海洋酸化影响未知但关系重大 - 文章

图1：科学家们从上世纪80年代末起才开始定期对海洋酸度进行直接测量（蓝色线条表示大气中二氧化碳浓度，棕色线条表示海洋酸度水平）。图片来源：美国海洋和大气管理局

图2：到2100年，全球欧米茄值预计都将趋低，热带地区为3，而两极仅为1。图片来源：马克思?普朗克研究所

地球表面超过十分之七都被海洋覆盖，其中生活着藻类、细菌（称为蓝藻）以及产生了大气中大约一半氧气的植物。海洋所提供的海产品满足了地球上60%人口至少15%的蛋白质摄取量，相关产业年产值达2180亿美元（1美元约为6.12元人民币），因此海洋也直接关系到陆生物种的福祉。

英国《经济学人》杂志近日发表文章称，有些人担心工业化导致的大气中二氧化碳含量上升已经威胁到了这项福祉。这种威胁与二氧化碳的温室效应无关，而是来自于其溶解于海水造成的海洋酸化，因为海洋中许多生物的外壳和骨骼由碳酸钙构成，容易被酸腐蚀。而另一方面，更多二氧化碳溶解于海水中，对于蓝藻和藻类等进行光合作用、提高生产力而言是增益而非损失。

有两份近期发表的报告试图对有关海洋酸化的零散认知进行总结。一项美国加州蒙特里的研究探讨了其背后的科学，另一项摩纳哥的研究则评估了可能遭受的经济影响。总之，两项研究表明，人类对海洋酸化的所知虽少，但这是一个需要认真对待的问题。

定期对海洋酸度进行直接测量是从上世纪80年代末开始的（见图表1），而海洋pH值也从当时的8.11下降到了现在的8.06，这意味着在短短30年时间内海洋酸度增加了12％。往前回溯的零散数据显示，自250年前工业革命开始至今，海洋酸度上升了26%。若假设二氧化碳排放量将随经济增长而继续增加，预计到2100年海洋酸度将增加170 ％。

担心90年后的世界会是什么样听起来可能没必要，但另一个预测是，一旦海洋酸度加大，就无法快速恢复。换句话说，海洋生命将必须习惯这样的环境。

衡量海洋生物的外壳和骨骼是否会溶解的一个变量被称为“欧米茄（omega）”，比如珊瑚需要欧米茄的值达到3才能蓬勃生长。但问题是，到2100年，从两极（低温海水更容易溶解二氧化碳）到热带，欧米茄值都将趋低（图2）。美国的研究表明，到本世纪中叶，珊瑚礁受侵蚀的速度将超过其形成速度，而到本世纪末，所有的珊瑚礁都将停止生长。

其他物种同样难逃厄运。去年发表在《自然》杂志上的一项研究发现，在欧米茄值已经变为1的南极水域，浮游翼足类动物与生活在更温暖水域中的同类相比，其外壳更加脆弱，也无法很好地成形。对其他软体动物的早期研究也得出了类似的结论。

不过，美国的报告援引的一些研究表明，更多的二氧化碳溶解于海水中确实可让藻类，蓝藻和海草受益。另一项调查也显示，海洋酸化可能有助于蓝藻固氮并把它变成蛋白质。

摩纳哥的研究则试图确定尤其会受酸化影响的渔业，包括南大洋（少数尚未过度捕捞的区域之一）以及秘鲁和智利北部外海的渔业生产。在这些地方，主要是鱼类赖以为食的浮游生物幼体面临着威胁，拥有与之类似渔业的还包括北美的西部海域。全球各地的牡蛎床和蛤床也可能会受到影响，处于危险之中的同样是这些动物的幼体。但该报告没有调查藻类浮游生物数量的增加提升海洋整体生产力的可能性。

在5600万年前古新世向始新世过渡时期，二氧化碳水平也曾急剧上升，同时气候突然变暖（约6摄氏度）、海洋酸度增大。许多海洋物种在短短几个世纪中灭绝，有人认为酸度增加更应为此负责，而非气温升高。不过，其他一些物种大量繁殖，迅速进化，取代了灭绝的物种。而现在，海洋酸度似乎以10倍于古新世末期的速度在增加。一些地球科学家认为，地球正在进入一个新的时代——人类世。在这个特殊的过渡阶段，哪些物种将受损、哪些又将获益，还有待观察。