2.2.2 海洋酸化

2.2.2.1 什么是海洋酸化

海洋酸化是一个复杂的大问题。尽管学者们对海洋酸化问题的关注只有十余年，但这一研究领域已呈现方兴未艾之势。从中国知网搜索到，我国以“海洋酸化”为主题发表的论文已有近300篇。这里将具体从海洋酸化来说明人为碳排放导致的另一个严重后果。首先简要解释一下何为海洋酸化：海水的正常酸碱度呈碱性，pH平均值在8.2左右。人为碳排放导致大气中二氧化碳含量的增加，而大气中二氧化碳含量的增加导致海洋溶解的二氧化碳增加。由于二氧化碳属于酸性气体，因此海水的酸度增加，这一过程就叫海洋酸化。

海洋是巨大的碳库，不断地从大气吸收二氧化碳，工业革命以来，海洋吸收了人类向大气排放的二氧化碳的30%～40%。海洋吸收二氧化碳十分有助于缓解全球变暖，但它破坏了海洋自身碳酸盐的化学平衡，导致海水酸度增加，严重影响海洋生态系统。相关领域的专家学者认为，海洋酸化将是继全球变暖和环境污染之后，严重影响和威胁人类生存发展的第三大环境问题。可喜的是，目前，已有越来越多来自相关领域的专家学者开始关注和研究海洋酸化问题。

“2003年，‘海洋酸化’这一术语第一次出现在《自然》杂志中。2005年，灾难突发事件专家詹姆斯·内休斯进一步描绘出‘海洋酸化’潜在的威胁，他通过研究发现，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CO2，估计总量达到45000亿吨，此后海洋至少用了约10万年时间才恢复正常得以渡过难关。”

2010年，联合国教科文组织发表公报说，该组织下属政府间海洋学委员会与国际原子能机构等在摩纳哥举办海洋酸化研讨会。与会专家认为，由于吸收了过多的二氧化碳，海洋正在以前所未有的速度酸化，这一现象已经威胁到了海洋生态系统和几千万人的生计……奥尔指出，海洋酸化的原因是海水吸收了过量的二氧化碳。目前海洋每年吸收的温室气体都在80亿吨左右，这对于减缓气候变暖起到了重要作用，但海洋也为此付出了高昂的代价。“现有的大量科学证据表明，海洋吸收大量CO2，最大限度地缓解了全球变暖，但也使表层海水的pH平均值从工业革命开始时的8.2下降到目前的8.1。据政府间气候变化专门委员会预测，到2100年，海水pH平均值将因此下降约0.3～0.4，至7.8或7.9。到那时，海水酸度将比工业革命开始时约大100%～150%。”

2012年3月，由美国、英国、德国、西班牙和荷兰共21名研究人员组成的国际科学家团队在《科学》杂志上发表了一篇报告，称受人类温室气体排放的影响，地球正经历过去3亿年来速度最快的海洋酸化进程，速度超过历史上曾发生的四次地球生物大规模灭绝的任何一个时期，众多海洋生物将面临灭绝的危险。

《科学》杂志2015年4月发表的一项新研究显示，海洋酸化可能是造成2.5亿年前地球上生物大灭绝的“元凶”。由英国爱丁堡大学领头的这项研究发现，当时西伯利亚火山猛烈喷发，释放出大量二氧化碳，导致海洋酸化，后果是地球上约90%的海洋生物与2/3的陆地生物灭绝。这也是地球史上五次生物大灭绝中规模最大的一次。研究人员通过分析在阿联酋发掘的岩石后得出了上述结论。因为这些岩石在2.5亿年前位于海底，它们记录了那个时期海水酸碱度的变化情况。

2.2.2.2 海洋酸化的影响

“海水pH值是海洋生态系统的关键因子，即使细微变化都将对海洋化学产生深刻影响。”尽管目前无法估算海洋酸化的全面和具体影响，但其影响无疑是巨大的。目前的研究认为，其影响主要表现在以下几个方面。

（1）对珊瑚和珊瑚生态系统的影响。海洋酸化导致珊瑚虫钙化速率降低，成体珊瑚虫生长缓慢，珊瑚礁被侵蚀，从而导致依赖于珊瑚和珊瑚礁的生物的大量减少甚至消亡。“作为世界上多样性最丰富的生物群落，珊瑚礁占地球面积仅0.17%，却为地球上1/4的生物提供了栖息环境。”珊瑚礁是鱼类和海洋其他生物的栖息地，也是数十亿人的蛋白质的主要来源。在岛屿国家，海洋食物是居民们的根本蛋白质来源，海洋资源是他们赖以生存的根基。“据估计，珊瑚和珊瑚生态系统每年为人类创造的价值超过3750亿美元，有超过5亿人依赖于健康珊瑚和珊瑚生态系统。珊瑚礁的大量减少将对环境和社会经济产生重大影响。世界银行的一份报告也指出，在珊瑚礁消失的地区，超过50%的水产资源将随之消失。”

在澳大利亚东部海岸的“国宝”大堡礁绵延2300千米，大规模珊瑚白化现象的出现，现已导致北部和中部区域约35%的珊瑚死亡或濒临死亡。白化现象最为严重的部分珊瑚礁中，一半以上的珊瑚已经死亡。如果人类不能迅速地大幅度减少碳排放，到2100年该处珊瑚礁有可能全部死亡。

我国南海发现了珊瑚礁急剧退化的现象，活珊瑚覆盖度在过去几十年来已经下降80%以上。

（2）对浮游生物的影响。地球上50%的氧气来自海洋浮游生物，同样地，我们人类呼吸的氧气50%来自海洋浮游生物。浮游生物处在海洋食物链的底层。海洋酸化影响浮游生物的生长，一些藻类和浮游生物面临数量锐减和种类消亡。这将导致海洋生物的大量减少甚至消亡。

（3）影响海洋生物的钙化过程。“海洋酸化影响某些海洋生物的钙化过程，这些生物包括：珊瑚虫、软体动物、棘皮动物、有孔虫和含钙的藻类。钙化过程是这些海洋生物贝壳和骨架的形成过程，是珊瑚和软体动物外壳形成的必要条件。”

（4）引起酸毒症（acidosius）。目前对海洋酸化对海洋生物的毒性效应的研究还相当有限，但现在已经发现，海洋酸化使一些鱼类的血液中碳酸过多而死亡。“据预测，海水的酸化将会让有机物的繁衍减少20%到50%，它们中包括珊瑚、浮游生物、石灰质植物及甲壳类生物。部分珊瑚、甲壳类、软体动物和浮游生物将处于灭绝的险境。”如果这种情况发生，大量的海洋生物将面临数量锐减甚至灭绝。目前人类碳排放的持续增长使海洋的酸化在持续加剧，而海洋酸度的恢复则需要千余年甚至是数万年。综上所述，海洋酸化的危害很可能不小于全球变暖。