海洋酸化現狀及應對策略

1.什麼是海洋酸化

海洋酸化是指海水由於吸收了空氣中過量的二氧化碳，導致酸鹼度降低的現象，pH是海水酸化的一個度量。海水應為弱鹼性，海洋表層水的pH值約為8.2，海水酸性的增加，將改變海水化學的種種平衡，使依賴於化學環境穩定性的多種海洋生物乃至生態系統面臨巨大威脅。

「海洋酸化」這個術語於2003年在科學雜誌《Nature》第一次被提及；2009年，超過150位全球頂尖海洋研究人員齊聚於摩納哥，檢視海洋酸化的最新信息，並簽署了《摩納哥宣言》，對海洋酸化嚴重傷害全球海洋生態系統之事表示關切；2012年，美國、英國、西班牙、德國等多名研究人員組成的科學家團隊在《Science》上發表報告稱，受人類排放溫室氣體的影響，地球正經歷過去3億年來速度最快的海洋酸化進程，眾多海洋生物因此面臨生存威脅；2015年，英國科學家在《Science》的研究結果顯示，海洋酸化可能是造成2．5億年前地球上生物大滅絕的「元兇」，當時西伯利亞火山猛烈噴發，釋放出大量二氧化碳，導致海洋變酸，結果地球上90%的海洋生物與三分之二的陸地生物滅絕。

2.海洋酸化現狀

現有的大量科學證據表明，在過去200年的時間裡，海洋吸收了人類產生的CO2的20%~30%，約有50%殘留在大氣中，海洋吸收的大量CO2最大限度地緩解了全球變暖，但也使表層海水的pH平均值從工業革命開始時的8.2下降到目前的8.1。據政府間氣候變化專門委員會(IPCC)預測，到2100年，海水pH平均值將因此下降約0.3~0.4，至7.9或7.8。到那時，海水酸度將比工業革命開始時約大100％~150％。到2300年，全球海水pH平均值有可能會下降約0.5。

千年尺度大氣CO2濃度和海表pH值變化（摘自Barker et al.,2012）

美國夏威夷Mauna Loa站和Aloha站的長期監測結果顯示：截止2017年，大氣中CO2濃度以大約1.7ppm/a的速度升高，海表面CO2分壓也隨之不斷升高，而海表面海水的pH值持續降低。包括WHOTS浮標、KEO浮標、Papa浮標等全球所有監測站位均呈現相似的變化趨勢。科學家還發現，如今的海洋酸化是史無前例的（圖5），不管是冰期還是間冰期交替均未出現這樣的狀況。

Mauna Loa站和Aloha站長時間序列監測數據

3.海洋酸化的影響

關於海洋酸化對海洋生物的影響研究主要集中在海洋酸化對海洋生物生長，發育，繁殖，生理等方面的影響。研究對象主要有無脊椎動物、棘皮動物、軟體動物、節肢動物、浮游藻類、魚類等。鈣化過程是這些海洋生物貝殼和骨架的形成過程，是珊瑚和軟體動物外殼形成的必要條件，海洋酸化會大大降低其鈣化速率，嚴重影響其生長。海洋酸化引起的CaCO3飽和度下降直接影響海洋生物的生理功能，如光合作用、呼吸、代謝、鈣化速率、再生長及生物恢復速率等如進而影響整個海洋生態群落。海洋酸化對海洋生物直接或間接的影響亦是近年來國內外研究的熱點之一。

氣候變暖：通過減少生物源含硫化合物的產生的方式，海洋酸化具有潛在可能導致氣候變暖加劇。《自然—氣候變化》上的一項研究稱，海水pH值的降低導致了二甲基硫化物濃度的下降。海洋生物排放是大氣硫元素的最大天然來源——大氣中的硫元素能夠增強大氣對輻射的反射率，從而降低地球表面溫度。在評估了未來在不同氣候條件下海洋生物排放硫元素的變化情況後，研究表明到2100年，海洋生物對硫元素的排放將下降18%左右，而這將額外引起顯著的輻射強迫，地球溫度將上升0.23℃~0.48℃。

4.國內外政策應對及研究進展

全球海洋酸化觀測網（Global OceanAcidification Observing Network，GOA-ON）以NOAA、IAEA、GOOS、IOOS等多個機構為基礎，近年來開展了多項全球性海洋酸化相關工作，包括全球海洋酸化觀測網的建立、數據資料分析和管理、研究成果應用、呼籲應對政策等。

GOA-ON現有觀測站位分布

5.海洋酸化問題的國際治理

海洋酸化作為一個國際環境問題，不可能被孤立的解決。最初有關海洋酸化的相關制度是氣候制度，相應的國際法律框架包括《聯合國氣候變化框架公約》和《京都議定書》，主要包括對CO2等溫室氣體減少排放的呼籲，未提及海洋酸化現象。但是海洋是大氣的一部分，海洋生物是生物圈的一部分，海洋酸化與大氣中的CO2濃度是密不可分的過程，海洋酸化問題是大氣、水圈和生物圈之間相互作用的結果，所有這些都是氣候系統的一部分。因此，《聯合國氣候變化框架公約》和《京都議定書》都包含了國際社會努力防止海洋酸化的規定。海洋酸化實在IPCC第四次報告中被提及的。

在2008年10月的國際海洋酸化研討會上，與會科學家指出，海洋酸化的自然恢復至少需要數千年，遏制它的唯一有效途徑就是儘快減少CO2的全球排放量。歐美等國已開始研究遏制海洋酸化的對策，中國也已將海洋酸化列入重點支持方向。2009年8月13日，來自26國的逾150位科學家簽署《摩納哥宣言》(MonacoDeclaration)，呼籲決策者將CO2排放量穩定在安全範圍內，以避免危險的氣候變化及海洋酸化等問題。儘管如此，氣候制度不是全球大氣的「憲法」目前的氣候制度仍不能充分有效地解決海洋酸化問題。海洋是地球上最大的碳匯，CO2排放量的增加不僅引起全球變暖，還可引起海洋酸化。面對全球變暖和海洋酸化日趨嚴重的形勢，國際社會一致認為，健康的海洋在緩解全球氣候變化中發揮重要作用。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！