生物,都是通过从海水中获取碳酸钙(CaCO3)建造其外壳和骨骼的。

这些生物受到海洋酸化影响主要表现为以下几个方面:骨骼和外壳形成受阻:在较低pH条件下,海水中的碳酸根离子(CO3^2-)浓度降低,而钙质生物需要这种离子来合成钙 carbonate (石灰质)。

当它们无法获得足够的碳酸盐时,会导致外壳和骨骼形成不完全或缺失。

生态环境恶化:由于钙质生物是许多食物链和生态系统的重要组成部分,它们的减少将会对整个生态系统造成严重影响。

例如,洞穴珊瑚则为其他许多海洋生物提供栖息地、一种保护场所。

一旦珊瑚死去,这些依赖蚬藻缘聚集的小型鱼类或甲壳类也许会大量减少。

经济损失:如珊瑚礁、牡蛎等在沿海经济中占有重要地位,它们不仅吸引潜在的旅游收入,还承担着重要的渔业产出。

钙质生物受到威胁,将导致渔业资源枯竭和旅游产业受到冲击,可见经济损失将会非常可观。

海洋酸化:对海洋生态系统的影响

海洋酸化:对海洋生态系统的影响

海洋酸化:对海洋生态系统的影响在地球的广袤蓝色画卷中,海洋以其深邃莫测和资源丰富而闻名。

然而,这幅美丽的画卷正遭受一种悄然无声的威胁——海洋酸化。

海洋酸化是由于过量二氧化碳(CO2)排放进入大气后,部分被海水吸收,与水分子反应形成碳酸,进而导致海水pH 值下降的现象。

这一过程对海洋生态系统产生了广泛而深远的影响。

首先,海洋酸化直接影响着珊瑚礁的健康。

珊瑚礁不仅为众多海洋生物提供栖息地,还维护着海洋生物多样性。

随着海水酸性增强,构成珊瑚骨架的钙质结构开始溶解,珊瑚生长受阻,甚至出现白化现象。

这种损害是不可逆的,导致珊瑚礁系统的崩溃,进而影响到依赖珊瑚礁生存的数千种海洋生物。

其次,海洋酸化改变了浮游生物的生存环境。

浮游植物,如微小的藻类,是海洋食物链的基础,它们通过光合作用产生大量氧气并供给其他生物能量。

当海水酸化加剧时,这些微小生命体的钙化过程受阻,影响其生长和繁殖,进而影响整个海洋食物网的稳定性和生产力。

此外,海洋酸化对有壳类动物和其他一些敏感物种也构成了巨大威胁。

例如,酸化的海水会腐蚀贝壳,使得贝类、某些甲壳类动物以及一些具有碳酸钙外壳的浮游动物难以维持其外壳结构,从而影响它们的生存。

这不仅减少了这些物种的数量,也破坏了以它们为食的其他海洋生物的食物来源。

海洋酸化还可能改变不同物种之间的相互作用。

随着环境的改变,一些物种可能会变得更加脆弱,而其他更能适应酸性环境的物种可能会占据优势,导致生态平衡的破坏。

这种物种间竞争关系的变化可能会导致一些物种的过度捕食,进一步破坏生态多样性。

最后,海洋酸化的加剧还对人类活动产生影响。

许多人类依赖的海洋资源,如渔业、旅游业等,都直接或间接地依赖于健康的海洋生态系统。

当这些系统受到破坏时,不仅会影响人类的经济活动,还可能对人类的食品安全造成威胁。

综上所述,海洋酸化对海洋生态系统的影响是多方面的,从微观的生物化学过程到宏观的生态系统结构都受到了影响。

因此,全球范围内采取有效措施减少温室气体排放,保护海洋环境,不仅是对自然界的负责,也是对未来世代的负责。

海洋酸化1

海洋酸化1

海洋酸化海洋酸化是指由于大气中二氧化碳含量的增加,导致海水中二氧化碳浓度上升,进而引起海水pH值下降的现象。

这一过程对海洋生态系统产生了深远的影响,威胁到了许多海洋生物的生存。

本文将探讨海洋酸化的原因、影响以及可能的应对措施。

海洋酸化的成因海洋酸化的主要原因是人类活动导致的大量二氧化碳排放。

随着工业化和城市化的发展,化石燃料的燃烧、森林砍伐等活动释放了大量的二氧化碳。

这些二氧化碳部分被海洋吸收,与水分子反应生成碳酸,导致海水酸性增加。

此外,海洋温度的升高也会加速海水中的化学反应,进一步加剧酸化现象。

海洋酸化的影响1. 珊瑚礁退化:珊瑚礁是海洋生态系统中的重要组成部分,为许多海洋生物提供栖息地。

海洋酸化导致珊瑚骨骼溶解,影响珊瑚礁的生长和发育。

2. 贝类生物受损:海洋酸化会影响贝类生物的钙化过程,使其外壳变薄或无法形成,从而降低其生存能力。

3. 食物链紊乱:海洋酸化会改变浮游生物的分布和数量,进而影响整个海洋食物链的结构,可能导致某些物种的减少甚至灭绝。

4. 渔业资源减少:海洋酸化对渔业资源产生负面影响,降低渔获量,影响渔民的经济收入。

应对措施1. 减少二氧化碳排放:通过推广清洁能源、提高能源利用效率等措施,减少二氧化碳排放,减缓海洋酸化进程。

2. 保护和恢复海洋生态系统:加强海洋保护区建设,保护珊瑚礁等重要生态系统,促进其自然恢复。

3. 科学研究和监测:加强对海洋酸化的科学研究,建立长期监测机制,及时掌握海洋酸化的变化趋势。

4. 国际合作:海洋酸化是全球性问题,需要各国共同努力,加强国际合作,共同应对挑战。

总之,海洋酸化是一个严重的环境问题,对人类和地球生态系统都构成了巨大威胁。

我们需要采取有效措施,减缓海洋酸化进程,保护海洋生态系统的健康和稳定。

海洋酸化对生态系统的影响及应对

海洋酸化对生态系统的影响及应对

海洋酸化对生态系统的影响及应对海洋酸化是由人类活动导致的大气二氧化碳浓度增加,进而与海洋中的水体反应形成二氧化碳酸化而引起的问题。

这一问题引起了全球范围内的关注,因为它对海洋生态系统产生了巨大的不良影响。

本文将探讨海洋酸化对生态系统的影响,并提出相应的应对措施。

海洋酸化对珊瑚礁生态系统的影响珊瑚礁生态系统是海洋中最受影响的生态系统之一。

由于海洋酸化,海水中的二氧化碳浓度增加,导致水体pH值下降。

较低的pH值会影响珊瑚动物的钙合成过程,使其难以形成坚固的钙质骨架。

此外,更酸性的海水还会削弱珊瑚与藻类共生关系,从而导致珊瑚闪褐色或白化。

这不仅危及珊瑚的存活,也严重破坏了整个珊瑚礁生态系统。

另外,海洋酸化还会对珊瑚礁周边生态系统带来负面影响。

许多物种依赖于珊瑚礁作为栖息地和食物来源。

如果珊瑚礁受到破坏,这些物种将失去栖息地和食物链的支持,从而威胁整个海洋生态系统的稳定性。

海洋酸化对海洋生物多样性的影响除了珊瑚礁生态系统外,海洋酸化还对其他海洋生物多样性产生了显著影响。

许多海洋动物(如贝类、虾类和微生物)以及某些水草和藻类依赖于高钙质水体来维持其正常生活活动和生物过程。

然而,海洋酸化降低了水体中可用的钙离子浓度,使得这些生物无法正常进行钙合成和壳形成。

这将直接威胁到它们的存活和进一步扩散。

此外,某些鱼类对水体pH值非常敏感,并在酸性环境下难以存活。

海洋酸化不仅降低了鱼类的存活率,还可能导致一系列相互依赖的捕食关系被破坏。

这将进一步造成整个食物链的崩溃和海洋生态系统一系列连锁反应。

应对措施为了减轻海洋酸化对生态系统产生的负面影响,我们需要采取一系列适应性和缓解性措施:减少二氧化碳排放:减少人类活动所释放到大气中的二氧化碳是解决这一问题的关键。

全球各国应该共同努力,制定并执行减排政策和行动计划。

提高能源效率:通过改进能源利用效率,减少二氧化碳等温室气体排放量。

推广可再生能源技术是促进能源转型和减排过程中至关重要的一环。

海洋酸化对生态系统的影响研究

海洋酸化对生态系统的影响研究引言海洋酸化是指海洋中溶解的二氧化碳(CO2)增加导致海洋表面水体的酸性增加的现象。

全球气候变化和人类活动导致大量的二氧化碳释放到大气中,一部分被吸收到海洋中,改变了海洋的化学性质。

然而,海洋酸化的出现对生态系统产生了广泛而严重的影响。

本文将探讨海洋酸化对海洋生态系统的影响,并提出一些可行的应对措施。

一、影响海洋生物多样性海洋酸化对海洋生态系统中的生物多样性造成了巨大的威胁。

许多海洋生物,特别是贝类、珊瑚等钙质生物依赖于海水中的碳酸钙来构建和维持自己的骨骼或外壳。

然而,海洋酸化导致海水中碳酸氢盐(HCO3-)和碳酸根离子(CO32-)的浓度减少,使得这些生物难以获取足够的碳酸钙。

结果,这些生物的生长和繁殖受到限制,甚至可能导致它们的灭绝。

失去这些生物将对整个食物链造成连锁反应,从而影响其他物种的生存和繁衍。

二、破坏珊瑚礁生态系统珊瑚礁是海洋生态系统中的热点地区,提供了许多物种的栖息地和重要的生态功能。

然而,海洋酸化对珊瑚礁的影响非常严重。

由于海洋酸化导致海水酸性增加,珊瑚礁中的珊瑚虫难以吸收足够的碳酸钙,进而影响它们的生长和骨骼建立。

长期以来,珊瑚虫构成的珊瑚礁由于受到酸化的威胁而变得脆弱,甚至可能褪色、死亡。

珊瑚礁生态系统的破坏将导致珊瑚鱼、海螺等依赖珊瑚礁的生物失去栖息地,对整个生态系统的平衡造成巨大威胁。

三、影响渔业资源海洋酸化对渔业资源产生负面影响,给渔业经济和食品安全带来巨大挑战。

许多负责经济和食物供应的鱼类在海洋酸化环境中的生存和繁殖受到限制。

例如,贝类和其他软体动物的生长受到抑制,而这些物种是许多地区的重要渔业资源。

此外,海洋酸化还会使得鱼类的感知和导航能力受损,从而降低它们寻找食物和逃避掠食的能力。

这将对渔业资源的可持续利用带来威胁,可能导致捕捞量的下降和渔业经济的衰退。

四、应对措施为了减轻海洋酸化对生态系统的影响,采取一系列的应对措施是至关重要的:1. 减少二氧化碳排放:全球减少大气中二氧化碳的排放是解决海洋酸化问题的关键措施之一。

海洋酸化的名词解释

海洋酸化的名词解释海洋酸化是指海洋中溶解的二氧化碳(CO2)使海洋的酸碱度降低的过程。

当二氧化碳进入大气和海洋之间的界面时,一部分二氧化碳会溶解在海水中,形成碳酸。

碳酸与水分解产生氢离子(H+)和碳酸根离子(HCO3-),导致海水的酸碱度发生改变。

海洋是地球上最大的碳汇之一,它吸收并储存了大量的二氧化碳。

由于人类活动不断释放二氧化碳到大气中,大气中的二氧化碳浓度不断增加。

这导致了大气和海洋之间二氧化碳的交换加剧,海洋中的二氧化碳浓度也不断上升。

随着海洋中的二氧化碳浓度增加,海水的酸碱度也随之下降。

海洋酸化对海洋生态系统产生了深远的影响。

首先,海洋酸化对珊瑚礁的破坏是显而易见的。

海洋酸化使得海水中碳酸根离子的浓度增加,而这对于珊瑚的生长和骨骼形成非常重要。

珊瑚的骨骼主要由钙质组成,在酸性环境下,碳酸根离子的增加会导致珊瑚骨骼变薄或破裂,从而威胁到珊瑚礁生态系统的稳定性。

其次,海洋酸化还会对海洋中的其他生物造成负面影响。

许多海洋生物的生长、繁殖和行为都受到海水酸碱度的影响。

例如,贝类和其他有壳动物的壳体也是由钙质构成的,当海洋酸化使海水中钙离子浓度降低时,这些动物的壳体生长和维持会受到影响。

同时,鱼类的感官和行为也可能受到改变,从而影响其生存能力。

除了对海洋生态系统的直接影响,海洋酸化还给海洋和全球气候系统带来了一系列的间接影响。

例如,海洋酸化可能加剧全球气候变化。

海洋吸收大量的二氧化碳,减缓了大气中二氧化碳的增加速度,从而起到了缓解气候变化的作用。

然而,当海洋酸化加剧时,海洋对二氧化碳的吸收能力可能减弱,导致大气中二氧化碳浓度进一步增加,加剧温室效应。

面对海洋酸化这一全球性的问题,保护海洋生态系统和人类福祉的措施也是不可或缺的。

首先,减少二氧化碳排放是关键。

通过减少化石燃料的使用和提倡可再生能源的使用,可以有效减缓二氧化碳的释放,从而减缓海洋酸化的速度。

其次,设立海洋保护区和禁渔区,保护和恢复海洋生态系统的健康。

海洋酸化现象及其对生物的影响

海洋酸化现象及其对生物的影响海洋酸化是指海水中溶解的二氧化碳增加,导致海水pH值下降的过程。

随着工业化的发展和人类活动的增加,大量的二氧化碳被排放到大气中,其中一部分被吸收到海水中,引起了海洋酸化现象。

海洋酸化对海洋生物和生态系统产生了深远的影响,下文将从不同角度探讨海洋酸化现象及其对生物的影响。

一、海洋酸化的成因1. 工业排放:工业生产和交通运输等活动释放大量二氧化碳到大气中,其中一部分被吸收到海水中,导致海水中二氧化碳浓度增加,pH值下降。

2. 森林砍伐:森林砍伐导致植被减少,减少了植物对二氧化碳的吸收能力,加剧了大气中二氧化碳的增加。

3. 海洋污染:海洋污染物质的排放也会加剧海洋酸化现象,影响海洋生物的生存状况。

二、海洋酸化对生物的影响1. 对珊瑚礁的影响:海洋酸化导致海水中钙离子浓度降低,影响珊瑚礁的生长和形成,使珊瑚变得脆弱易碎,生存环境恶化。

2. 对贝类和甲壳类动物的影响:海洋酸化使海水中的碳酸钙浓度降低,影响贝类和甲壳类动物的壳体形成,使其生长受阻,数量减少。

3. 对浮游生物的影响:海洋酸化影响浮游生物的生长和繁殖,影响海洋食物链的稳定性,对整个海洋生态系统产生深远影响。

4. 对鱼类的影响:海洋酸化影响海水中的氧气溶解量,影响鱼类的呼吸和生长,使得一些鱼类数量减少,种群结构发生变化。

5. 对海洋植物的影响:海洋酸化影响海水中的营养物质的分布和浓度,影响海洋植物的光合作用和生长,影响海洋生态系统的平衡。

三、应对海洋酸化的措施1. 减少二氧化碳排放:加强工业生产和交通运输的管理,减少二氧化碳的排放量,降低大气中二氧化碳的浓度。

2. 加强环境保护:加强森林保护和海洋环境保护,减少森林砍伐和海洋污染,保护植被和海洋生物多样性。

3. 科学研究和监测:加强海洋酸化的科学研究和监测工作,及时掌握海洋酸化的动态变化,制定有效的应对措施。

4. 提倡绿色生活方式:倡导绿色出行、节约能源、减少碳排放,每个人都可以为减缓海洋酸化做出贡献。

海洋酸化对珊瑚礁生长的机理影响

海洋酸化对珊瑚礁生长的机理影响一、海洋酸化现象概述海洋酸化,指的是由于大气中二氧化碳(CO2)含量的增加,导致海水pH值下降的现象。

这一现象对海洋生态系统,尤其是对珊瑚礁生态系统构成了严重的威胁。

珊瑚礁作为海洋生物多样性的热点,其健康状态直接关系到整个海洋生态系统的平衡。

本文将探讨海洋酸化对珊瑚礁生长机理的影响,分析其重要性、影响机制以及可能的应对措施。

1.1 海洋酸化的原因与现状海洋酸化的主要原因是人类活动导致的大气中CO2浓度的增加。

这些CO2通过溶解作用进入海洋,与水分子反应生成碳酸,进而影响海水的酸碱平衡。

目前,海洋酸化已经成为全球性的环境问题,其速度和范围都是史无前例的。

1.2 海洋酸化对珊瑚礁的影响珊瑚礁的生长依赖于珊瑚虫与共生藻类的共生关系。

珊瑚虫通过分泌钙质骨骼形成珊瑚礁,而共生藻类则通过光合作用为珊瑚虫提供能量。

海洋酸化通过降低海水的pH值,影响珊瑚虫的钙质骨骼形成过程,从而对珊瑚礁的生长造成负面影响。

二、海洋酸化对珊瑚礁生长机理的影响2.1 珊瑚虫钙质骨骼形成受阻珊瑚虫的钙质骨骼主要由碳酸钙(CaCO3)组成。

在海洋酸化条件下,海水中的碳酸根离子浓度降低,导致珊瑚虫难以形成碳酸钙晶体,从而影响骨骼的形成和珊瑚礁的生长。

2.2 共生藻类光合作用受影响珊瑚礁中的共生藻类通过光合作用为珊瑚虫提供能量和营养。

海洋酸化可能会改变海水中的化学成分,影响藻类的光合作用效率,进而影响珊瑚虫的生存和珊瑚礁的生长。

2.3 生物矿化过程的改变生物矿化是珊瑚虫形成钙质骨骼的过程。

海洋酸化通过改变海水中的化学环境,影响珊瑚虫的生物矿化过程,可能导致骨骼结构的脆弱和珊瑚礁的退化。

2.4 珊瑚礁生态系统的生物多样性下降珊瑚礁是海洋生物多样性的重要来源。

海洋酸化不仅直接影响珊瑚虫的生长,还可能通过改变珊瑚礁的物理结构和化学环境,影响其他生物的生存,导致生物多样性的下降。

三、海洋酸化对珊瑚礁生长的应对策略3.1 加强海洋酸化监测与研究为了更好地理解海洋酸化对珊瑚礁的影响,需要加强海洋酸化的监测和研究工作。

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热点科学问题之海洋酸化
大气中CO2体积分数持续升高,导致海洋吸收CO2(酸性气体)的量不断增加,海水pH 值下降,这种由大气CO2体积分数升高导致的海水酸度增加的过程被称为海洋酸化[1]。

1956年,美国斯克利普斯海洋研究所地球化学家罗根·雷维尔开始着手研究大工业时期制造的CO2在未来50a中将产生怎样的气候效应。

雷维尔和他的合作伙伴在远离CO2排放点的南极和夏威夷莫纳罗亚山顶设立了两个监测站。

经过50a来几乎从未间断的监测,雷维尔发现,每年的CO2 体积分数都高于前一年,而且CO2的体积分数变化与北半球植物生长季节的更替同步。

这一观测结果让科学界很快认识到,被释放到大气中的CO2不会全部被植物和海洋吸收有相当部分残留在大气中。

通过计算雷维尔发现:被海洋吸收的CO2数量非常巨大。

据此雷维尔预测,进入海洋的CO2会改变海水的化学性质。

2003年,“海洋酸化”(Ocean Acidification)这一术语第一次出现在《自然》杂志中。

2005年灾难突发事件专家詹姆斯·内休斯进一步描绘出“海洋酸化”潜在的威胁,他通过研究发现,距今5 500万年前,海洋里曾经出现过一次生物灭绝事件,罪魁祸首就是溶解到海水中的CO2,估计总量达到45 000亿t,此后海洋至少用了约10万年时间才恢复正常得以度过难关。

现有的大量科学证据表明,人类现在一年中产生释放的碳量约为71亿t,其中25%~30% (约20亿t)被海洋吸收,33亿t在大气中积累。

海洋吸收大量CO2,最大限度地缓解了全球变暖,但也使表层海水的pH平均值从工业革命开始时的8.2下降到目前的8.1。

据政府间气候变化专门委员会(IPCC)预测,到2100年,海水pH平均值将因此下降约0.3~0.4,至7.9或7.8。

到那时,海水酸度将比工业革命开始时约大100%~150%。

虽然有关海洋酸化对海洋生物和海洋生态系统影响的研究工作目前开展得有限,但影响是非常肯定的。

海洋酸化改变了海水的pH值,使海水中溶解的CO2(CO2(aq))、碳酸氢根离子(HCO3-)和碳酸根离子(CO32-)浓度等发生变化,直接影响着海洋生物的生物功能,如光合作用、呼吸率、生长率、钙化速率、再生长及生物恢复速率等。

部分生物因其独特的生理特征,可能对海洋酸化产生反应,甚至不适应,致使种群退化或灭绝[1]。

海洋酸化影响某些海洋生物的钙化过程,这些生物包括:珊瑚虫、软体动物、棘皮动物、有孔虫和含钙的藻类。

钙化过程是这些海洋生物贝壳和骨架的形成过程,是珊瑚和软体动物外壳形成的必要条件。

实验室受控实验表明,海洋酸化降低了珊瑚虫的钙化速率,使成体珊瑚虫生长缓慢,新珊瑚礁的恢复率低于珊瑚礁死亡率的阈值。

海洋酸化致使珊瑚礁出现漂白现象,甚至导致大范围死亡。

更为严重的是,珊瑚虫的减少将导致依赖珊瑚生活或生存的生
物群落的丰度降低,甚至整个群落消亡。

海洋酸化也导致翼足目生物的骨架不稳而难以生存,部分有孔虫身体的外壳变薄,棘皮动物的生长受到严重影响[1]。

有关海洋酸化对海洋生物的毒性效应,但有证据证明这些影响都将会发生。

海水pH值的变化会改变海洋生物对营养盐、微量元素和微量有机物的利用率;海洋酸化有可能既影响营养盐和碳循环的化学过程,也影响其循环的生物过程,改变某些海洋藻类的固氮速率;若干痕量金属的化学性质因pH值的变化而改变,海洋生物因而更容易或更难利用这些物质;一些鱼类会受到酸雨症导致的pH值下降的威胁,酸雨症使鱼类体液中的碳酸增加而导致鱼类死亡。

血碳酸过多症也是鱼类生存的威胁因素。

海水pH值下降,海胆体内的酸基平衡将会受到干扰,导致海胆的死亡。

头足类生物因海水中CO2的质量分数上升,游泳时需要非常高浓度的氧气以补充身体所消耗的能量[1]。

海洋酸化改变了海水的化学环境,影响海洋生物种群变化,改变了海洋生物种群间竞争的条件,进而引起海洋食物网效应。

海水中溶解CO2(CO2( aq))和碳酸氢盐离子(HCO3-)的质量分数升高,会使海洋浮游植物种群结构发生变化,打破海洋生态系统中种群群落的平衡,海洋食物链受到影响,导致海洋生物群落结构、生物多样性发生重大变化,致使整个海洋生态系统受到重大影响。

最终致使那些不受海洋酸化直接影响的生物,也会受食物供应、竞争者或掠食者的间接影响[1]。

海洋酸化还可能引发或加重其他的全球气候问题。

即有通过影响海洋上的云层可能减低地球反照率,间接影响气候变化。

预计海洋酸化在未来几百年将导致大大减少海洋碳酸盐沉积的速度,甚至解散现有的碳酸盐沉积。

这将导致海水碱度上升,反而增强了海水储存二氧化碳的能力。

海洋在气候变化中起着重要作用,人类制造的二氧化碳20%~30%被海洋吸收了。

但是,通过这种方式从大气中减少温室气体的比例在下降。

这意味着将来我们不能再像以前那样依赖海洋和陆地的存储功能了,而是必须遏制对化石燃料的过度需求[2]。

参考文献:
[1] 石莉,桂静,吴克勤.海洋酸化及国际研究动态.海洋科学进展,2011,29(1).
[2] 胡祎,肖瑜,彭雪妍等.海洋酸化研究进展.水科学与工程技术,2011,1(19).。

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