越来越“酸”的海洋

　　海洋酸化，正以各种形式影响着海洋生物和人类的生活，威胁着地球生态环境安全。

　　今年6月，英国《卫报》发表文章指出，海洋酸度已达到临界值，敲响生态系统警钟。当前大气中的二氧化碳浓度已比工业化前高出近50%，尤其近半个多世纪以来呈现快速增长的趋势。如此高的二氧化碳浓度和增长率在过去5500万年的地质记录中前所未有。工业革命以来，煤、石油、天然气等大量化石能源燃烧，由此排放的以二氧化碳为主的温室气体，直接推高了大气中二氧化碳浓度，这不仅导致全球气候变暖，也使得海洋越来越“酸”。

　　人类活动排放的二氧化碳，有1/4被海洋吸收溶解，在海水中与水反应生成碳酸氢根离子和氢离子。因此，海水中的氢离子浓度随二氧化碳浓度的增加而上升，导致海水的pH值下降，造成海水酸化。据相关研究统计，从工业化前到现在，全球表层海水的pH值平均下降了约0.1个单位，即氢离子浓度增加了约30%。

　　越来越酸的海水，会给海洋生物和人类生产活动带来哪些影响呢？

　　酸度的细微变化可对许多海洋生物造成影响。有研究显示，酸化对生物的影响，小至细胞代谢、生长生理、感官感知，大到生物种群、群落，甚至生态系统。海水酸化会影响许多海洋生物如珊瑚、牡蛎等的骨骼的合成，让它们面临着严峻的生存考验。

　　据报道，1990年以来，澳大利亚大堡礁的珊瑚生长速度下降了14%，这是过去400年来珊瑚生长速度下降幅度最大的一次。相关研究发现，如果二氧化碳浓度达到工业化前水平（即280 ppm）的两倍，全球珊瑚礁将停止生长并开始被侵蚀。按照目前统计的常规排放速率估算，本世纪中叶左右大气中的二氧化碳浓度将达到这一水平（即560 ppm）。

　　相较于深海大洋，近岸海域受人类活动影响较大，因此近岸的海水酸化更为严重。有研究表明，重度的海水酸化将导致牡蛎繁殖受阻，影响牡蛎的早期发育和存活，尤其是幼虫的胚壳形成及其生长。此外，严重的酸化还会使得牡蛎细胞能量需求增加，进而导致牡蛎生长速度减慢。

　　海洋鱼类也不能幸免。海洋酸化不仅会干扰鱼类嗅觉、听觉、视觉等感官功能，也对神经生理功能和细胞信号传导等过程产生不利影响。海洋鱼类的栖息地识别与选择、逃避捕食等行为将随之改变，而这些个体行为的变化将间接造成鱼类种群动力学和种群规模及结构的变化，生物间的相互作用甚至还将对生物群落和生态系统产生深远影响。

　　海洋酸化对海洋生态系统、渔业资源等的影响过程和机理尚无大规模的研究。系统开展海洋酸化调查研究，有助于评估、预测全球气候变化对我国海洋生态安全以及“蓝色粮仓”建设的影响，从而为海洋产业发展和相关部门制定防灾减灾政策等提供科学依据。

　　目前，科学家们正尝试通过提升固碳能力、增加海洋碱度等办法来抵消酸化的影响。有的提出，把富含营养物质的深层海水运输至寡营养的海洋表层，增加藻类生长所需的营养物质，加速藻类的生长，提升藻类固碳能力；有的提出对大洋寡营养盐区域施“铁肥”，以促进海洋浮游植物的生长，进而增强海洋碳汇；有的让海洋喝“碱水”，往海洋中加入碳酸钠、碳酸氢钠或橄榄石等碱性物质，增加海水碱度；还有工程技术专家研究把二氧化碳封存于海洋水体或者地质体中——2023年中国海油在恩平15-1油田开始规模化向海底地层注入伴随海上石油开采产生的二氧化碳。

　　国际原子能机构在2012年已成立海洋酸化国际协调中心，建立全球海洋酸化观测网，在发展中国家开展海洋酸化监测能力培训等，旨在缓解海洋酸化对生态和社会的影响。2020年，我国在第75届联合国大会上也正式提出“双碳”目标，积极应对全球气候变化。缓解海洋酸化是一场旷日持久的赛跑，各方都需努力行动。

海洋酸化对珊瑚礁的影响过程示意图