海的呼唤：全球碳排放超标 海洋酸化加速

　　海洋缺氧

 

　　海洋动物“跑”为上计

 

　　据报道，2004年全球共有149个死亡区，2006年已达200个。其中，美洲西部的北太平洋海岸、美国东北的大西洋海岸、墨西哥湾、波罗的海、挪威海和中国东部沿海低氧分布比较密集。目前全球报道低氧区已超过400个，2019年挪威因赤潮产生低氧，造成约11600吨三文鱼死亡，损失约7200万欧元。随着世界经济的发展，海洋近岸富营养化愈演愈烈，低氧现象也逐年加剧。

 

　　何为低氧？海南大学生命科学学院，南海海洋资源利用国家重点实验室周海龙教授表示：“水中的氧叫溶氧，是指在水中氧气的溶解量，是水生动物赖以生存的前提条件。大家普遍认为当溶解氧的浓度低于2.0 mg/L时，就会开始对海洋动物的生命活动产生威胁，包括对其生长速度、生殖发育等方面，严重的甚至导致死亡。而海洋生物死亡后，会进一步消耗水中的溶解氧，若水体中溶解氧浓度过低，当水体不足以维持生物生命活动时，会出现大量生物死亡的现象，这样的水体被称为‘死亡区’。”海水富营养化，赤潮暴发，是导致海洋局部缺氧的主要诱因。如果赤潮不加以控制，任其蔓延，在水里生存的海洋动物们，面对低氧环境，它们第一反应是“跑为上计”，海洋动物通过逃离低氧区，躲避低氧的不利影响。

 

　　“如果低氧的范围或程度加大，无法逃避时，它们会启动一系列的生理调节机制去适应低氧环境的胁迫；如果低氧严重，直接导致海洋生物死亡。”周海龙表示，“就像患感冒一样，轻度感冒，可以不用吃药，依靠身体自我调节能力便可自愈；如果得了重感冒，就必须通过药物治疗，才能恢复健康。海洋生态系统的健康亦如此。”

 

　　治理赤潮，国内有成功案例，据周海龙了解，中国科学院海洋研究所俞志明研究员团队，创新性地提出了改变天然黏土矿物表面性质治理赤潮的理论和方法，并将该研究成果广泛应用在我国沿海20多个水域，成为目前赤潮应急处置的有效“灭火器”。

 

　　正经历史上海洋酸化的最快过程

 

　　海洋生物面临生存威胁

 

　　自工业革命以来，人类活动释放的二氧化碳有超过1/3被海洋吸收，海水pH下降了0.1。2005年，据国外研究报道，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二氧化碳；2012年3月，《科学》杂志报道，受人类排放温室气体的影响，地球正经历过去3亿年来，速度最快的海洋酸化进程，超过历史上4次地球生物大规模灭绝时期，众多海洋生物因此面临生存威胁。2015年，美国《科学》报道，海洋酸化可能是造成2.52亿年前地球生物大灭绝的元凶。

 

　　全球碳排放超标，导致全球气候变暖，这是全球的紧迫议题，而在全球碳排放超标的现实中，显然南海也逃离不了酸化的命运。“虽然目前海南的海洋酸化的程度较轻，尚未表现出对海南海洋生物生命活动的显著影响，但全社会每一个人都需要高度重视海洋酸化这一趋势。”周海龙表示。

 

　　“海洋中虽然有很多藻类和海草床，起到固碳作用，缓解海洋酸化等问题，但关键是不能打破海水pH值的平衡点，如果被打破，就会导致海洋生态系统朝着一个不可逆的方向发展，形成恶性循环；如果平衡点没有被打破，可以通过海洋生态系统的自我修复机制逐渐恢复，并逐渐减少酸化对海洋生态系统的影响。”周海龙强调，海洋依然有自我修复能力，但海洋酸化有一个度，这个度究竟在哪儿，需要海洋科学家们开展多学科交叉，持续深入系统研究，“我们国家提倡节能减排，减少碳排放，实施碳中和；很多人都不太理解，总觉得节能减排离自己很遥远，把这个当作一个口号，并不知道碳排放最终的导向是什么？其实碳排放超标，除了导致全球气候变暖，还会导致海洋酸化。”

 

　　海洋酸化

 

　　不是指海水已经变为酸性

 

　　海洋，是地表最大的碳储库，可以说是消耗二氧化碳的地球中枢系统，海洋中的藻类与水草，它们在光合作用下固碳，将无机碳转化为有机碳，并最终以颗粒的形式，将碳输送至海洋深处。海洋生物是地球碳循环的生物泵。

 

　　当海水吸收空气中过量的二氧化碳后，会形成碳酸，进一步产生一系列化学反应；如果二氧化碳排放过多，便会导致海洋pH降低，这就是通常所说的海洋酸化。周海龙教授谈到海洋酸化问题时解释，“海洋酸化并不是说海水已经变为酸性（pH < 7.0），而是指与正常海水偏碱性（pH约8.1）相比，海水pH值正在逐渐降低这一趋势。当pH值降低到一定程度后，会导致生态系统失衡。”

 

　　海洋生物依赖海水而生，海水酸化，对钙化生物的影响最大，包括钙化藻、造礁石珊瑚、贝类、棘皮动物和甲壳动物等。

 

　　“海洋酸化是一个全球性问题，首先会影响生物钙化过程，破坏钙化生物骨骼的形成，同时也会危及海洋生物的生理、生化、代谢、生殖发育等重要生命活动。如果海洋酸化持续加重，不加以遏制，严重的酸化甚至会直接导致海洋生物的死亡。”周海龙说，从整个海洋生态系统来看，海洋酸化还会打破海洋生态系统的平衡，进一步会影响人类的食物来源。

 

　　海洋pH值平衡点是不能被打破的。如果破坏程度较轻，海洋可以自我修复；如果破坏程度严重，将会导致局部或大面积海洋生态系统的崩溃，恢复生态系统的平衡将变得非常困难。

 

　　“节能减排，碳中和，刻不容缓。这不是口号，需要立即行动起来；人们应该清醒地意识到，针对海洋酸化、低氧、变暖，我们必须团结一致，采取行动。”周海龙在呼吁的同时介绍，“为了积极应对这一系列全球性海洋环境问题，海南大学借助多学科优势，整合全校优势力量，于2021年2月6日，成立了‘海南大学全健康研究院’，将为这一系列问题的研究提供智力支持和技术保障，助力国家生态文明试验区的建设。”

 

　　周海龙：海南大学生命科学学院，南海海洋资源利用国家重点实验室，教授，博导。目前主要从事海洋环境生物学研究，先后主持国家自然科学基金、博士后面上基金（一等）、教育部新教师基金等多项。以第一作者或通讯作者发表SCI论文30余篇。曾获宝钢优秀教师奖，海南省“领军人才”称号，还担任《热带生物学报》编委。