撰文/方舟

海洋酸化，誰贏誰輸？

撰文/方舟

人類釋放二氧化碳排放到大氣中，提高了海洋中二氧化碳的溶解度，同時降低了海水中碳酸鹽的飽和度和海水的pH值。海洋的酸化廣泛地影響著海洋生物的進化過程，然而有研究表明，海洋的酸化似乎更加有利于那些令人厭惡物種的生存，例如某些有害藻類在酸化的海洋環(huán)境中生長得更加旺盛；入侵性軟體動物（如牡蠣）、具有破壞性的棘皮動物（例如棘冠海星）可能會大行其道，因為它們更加適合酸性環(huán)境。再比如一種侵入性海蟹，在二氧化碳增加的條件下生長更強勁，可能會增加它們對其他海洋生物的影響。相反，一種存在于巴倫支海的紅色帝王海蟹，酸化的環(huán)境可能不利于其生存，預(yù)計將會大面積死亡。

2013年，據(jù)美國夏威夷莫納羅亞長期監(jiān)測站觀測，大氣中二氧化碳含量達到400ppm，比過去80萬年的任何時候都要高，遠遠高于18世紀(jì)工業(yè)革命前280ppm的二氧化碳含量。大氣中二氧化碳濃度的上升，會直接導(dǎo)致海洋酸化，因為人類排放的二氧化碳中的30%被地表水所吸引，最終會流入大海，會降低海水的pH值，使海水對碳酸化合物具有更高的腐蝕性。

一個正在進行的研究表明，海洋酸化將嚴(yán)重破壞海洋生態(tài)系統(tǒng)，因為它改變了有機物之間的競爭平衡。海洋酸化會廣泛影響海洋生物的各種過程，包括光合作用、酸堿平衡和鈣化過程等。

水中溶解的二氧化碳是植物進行光合作用重要的原料，因此海洋中二氧化碳的增加，可能會使一些海洋植物受益，例如硅藻、褐藻和海帶等。碳酸鹽飽和度的下降可能會給珊瑚礁棲息地帶來負(fù)面影響。

藻 類

藻類可以從海洋酸化中受益，因為海水中二氧化碳的增加可以促進藻類的新陳代謝。一些藻類是食物鏈上的主要生產(chǎn)者，能夠更好地利用水中二氧化碳合成有機物，這一點有可能會改變海洋的生物結(jié)構(gòu)。入侵性藻類在酸性條件下具有更加有利的生存優(yōu)勢，因為他們往往不需要鈣化，具有較強的耐熱和耐鹽性。實驗研究表明，一種侵入性溫水藻類，在二氧化碳含量增加的情況，其耐寒性也會提高，能夠確保這種水藻在更加寬廣的溫差范圍內(nèi)生長，所以，預(yù)計這種海藻將會擴展到更高的緯度地區(qū)，而一些高緯度地區(qū)當(dāng)?shù)卦孱惪赡軙烙谳^高的水溫。這種由于二氧化碳驅(qū)動的入侵性藻類擴展和蔓延，也可能會造成一些食草性魚類生活范圍的相應(yīng)擴展，促成溫水入侵性魚類的繁盛。

水 母

水母是海洋中呈凝膠狀的浮游生物，包括缽水母類、巨型水母和櫛水母。許多科學(xué)家相信，水母的數(shù)量會增加，因為海洋生態(tài)環(huán)境正在退化，例如由于水體富營養(yǎng)化和漁業(yè)的過度捕撈，會造成海洋環(huán)境退化，但卻促進了水母的繁盛。被水母蜇傷是令人痛苦的，甚至?xí)氯擞谒烂?，因此，水母的存在會影響海濱旅游業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。例如，入侵性櫛水母在黑海和里海的泛濫，造成那里遠洋漁業(yè)的崩潰，并抑制了一些魚類賴以生存浮游生物的生長。盡管?？蛙浬汉鞅徽J(rèn)為是能夠適應(yīng)海洋酸化環(huán)境，但到目前為止，人類關(guān)于水母在酸化海洋中的變化研究不多，但科學(xué)家深信，水母將對人類經(jīng)濟產(chǎn)生深遠影響。

軟體動物

實驗研究表明，鈣化的軟體動物是海洋酸化的受害者，酸化的海洋環(huán)境影響這些動物的鈣化和成長過程。地中海的實地觀察表明，軟體動物的外殼厚度在酸性環(huán)境下明顯變薄，軟體動物的新陳代謝速度也變慢。2006年，太平洋東北部的牡蠣養(yǎng)殖業(yè)疲于應(yīng)付上涌海水二氧化碳含量的增加，現(xiàn)在他們還要確保牡蠣孵化場在酸化環(huán)境下的正常孵化。

甲殼類動物

實驗室試驗表明，雖然甲殼類動物可能是最適應(yīng)海洋酸化環(huán)境的物種之一，但其中至少30%的物種仍然不適應(yīng)酸化的海洋環(huán)境。這也解釋了甲殼類動物在海洋酸化條件下多樣性減少的原因。某些甲殼類動物適應(yīng)未來海洋酸化的原因，可能是它們具有較強的酸性調(diào)節(jié)功能。

一種原產(chǎn)于大西洋的藤壺甲殼動物，目前這種甲殼動物已經(jīng)蔓延到世界各地的海洋中，與當(dāng)?shù)卦锓N競相消耗海洋資源，可能會改變著所到之處的海洋生態(tài)環(huán)境，往往會造成大型海藻的過度繁殖，入侵性甲殼類動物改變了當(dāng)?shù)氐牟妒酬P(guān)系，打破了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡。

棘皮動物

棘皮動物海膽似乎特別容易受到海洋酸化的影響，最近在塔斯馬尼亞泛濫著一種海膽，這是一種以藻類為食的多產(chǎn)性動物，但是，這種海膽的繁盛，卻影響了當(dāng)?shù)靥貏e有經(jīng)濟價值物種鮑魚的生長。因為海水溫度的上升極大地促進了這種海膽的早期生長，海膽從海溫變化方面得到的益處，遠遠大于其所處酸化環(huán)境的危害。因此，塔斯馬尼亞海膽所帶來的生態(tài)改變有可能仍將持續(xù)。但是，塔斯馬尼亞的一種海星可能不能適應(yīng)未來酸化的海洋環(huán)境，有可能從這個島嶼附近海域消失。

海鞘

入侵性海鞘對世界范圍內(nèi)的海洋原生物種都有影響，這種通過船舶、碼頭和海濱養(yǎng)殖業(yè)，海鞘已經(jīng)擴散到世界各地的海洋中，可能會使所到之處的底層海洋生態(tài)受到窒息，目前有關(guān)于海洋酸化對海鞘的影響研究不多。有一種玻璃海鞘，其幼蟲似乎更加適合在酸性條件下發(fā)育，在未來海洋酸性條件下，可能會造成這種海鞘的過度繁盛。

魚

海洋魚類具有較高的代謝速率，具有較強的耐酸性，魚類的早期生命階段往往能夠抵御二氧化碳濃度升高的影響，成魚在酸化海洋環(huán)境下也能生存良好。然而，酸化的海洋環(huán)境對魚類的行為和感官有許多明顯的影響，尤其對幾種魚類的神經(jīng)系統(tǒng)影響特別突出。有研究表明，魚類早期的幼體在酸化的海洋環(huán)境中不能區(qū)分捕食者和非捕食者，這種反應(yīng)變化將會影響某些魚類的存活率。

一種原產(chǎn)于印度洋和太平洋之間的一種獅子魚，已經(jīng)侵入到北美的大西洋沿岸海域，已經(jīng)改變了加勒比海域海洋生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈結(jié)構(gòu)和捕食關(guān)系。有研究者認(rèn)為，這種侵入性的獅子魚已經(jīng)改變了海洋底棲生物結(jié)構(gòu)，例如減少了一些草食性魚類種群的數(shù)量，棲息環(huán)境由基于珊瑚的生態(tài)環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)榛诤Ｔ宓纳鷳B(tài)環(huán)境。

海洋生物在酸化的環(huán)境中有贏家，也有輸家，正如以前高二氧化碳造成某些物種大量滅絕一樣，人們也越來越認(rèn)識到，海洋酸化會造成生態(tài)棲息地和物種間相互關(guān)系的變化，進而推動整個生態(tài)系統(tǒng)的變化。

（責(zé)編：金希）