原標題：近200年海洋表層水pH值下降0.1 海洋真的在“變酸”嗎？

浙江在線(xiàn)5月2日訊（浙江在線(xiàn)記者 黃慧仙 通訊員 陳斯音)遠眺，是秋水長(cháng)天共一色；近觀(guān)，是碧波微瀾，頓生天高地迥之感；細嗅，自有徐徐咸澀之風(fēng)而來(lái)……印象中的海洋或有千萬(wàn)種風(fēng)情，但近年來(lái)，“海水酸化”這一看似陌生的詞，卻正在以另一種方式悄悄闖入公眾視野。

那么，海水真的在變酸嗎？為什么會(huì )變酸？誰(shuí)又是海水酸化的受害者？

4月15日，以海洋酸化觀(guān)測為主題的全球海洋酸化觀(guān)測網(wǎng)第四屆國際研討會(huì )在杭州開(kāi)幕。來(lái)自全球60多個(gè)國家的270余名海內外海洋界知名專(zhuān)家、學(xué)者及業(yè)界代表匯聚于此，一場(chǎng)關(guān)于全球海洋酸化的頭腦風(fēng)暴就此展開(kāi)。

海洋酸化對貝殼類(lèi)等生物的影響示意圖。 本版照片（除注明外）均由海洋二所提供

近200年海水pH值

為何明顯下降？

何謂海水酸化？說(shuō)起來(lái)，這其實(shí)是個(gè)漫長(cháng)的化學(xué)變化過(guò)程。

衛星海洋環(huán)境動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室主任柴扉研究員解釋說(shuō)，海水酸化是指海水吸收了空氣中過(guò)量的二氧化碳，二氧化碳溶于海水后形成碳酸，一系列化學(xué)反應之下導致海水pH值下降的現象。

pH值是海水酸化的一個(gè)主要指標。一般來(lái)說(shuō)，海洋表層水的pH值約為8.2，呈弱堿性?，F有的科學(xué)證據表明，在過(guò)去200年時(shí)間里，海洋吸收了人類(lèi)產(chǎn)生的二氧化碳的30%左右，約還有50%殘留在大氣中。海洋吸收的二氧化碳最大限度地緩解了全球變暖的影響，但同時(shí)也使表層海水的pH平均值從工業(yè)革命開(kāi)始時(shí)的8.2下降到目前的8.1。

0.1的變化，乍一看似乎是個(gè)微不足道的數值，但從縱向千萬(wàn)年的時(shí)間跨度來(lái)看，卻是一個(gè)了不得的數字了。

其實(shí)，海水的pH值本來(lái)就不是固定不變的，高緯度海域的pH值會(huì )比低緯度的高，表層海水中的pH值亦比深層海水中的pH值高。但從整個(gè)海洋環(huán)境來(lái)說(shuō)，海水pH值的變化卻是很小的，2000多萬(wàn)年來(lái)的變化幅度也只是±0.3而已，如今我們的海洋系統在200多年間就下降了0.1，相比之下，足見(jiàn)其中變化之巨。

據政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì )(IPCC)預測，到2100年，全球海水pH平均值將會(huì )持續下降0.3~0.4，由原來(lái)的8.2降為7.9或7.8。到那時(shí)，海水酸度相較于工業(yè)革命開(kāi)始時(shí)將提高約100%至150%。據此進(jìn)一步推算，到2300年，全球海水pH平均值有可能會(huì )下降約0.5。

其實(shí)，在地球地質(zhì)歷史上，并非沒(méi)有過(guò)海洋酸堿度大幅度變化的先例。

距今5500萬(wàn)年前，由于海底“可燃冰”融化釋放出巨量的甲烷，大氣中的溫室氣體突然增加，在短短幾千年時(shí)間里，地球溫度上升了6℃左右。2萬(wàn)億噸的碳溶解到海洋中，海水的pH值急劇下降，造成海底碳酸鹽大量溶解，進(jìn)而導致大量海洋底棲生物滅絕。地球歷史上出現過(guò)的4次生物大滅絕事件，都伴隨著(zhù)海水酸化的現象。前車(chē)之鑒告誡我們，對于當下正在發(fā)生的海水酸化現象，我們絕不可掉以輕心。

而海水酸化的“罪魁禍首”正是人類(lèi)生產(chǎn)生活中過(guò)度排放的二氧化碳。

美國夏威夷Mauna Loa站和Aloha站的長(cháng)期監測結果顯示，截至2017年，大氣中二氧化碳濃度以大約每年1.7ppm（百萬(wàn)分之一）的速度升高，海洋表面二氧化碳分壓也隨之不斷升高，而海洋表面海水的pH值持續降低。不僅如此，包括WHOTS浮標、KEO浮標、Papa浮標等在內的全球所有監測站位的監測結果，均呈現相似的變化趨勢?？茖W(xué)家還發(fā)現，如今的海水酸化是史無(wú)前例的，不管是史前冰期還是間冰期交替，均未出現這樣的狀況。

“海水酸化是人類(lèi)共同面臨的重要責任生態(tài)問(wèn)題?！弊匀毁Y源部第二海洋研究所陳大可院士說(shuō)。

海水酸化沖擊貝類(lèi)養殖

從2003年《Nature》首次提出“海洋酸化”這個(gè)科學(xué)問(wèn)題以來(lái)，人類(lèi)對于“海洋酸化”問(wèn)題的理解，正從一個(gè)簡(jiǎn)單抽象的學(xué)術(shù)名詞變得具象而生動(dòng)。

“海水酸化是一個(gè)循序漸進(jìn)的擴展過(guò)程，酸化范圍不僅從最初的海洋表面到海平面下的500米、1000米，也從遠海逐漸擴展至邊緣海、近海?！辈耢檠芯繂T說(shuō)。

陳大可院士說(shuō)，海水酸度的增加，將改變海水化學(xué)性質(zhì)的種種平衡，使依賴(lài)于化學(xué)環(huán)境穩定性的多種海洋生物乃至生態(tài)系統面臨巨大威脅。目前，全球海洋酸化正以前所未有的速度快速發(fā)展。作為地球兩端重要的海域——北冰洋和南大洋，海洋酸化也正在深刻地影響著(zhù)那里脆弱的海洋生態(tài)系統。

對此，美國著(zhù)名海洋學(xué)家Richard Feely教授也有著(zhù)類(lèi)似的看法。他說(shuō)，海洋酸化最終會(huì )引起海洋系統內一系列化學(xué)變化，進(jìn)而影響到大多數海洋生物的生理、生長(cháng)、繁殖、代謝與生存。

因pH值下降而受害的，首先便是有碳酸鈣骨骼的生物。在表層海水里，碳酸鹽處于飽和狀態(tài)，一些海洋生物的碳酸鈣骨骼能夠正常形成，但一到了深水區，隨著(zhù)壓力的增大、溫度的降低，碳酸鹽濃度變得不飽和，海水pH值降低，碳酸鈣就會(huì )溶解?！昂Ｋ峄?，就是表層海水的pH值下降，使得碳酸鹽飽和度下降。如此一來(lái)，那些靠碳酸鈣骨骼保護或者支撐的生物，就會(huì )無(wú)法生存?！辈耢檠芯繂T說(shuō)。

而在海洋中，屬于碳酸鈣骨骼的生物多不勝數，小至像浮游生物中的有孔蟲(chóng)、顆石藻，大如貽貝、牡蠣、棘皮動(dòng)物和甲殼綱動(dòng)物等，他們在維持生物多樣性方面扮演著(zhù)突出的角色，其中一些還具有重要的經(jīng)濟價(jià)值。

“于人類(lèi)社會(huì )而言，海洋酸化首當其沖受到影響的就是近海的水產(chǎn)養殖業(yè)?！敝袊茖W(xué)院院士、近海海洋環(huán)境科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室主任戴民漢教授說(shuō)。對于中國沿海以及美國加州、華盛頓州的生蠔等貝類(lèi)養殖行業(yè)，這樣的影響特別顯著(zhù)。

在過(guò)去開(kāi)展的一些調研中，因海水酸化未能正常發(fā)育的美國加州養殖的小牡蠣，給柴扉留下了很深印象?！霸谡５暮Ｋ?，這些小牡蠣、小生蠔大多能正常發(fā)育；但在酸化的海水中，它們往往發(fā)育遲滯，20天左右就會(huì )死亡?！辈耢檠芯繂T說(shuō)。

當我們的目光從全球聚焦至國內，就會(huì )發(fā)現，海水酸化給貝類(lèi)養殖所帶來(lái)的負面影響，絕不僅限于美國等個(gè)別國家。柴扉研究員說(shuō)，中國是世界上最大的水產(chǎn)養殖國，總產(chǎn)量為全球海水養殖的60%以上。其中貝類(lèi)養殖量占全世界的30%左右，因此，近岸海水酸化對于中國貝類(lèi)養殖的影響是不容忽視的。

近年來(lái)相關(guān)研究表明，除了產(chǎn)量上的影響之外，海水酸化也在一定程度上改變著(zhù)水產(chǎn)品的口感。一位瑞典科學(xué)家通過(guò)對照實(shí)驗的方式，將蝦放入不同酸化環(huán)境中進(jìn)行養殖。實(shí)驗發(fā)現，在酸化環(huán)境中成長(cháng)的蝦在肉質(zhì)、口感等方面明顯不如對照組。這樣的實(shí)驗結果，對于普通居民來(lái)說(shuō)，應當是最直觀(guān)的影響了。

不過(guò)，專(zhuān)家也表示，雖然口感不好，但目前尚未有實(shí)驗證明，食用在酸化環(huán)境中生長(cháng)的水產(chǎn)品會(huì )對人體健康造成損害。

“智能海洋”體系呵護海洋生態(tài)

“如果說(shuō)采取手段遏制這種趨勢，最好的辦法當然是降低大氣中二氧化碳的濃度，但這并非易事?！卑拇罄麃喡?lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）、“全球海洋酸化觀(guān)測網(wǎng)”（GOA-ON）共同主席Bronte Tilbrook說(shuō)。

在戴民漢院士看來(lái)，要真正解決海洋酸化的困擾，逐步厘清海洋酸化的驅動(dòng)因子，通過(guò)更加系統的科學(xué)研究尋找解決方案，才是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。2016年農業(yè)農村部提出的“農藥化肥雙減”目標，以及國家大力推進(jìn)的能源結構優(yōu)化，綠色出行等舉措，都有助于減少二氧化碳排放，緩解海洋酸化。

眾多海洋科學(xué)家已有共識：海洋酸化是一個(gè)全球性生態(tài)問(wèn)題，需要全球各國共同參與解決。全球海洋酸化觀(guān)測網(wǎng)（GOA-ON）已在該領(lǐng)域開(kāi)展前沿探索和重要實(shí)踐。

2012年，由美國國家海洋和大氣局（NOAA）、國際原子能機構（IAEA）、政府間海洋學(xué)委員會(huì )（IOC）等多個(gè)機構為基礎組建的全球海洋酸化觀(guān)測網(wǎng)（GOA-ON），是一個(gè)專(zhuān)為全球性海洋酸化研究開(kāi)展國際合作的平臺組織。近年來(lái)，GOA-ON組織了觀(guān)測全球開(kāi)闊大洋、近海及河口等區域的海洋酸化狀態(tài)，評估海洋酸化對海洋生態(tài)系統的影響，分析海洋酸化驅動(dòng)因素，以及提供高時(shí)空分辨數據優(yōu)化海洋酸化分析和預測模型等全球性海洋酸化相關(guān)工作。目前，已有94個(gè)國家參與其中，中國是該平臺組織的一員。

來(lái)自美國華盛頓大學(xué)的海洋學(xué)家、本次研討會(huì )聯(lián)合主席Jan Newton說(shuō)，中國是GOA-ON的發(fā)起者和參與者，一直以來(lái)都積極參與該國際平臺的組織和發(fā)展。

“近海與深海是互通的，只有全面了解整體海域的情況，才能更好地監測、保護我國近海海洋環(huán)境與資源?！北敬窝杏憰?huì )主辦方、大會(huì )聯(lián)合主席柴扉研究員說(shuō)。在幾十年前，由于出海能力、科考船能力以及科考人員的配備、訓練等條件限制，中國的海洋科學(xué)研究主要集中在渤海、黃海、東海、南海等；而近年來(lái)，從赤道到黑潮，以及日本沿岸的延伸體等西太平洋流域對于我們近岸的影響，也逐步被納入我國海洋科學(xué)研究的視野?！霸谧罱?到10年的時(shí)間里，隨著(zhù)我國海洋科學(xué)研究技術(shù)與海洋科技人才培養的大力推進(jìn)，我國的海洋科學(xué)研究終將逐漸從中國近海走向深海?！辈耢檠芯繂T說(shuō)，這是海洋科學(xué)研究的大勢所趨。

此外，柴扉研究員還告訴記者，其所在的國家重點(diǎn)實(shí)驗室現有的衛星遙感、數值字模擬、立體監測等技術(shù)，可用于監測海洋環(huán)境，可與生態(tài)、生物地球化學(xué)等學(xué)科結合，共同開(kāi)展海洋酸化研究，也是其團隊未來(lái)努力的一大方向?！澳壳?，科學(xué)家正在東海、西太平洋等地建立海洋監測系統，未來(lái)還將進(jìn)一步擴大覆蓋面，以期通過(guò)大數據、人工智能等方式構建起‘智能海洋’體系，更好地呵護全球海洋生態(tài)環(huán)境?！?/p>

雨過(guò)潮平江海碧。各國之力匯聚滄海之變，海洋生態(tài)平衡或將不再是難解之題。