7HYDRO-BIOS积分采水器在海洋酸化研究中的应用
积分采水器用于采集中型实验生态系中从表层到12米水深含有硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐等各种营养盐的混合水样,这些水样对后期生态系营养盐的研究有着非常重要的作用。
工业革命以来,人类活动释放的CO2有超过1/3被海洋吸收,使表层海水的氢离子浓度近200年间增加了三成,pH值下降了0.1。作为海洋中进行光合作用的主力,浮游植物的门类众多、生理结构多样,对海水中不同形式碳的利用能力也不同,海洋酸化会改变种间竞争的条件。
2003年,“海洋酸化”这个术语第一次出现在英国著名科学杂志《自然》上。到2005年,研究灾难和突发事件的专家詹姆斯·内休斯为人们进一步勾勒出了“海洋酸化”潜在的威胁。他的研究发现,距今5500万年前,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二氧化碳,估计总量达到45000亿吨,此后海洋至少花了10万年时间才恢复正常得以渡过难关。
2012年3月,一支由美国、英国、西班牙、德国和荷兰21名研究人员组成的国际科学家团队在最新一期《科学》杂志上发表报告称,受人类排放温室气体的影响,地球正经历过去3亿年来速度最快的海洋酸化进程,超过历史上4次地球生物大规模灭绝时期,众多海洋生物因此面临生存威胁。
浮游植物
由于浮游植物构成了海洋食物网的基础和初级生产力,它们的“重新洗牌”很可能导致从小鱼小虾到鲨鱼、
巨鲸的众多海洋动物都面临冲击。此外,在pH值较低的海水中,营养盐的饵料价值会有所下降,浮游植物吸收各种营养盐的能力也会发生变化。而且,越来越酸的海水,还在腐蚀着海洋生物的身体,研究表明,钙化藻类、珊瑚虫类、贝类、甲壳类和棘皮动物在酸化环境下形成碳酸钙外壳、骨架效率明显下降。
由于全球变暖,从大气中吸收CO2的海洋上表层也由于温度上升而密度变小,从而减弱了表层与中深层海水的物质交换,并使海洋上部混合层变薄,不利于浮游植物的生长。
软体动物
一些研究认为,到2030年,南半球的海洋将对蜗牛壳产生腐蚀作用,这些软体动物是太平洋中三文鱼的重要食物来源,如果它们的数量减少或是在一些海域消失,那么对于捕捞三文鱼的行业将造成影响。
鱼类影响
海洋酸化会阻碍珊瑚礁的生长繁殖,并导致小丑鱼和小热带鱼智商下降。《美国国家科学院院刊》的最新报道:模拟了未来50~100年海水酸度后发现,在酸度最高的海水里,鱼仔起初会本能地避开捕食者,但它们很快就会被捕食者的气味所吸引──这是它们的嗅觉系统遭到了破坏。
实验表明,同样一批鱼在其他条件都相同的环境下,处于在现实的海水酸度中,30个小时仅有10%被捕获;但是当把它们放置在大堡礁附近酸化的实验水域,它们便会在30个小时内被附近的捕食者斩尽杀绝。
暴雨侵袭
海洋吸收温室气体造成的海水酸化,导致海中大陆架的珊瑚礁大量死亡,而这会造成低地岛国,如基里巴斯和马尔代夫更容易为暴雨所侵害。
人类生计
据估计,在有些水域,海洋的酸度将达到贝壳都会开始溶解的程度。当贝类生物消失时,以这类生物为食的其他生物将不得不寻找别的食物,事实上人类将会遭殃。
联合国粮农组织估计,全球有5亿多人依靠捕鱼和水产养殖作为蛋白质摄入和经济收入的来源,对其中最贫穷的4亿人来说,鱼类提供了他们每日所需的大约一半动物蛋白和微量元素。海水的酸化对海洋生物的影响必然危及这些人口的生计。
珊瑚或将消失
2013年3月,日本一个研究小组在新一期英国《自然·气候变化》杂志上发表报告说,海水酸化越严重,拥有坚硬骨骼并且能够制造珊瑚礁的珊瑚就越少,而柔软的海鸡冠则会增加。如果酸化过于严重,珊瑚在21世纪末就有可能消失。
研究小组发现,当海水pH值平均为8.1的时候,珊瑚生长状态最好。当pH值为7.8时,就变为以海鸡冠为主。如果pH值降至7.6以下,两者都无法生存。
天然海水的pH值稳定在7.9至8.4之间,而未受污染的海水pH值在8.0至8.3之间。海水的弱碱性有利于海洋生物利用碳酸钙形成介壳。
研究小组指出,海水pH值预计本世纪末将达7.8左右,酸度比正常状态下大幅升高,所以届时珊瑚有可能消失。







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