海洋酸化，誰(shuí)贏誰(shuí)輸？

撰文/方舟

海洋酸化，誰(shuí)贏誰(shuí)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(shí)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(jìn)化過(guò)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(zhǎng)得更加旺盛；入侵性軟體動(dòng)物（如牡蠣）、具有破壞性的棘皮動(dòng)物（例如棘冠海星）可能會(huì)大行其道，因?yàn)樗鼈兏舆m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(zhǎng)更強(qiáng)勁，可能會(huì)增加它們對(duì)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(jì)將會(huì)大面積死亡。

2013年，據(jù)美國(guó)夏威夷莫納羅亞長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)站觀測(cè)，大氣中二氧化碳含量達(dá)到400ppm，比過(guò)去80萬(wàn)年的任何時(shí)候都要高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(huì)直接導(dǎo)致海洋酸化，因?yàn)槿祟惻欧诺亩趸贾械?0%被地表水所吸引，最終會(huì)流入大海，會(huì)降低海水的pH值，使海水對(duì)碳酸化合物具有更高的腐蝕性。

一個(gè)正在進(jìn)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?yàn)樗淖兞擞袡C(jī)物之間的競(jìng)爭(zhēng)平衡。海洋酸化會(huì)廣泛影響海洋生物的各種過(guò)程，包括光合作用、酸堿平衡和鈣化過(guò)程等。

水中溶解的二氧化碳是植物進(jìn)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(huì)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(huì)給珊瑚礁棲息地帶來(lái)負(fù)面影響。

藻 類

藻類可以從海洋酸化中受益，因?yàn)楹Ｋ卸趸嫉脑黾涌梢源龠M(jìn)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(jī)物，這一點(diǎn)有可能會(huì)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(shì)，因?yàn)樗麄兺恍枰}化，具有較強(qiáng)的耐熱和耐鹽性。實(shí)驗(yàn)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(huì)提高，能夠確保這種水藻在更加寬廣的溫差范圍內(nèi)生長(zhǎng)，所以，預(yù)計(jì)這種海藻將會(huì)擴(kuò)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?huì)死于較高的水溫。這種由于二氧化碳驅(qū)動(dòng)的入侵性藻類擴(kuò)展和蔓延，也可能會(huì)造成一些食草性魚類生活范圍的相應(yīng)擴(kuò)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(huì)增加，因?yàn)楹Ｑ笊鷳B(tài)環(huán)境正在退化，例如由于水體富營(yíng)養(yǎng)化和漁業(yè)的過(guò)度捕撈，會(huì)造成海洋環(huán)境退化，但卻促進(jìn)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?huì)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(yuǎn)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(zhǎng)。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(duì)人類經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

軟體動(dòng)物

實(shí)驗(yàn)研究表明，鈣化的軟體動(dòng)物是海洋酸化的受害者，酸化的海洋環(huán)境影響這些動(dòng)物的鈣化和成長(zhǎng)過(guò)程。地中海的實(shí)地觀察表明，軟體動(dòng)物的外殼厚度在酸性環(huán)境下明顯變薄，軟體動(dòng)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(chǎng)在酸化環(huán)境下的正常孵化。

甲殼類動(dòng)物

實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)表明，雖然甲殼類動(dòng)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(dòng)物在海洋酸化條件下多樣性減少的原因。某些甲殼類動(dòng)物適應(yīng)未來(lái)海洋酸化的原因，可能是它們具有較強(qiáng)的酸性調(diào)節(jié)功能。

一種原產(chǎn)于大西洋的藤壺甲殼動(dòng)物，目前這種甲殼動(dòng)物已經(jīng)蔓延到世界各地的海洋中，與當(dāng)?shù)卦锓N競(jìng)相消耗海洋資源，可能會(huì)改變著所到之處的海洋生態(tài)環(huán)境，往往會(huì)造成大型海藻的過(guò)度繁殖，入侵性甲殼類動(dòng)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(dòng)物

棘皮動(dòng)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(dòng)物，但是，這種海膽的繁盛，卻影響了當(dāng)?shù)靥貏e有經(jīng)濟(jì)價(jià)值物種鮑魚的生長(zhǎng)。因?yàn)楹Ｋ疁囟鹊纳仙龢O大地促進(jìn)了這種海膽的早期生長(zhǎng)，海膽從海溫變化方面得到的益處，遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(lái)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(lái)酸化的海洋環(huán)境，有可能從這個(gè)島嶼附近海域消失。

海鞘

入侵性海鞘對(duì)世界范圍內(nèi)的海洋原生物種都有影響，這種通過(guò)船舶、碼頭和海濱養(yǎng)殖業(yè)，海鞘已經(jīng)擴(kuò)散到世界各地的海洋中，可能會(huì)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(duì)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(lái)海洋酸性條件下，可能會(huì)造成這種海鞘的過(guò)度繁盛。

魚

海洋魚類具有較高的代謝速率，具有較強(qiáng)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(duì)魚類的行為和感官有許多明顯的影響，尤其對(duì)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(huì)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(lái)越認(rèn)識(shí)到，海洋酸化會(huì)造成生態(tài)棲息地和物種間相互關(guān)系的變化，進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的變化。

（責(zé)編：金希）