方陵生

唯一能夠有效阻止海洋酸化的辦法，就是減少甚至停止向大氣中排放二氧化碳。

海洋的快速酸化引起了全世界的密切關(guān)注，人們擔(dān)憂這種變化在未來(lái)幾十年內(nèi)將對(duì)海洋食物鏈、生物多樣性和漁業(yè)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。暖水域的珊瑚礁自然前景堪憂，然而二氧化碳更容易溶解于冷水，因此酸化最嚴(yán)重的海域是接近兩極的海洋。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，南北兩極海域中的翼足類動(dòng)物已經(jīng)遭受酸化海水的侵蝕，以翼足類為食物的魚(yú)類、鯨類也將受到影響。

科學(xué)界不久前才意識(shí)到海洋酸化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的巨大影響，相關(guān)的研究也才開(kāi)始不久。然而正如科學(xué)界所認(rèn)識(shí)的那樣：“海洋酸化因人類活動(dòng)導(dǎo)致，反過(guò)來(lái)對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生影響”。

無(wú)法繼續(xù)從海洋獲取蛋白質(zhì)

海洋酸化對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響很難準(zhǔn)確估計(jì)，但可以肯定的是，影響將會(huì)非常巨大。海水pH值下降將直接影響到人類社會(huì)的食物供給、經(jīng)濟(jì)利益和生活方式。

據(jù)估計(jì)，珊瑚礁對(duì)于全球海岸線的保護(hù)價(jià)值如果用金錢來(lái)衡量的話，每年高達(dá)90億美元；海岸線保護(hù)價(jià)值再加上珊瑚礁支持的漁業(yè)生產(chǎn)價(jià)值，每年達(dá)300億美元。海洋酸化對(duì)保護(hù)海岸線的珊瑚礁造成了很大的危害，并開(kāi)始影響到商業(yè)、休閑漁業(yè)、旅游業(yè)。隨著海洋生態(tài)系統(tǒng)的變化，人類文化和生活方式也將隨之產(chǎn)生變化。所以，海洋酸化不僅僅是珊瑚和其他海洋生物要面對(duì)的問(wèn)題，更是人類要面對(duì)的嚴(yán)峻問(wèn)題。

全世界有十多億人將海洋食品作為主要的蛋白質(zhì)來(lái)源，世界許多國(guó)家的經(jīng)濟(jì)和就業(yè)都依賴于海洋中的魚(yú)類和貝類。一些島嶼國(guó)家的經(jīng)濟(jì)在很大程度上都依賴于珊瑚礁。例如，加勒比海島國(guó)多巴哥在2006年珊瑚礁旅游的直接收入，就占了國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的15%，增加的間接收入總額達(dá)GDP的30%。如果失去珊瑚礁旅游，多巴哥的經(jīng)濟(jì)將縮水三分之一，許多人將會(huì)失去工作。

雖然海洋是全球性的，但海洋酸化對(duì)地區(qū)和物種的影響并不一樣。仰賴于軟體動(dòng)物（貝類、魷魚(yú)等）的漁業(yè)，如新英格蘭漁業(yè)，可能遭受更大的沖擊。海洋酸化對(duì)夏威夷和阿拉斯加的漁業(yè)影響可能不大，因?yàn)檐涹w動(dòng)物只構(gòu)成那里漁業(yè)生產(chǎn)的一小部分。

海洋酸化對(duì)一些以海鮮為主要蛋白質(zhì)來(lái)源的島嶼國(guó)家和部分發(fā)展中國(guó)家可能會(huì)造成特別大的影響。一些預(yù)測(cè)模型表明，海洋在未來(lái)90年里，碳酸鹽將越來(lái)越少，大多數(shù)鈣化生物的生存空間將被壓縮到碳酸鹽含量較高的熱帶水域中。但即使熱帶水域的碳酸鹽含量，今后也將遠(yuǎn)低于現(xiàn)在的水平。隨著人口的增長(zhǎng)，熱帶地區(qū)將同時(shí)面臨海洋酸化和飲食蛋白質(zhì)需求的壓力。這些壓力同時(shí)伴隨其他環(huán)境壓力，如氣溫上升和環(huán)境污染等，人類社會(huì)將不堪重負(fù)。

海洋酸化不會(huì)導(dǎo)致海洋生物完全滅絕，一些能夠承受高酸度環(huán)境的海洋生物甚至可能更加繁榮，但物種數(shù)量會(huì)減少，某些特定區(qū)域的物種構(gòu)成也會(huì)發(fā)生變化。例如，在美國(guó)華盛頓州海岸附近，海上涌洋流給近海地區(qū)帶來(lái)更多的酸性海水，導(dǎo)致貝類產(chǎn)量急劇下降。同時(shí)，伴隨著附近海岸地區(qū)pH值的下降，原先以貽貝和鈣化藻為主的海洋生物群，已被當(dāng)?shù)厝瞬⒉幌矚g食用的非鈣化藻和不需要構(gòu)建外殼的無(wú)脊椎動(dòng)物所取代。其他一些地方也有類似的變化。

海洋酸化還可能危及“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)”，因?yàn)榻】档纳鷳B(tài)系統(tǒng)才能給人類社會(huì)提供種種福利。例如，健康的珊瑚礁可保護(hù)海岸線免受侵蝕，為許多海洋物種提供棲息地，為當(dāng)?shù)厝藗兲峁┳銐虻牡鞍踪|(zhì)來(lái)源，同時(shí)帶來(lái)大量的旅游收入。

健康的珊瑚礁和軟體動(dòng)物數(shù)量也是許多島嶼國(guó)家和地區(qū)海洋文化的一個(gè)關(guān)鍵元素。美國(guó)伍茲霍爾海洋研究所（WHOI）的博士后研究員莎拉·庫(kù)利說(shuō)：“生活質(zhì)量不僅僅以美元來(lái)衡量，還包括需要保護(hù)的內(nèi)在文化價(jià)值。在科德角（編者注：美國(guó)馬薩諸塞州南部的一個(gè)鉤狀半島）隨便走進(jìn)一家禮品店，你都會(huì)發(fā)現(xiàn)許多與貝殼有關(guān)的小玩意兒，如果海洋酸化使扇貝消失，我們就會(huì)失去這種獨(dú)特的文化?！?/p>

人類將如何應(yīng)對(duì)

過(guò)去250年里，海洋已吸收了5300億噸二氧化碳，海洋酸性增加了30%。如今海洋繼續(xù)在變酸，人類該何去何從？我們?cè)撊绾尾扇】焖傩袆?dòng)來(lái)減緩或阻止海洋酸化呢？

海洋生物圈遭到破壞，很大程度上是因?yàn)楦咚岫鹊暮Ｋ芙饬松矬w的碳酸鈣。許多海洋浮游生物、海膽、貝類、珊瑚都需要利用碳酸鈣來(lái)構(gòu)建它們的外殼和骨骼。在北極地區(qū)所做的研究顯示，海冰融化、大氣二氧化碳濃度升高、表層海水升溫，導(dǎo)致一些海洋水域碳酸鈣欠飽和。海洋中碳酸鈣濃度降低，對(duì)于依賴碳酸鈣構(gòu)建外殼和身體結(jié)構(gòu)的海洋生物來(lái)說(shuō)，無(wú)異于一場(chǎng)大災(zāi)難。

海洋酸化是二氧化碳排放增加造成的另一個(gè)問(wèn)題，很可能比全球變暖更難應(yīng)對(duì)。海洋對(duì)氣候變化的反應(yīng)比大氣層更慢，在未來(lái)的日子里，不管我們喜歡不喜歡，大海還將繼續(xù)吸收大量二氧化碳，這意味著，即使我們從現(xiàn)在開(kāi)始停止二氧化碳排放，海洋還將繼續(xù)快速酸化。

科學(xué)家可以利用海洋的碳酸鈣飽和度來(lái)測(cè)量海水究竟有多酸。根據(jù)夏威夷大學(xué)馬諾阿分校研究人員的一項(xiàng)研究計(jì)算，在過(guò)去2萬(wàn)多年中，近200年是世界海洋pH值下降最快的，說(shuō)明如今海洋酸度非正常上升的速度遠(yuǎn)高于自然上升速度。目前世界上只有50%的海水里有足夠的碳酸鈣來(lái)支持珊瑚礁的生長(zhǎng)和維護(hù)，預(yù)計(jì)到2100年，這一比例將降至5%左右，世界上大多數(shù)美麗而多彩的珊瑚都將處于瀕危之中。

海洋酸化是不可逆轉(zhuǎn)的。雖然從理論上來(lái)說(shuō)，可以在海水中添加化學(xué)物質(zhì)來(lái)抵消增多的二氧化碳，但至少需要兩噸石灰才能抵消一噸二氧化碳，所需數(shù)量驚人，根本無(wú)法做到。自然過(guò)程可以中和海水酸度，但需要很長(zhǎng)時(shí)間，即使從現(xiàn)在開(kāi)始停止二氧化碳排放，也需要數(shù)萬(wàn)年時(shí)間，海洋水化學(xué)才能夠恢復(fù)到工業(yè)化前的水平。

回顧地球歷史，大約2.5億年前，激烈的火山活動(dòng)殺死了95%以上的海洋生物；5000萬(wàn)年后，另一波頻繁發(fā)生的火山活動(dòng)令大氣中二氧化碳增加1倍，導(dǎo)致大部分珊瑚和其他海洋生物消失。然而今天，地球環(huán)境的惡化速度甚至超過(guò)了過(guò)去3億年的多次大滅絕事件，我們正處于第六次生物大滅絕中。地球海洋系統(tǒng)從人為干擾中恢復(fù)過(guò)來(lái)，需要數(shù)千年時(shí)間，以往的歷史記錄表明，生物滅絕事件之后，珊瑚礁的恢復(fù)經(jīng)歷了幾十萬(wàn)年乃至幾百萬(wàn)年的時(shí)間。

許多令人沮喪的證據(jù)表明，海洋正在向著對(duì)海洋生命造成不可挽回危害的軌跡發(fā)展。但一項(xiàng)研究提供了一些新的希望，某些物種有可能快速適應(yīng)海洋變化而生存下來(lái)。

2012年發(fā)表在《自然氣候變化》雜志中的文章稱，珊瑚礁研究人員發(fā)現(xiàn)，一種小丑魚(yú)的幼魚(yú)能夠適應(yīng)日益增加的海水酸性——如果它們的父母也生活在高酸性水域中的話。之前的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，另一個(gè)種類的小丑魚(yú)在酸性水域中嗅覺(jué)會(huì)降低，使其難以發(fā)現(xiàn)和躲避捕食動(dòng)物而“自投羅網(wǎng)”。

小丑魚(yú)的幼魚(yú)可以適應(yīng)新的變化，給海洋的未來(lái)帶來(lái)了新的希望。更多對(duì)環(huán)境敏感的海洋物種是否也擁有小丑魚(yú)的這種適應(yīng)能力，還需要進(jìn)一步研究。從進(jìn)化的角度來(lái)看，目前尚不清楚小丑魚(yú)是通過(guò)什么樣的機(jī)制將適應(yīng)的性狀如此迅速地傳遞給后代的，但它表明生物兩代之間的適應(yīng)性在未來(lái)幾十年里可能占優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)前海洋酸度增加的速度比過(guò)去數(shù)百萬(wàn)年中的自然變化快100倍。到本世紀(jì)末，如果大氣中的二氧化碳水平不能穩(wěn)定下來(lái)，海洋酸度將增加至工業(yè)化前水平的3倍。即使我們明天就停止二氧化碳排放，海洋還將繼續(xù)吸收大氣中富余的二氧化碳，海洋酸化趨勢(shì)在未來(lái)幾個(gè)世紀(jì)里還將持續(xù)下去。

我們別無(wú)選擇，只能積極應(yīng)對(duì)，采取一些與應(yīng)對(duì)氣候變化類似的措施。例如，節(jié)約能源，使用可再生能源；建立和維護(hù)海洋保護(hù)區(qū)，為瀕危海洋物種提供避難所；停止破壞性的捕魚(yú)行為，提高海洋生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)能力，幫助抵御海洋酸化，維護(hù)海洋生態(tài)健康。有證據(jù)表明，海洋保護(hù)區(qū)的珊瑚礁較少受到全球變暖和海洋酸化的威脅。

唯一能夠有效阻止海洋酸化的辦法，就是減少甚至停止向大氣中排放二氧化碳。

如今受海洋酸化影響最大的是哪些地方？

受海洋酸化影響最大的是水化學(xué)迅速改變，環(huán)境敏感生物最為豐富的海洋區(qū)域，以及具有生態(tài)和經(jīng)濟(jì)重要性的地區(qū)。科學(xué)家最關(guān)注水化學(xué)發(fā)生變化和深層海水上涌的地方，如美國(guó)西海岸和兩極寒冷地區(qū)。預(yù)測(cè)北極在未來(lái)10年至30年里，某些種類的有殼生物將大量減少。由于熱帶珊瑚對(duì)環(huán)境極度敏感，在不久的將來(lái)，海洋酸化將給一些國(guó)家和地區(qū)的生態(tài)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大的不利影響。

西北太平洋牡蠣產(chǎn)業(yè)的困境會(huì)向其他地方蔓延嗎？

每小時(shí)大約有100萬(wàn)噸二氧化碳被海洋吸收，而作為污染源的全球溫室氣體排放預(yù)計(jì)還將繼續(xù)攀升。到本世紀(jì)中葉，大氣中CO2濃度將達(dá)到工業(yè)化前的2倍，海洋pH值也將繼續(xù)下降。這意味著像西北太平洋牡蠣產(chǎn)業(yè)面臨的困境將更加嚴(yán)峻，并向其他地方蔓延。

面對(duì)海洋全面酸化，有什么方法可讓海洋水化學(xué)回歸平衡？

人力無(wú)法讓世界海洋水化學(xué)回歸到工業(yè)化前的水平。大自然會(huì)通過(guò)海水與深海沉積物的作用，讓增加的海水酸性得到中和，但這需要數(shù)千年時(shí)間。解決海洋酸化問(wèn)題的根本途徑是大幅度減少二氧化碳排放，避免海洋酸化問(wèn)題惡化到不可救藥的地步。