浅述CO2过量排放对海洋生态系统危害

[摘 要]第一次工业革命，使人类进入了蒸汽时代；第二次工业革命使人类进入了电气时代。两次工业革命都具有划时代的意义，它是人类对自然规律的挑战。虽然科技的进步为人类带来了日新月异的科研成果以及日益提高的物质生活水平，但同时也带来全球生态系统健康运行的梦魇——温室效应。众所周知，温室效应会导致全球温度升高。此外，CO2的过量排放对海洋生态以及海洋生物的危害，也开始被世界各国所重点关注。CO2的过量排放引起的海洋酸化，也成为世界各国以及生态学研究人员重点关注的对象。本文综合了近年来CO2的过量排放对海洋生态影响的研究进展，从CO2的过量排放对海洋生态的影响以及对海洋生物的影响与危害等两个方面来探讨CO2的过量排放对海洋生态及海洋生物危害的研究进展。

[关键词]温室效应；海洋酸化；生态效应；海洋生物；CO2

中图分类号：V448.25+1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）15-0399-01

引言：海洋占地球总表面积的71%，海洋本身对污染物有着巨大的搬运、稀释、扩撒、氧化、还原和降解等净化能力。大气中CO2的主要来源于生物的呼吸作用、火山爆发、石油煤炭泥炭等化石燃料的燃烧，可以通过绿色植物的光合作用以及海洋的吸收得到大气中CO2的平衡。CO2排放过量会导致温室效应，即导致全球气候变暖。据统计，第一次工业革命以来， 海洋吸收了人类生活以及工业生产排放总量的三分之一。目前， 海洋每年吸收CO2的量约为人类排放量的四分之一（即约每小时吸收100 万吨以上的CO2）， 对缓解全球变暖起着重要的作用。然而，海水吸收过量的CO2，会使海洋的pH下降，即海洋酸化（ocean acidification，OA）。海洋酸化对海洋生态的稳定以及海洋生物的多样性有着巨大的威胁，而这一影响是不可估量的。历史中人为造成的局部海洋酸化，都会使此处海洋生物面临灭顶之灾。海洋酸化已经成为全人类亟待解决的环境问题。

一、 CO2的过量排放对海洋生态影响的探讨

二氧化碳排放过量，首当其冲的就是温室效应，学者们对近年来温度上升的幅度一直争论不休，但一致确认的是近年来全球温度确实提高了，并且仍会升高。温室效应会使两级以及山地的冰川水溶化，溶化的冰水流入海洋，势必会造成海平面上升。另外，升高的温度也使近岸海水水体膨胀，进一步加速温室效应导致的海平面上升。海平面上升对全人类来说是一场前所未有的灾难。上升的海水会使岛屿、沿海蓄水层以及平原低地面临被淹没的威胁。另外，海平面上升势必会改变潮汐规律，低潮滩成潮汐滩、中滩变外滩，高潮线的内滩面积缩小。此外，海平面上升，还会改变环境因子，如盐度等，这对海洋生物的生长都是极为不利的。

为缓解温室效应，海洋可谓做出了不朽的贡献，空气中的二氧化碳除了被绿色植物吸收进行光合作用外，绝大多数都被海洋所吸收，随即而来的就是海洋酸化问题。第一次工业革命以后，上层海水的H+上升了30%，上层海水的平均pH下降了0.1。照此以往，一百年后，海洋平均pH将会下降0.3～0.5个单位，正常海洋pH为8.2，下降为7.6。海洋固有一套化学平衡，若pH改变势必会造成这些化学平衡的改变，虽然人们对此现象仍然知之甚少，但是海洋酸化对人类生存以及人类社会发展的威胁已经不言而喻。

海洋中CO2、、一直处于动态平衡中，其中占90%，占10%，CO2占不足1%。海洋酸化后，海洋中多出来的H+会打破这种平衡，多余的H+会和结合，生成和CO2，致使CO2增多、减少、增多，这些改变势必会对海洋生物的生长以及海洋生物的多样性造成影响。

二、 浅析海洋酸化对海洋生物的影响

钙化作用是指海洋生物利用海洋中的CaCO3形成自身的骨骼或者保护壳，这种石灰质的外壳一般是由方解石或者文石组成。前文已述，海洋中的CO2、一直处于动态平衡中，海洋中的CaCO3之所以不会溶解是因为海洋中的处于饱和状态。然而海水酸化以后，多余的H+会和结合生成和CO2，致使CO2增多、減少、增多，平衡被打破，钙化生物就会出现不同程度的溶解。

海胆是海洋浅海生物的代表，同样也是钙化生物的典型代表之一。它作为发育生物学的模式生物已经有了一个世纪的历史，因为海胆以及海胆有幼体具有骨针、齿、棘、壳等钙化结构，因此也用来做钙化作用的实验研究。从海洋整体来说，近岸的海水pH更容易受到海洋酸化的影响，近岸海洋生物受到海洋酸化的影响较深海海洋生物更加明显。同时，近岸海域也是渔业经济发展、海产品养殖的关键地点。海洋酸化对海洋生态系统的危害势必会严重影响到渔业经济以及海洋旅游业的发展。有实验研究显示，海水酸化对海胆的授精作用影响不大，但却对其幼体的生长发育有着严重影响，根据海胆所属种属的不同，受影响程度也有所不同。海洋酸化会使海胆的浮游幼体出现身体不对称的畸形状，也会出现浮游幼体骨针钙化不完整，海胆浮游幼体的体长也较正常pH下发育的幼体体长要短。

三、 结语

随着实验研究的不断深入，越来越多的实验数据证明，CO2的过量排放就是众多海洋生态问题的罪魁祸首。但是，这方面的研究还是远远不够的，因为目前大多数实验研究只是简单模拟海洋情况，而真正的海洋要复杂的多。所以，建立一个模型，对于发现事物本质有着重要的作用。同时还需要物资和人力资源的大量投入，建立现场实验，做长期实验。另外，对海洋生物对海洋酸化的响应机制的研究也是十分重要的，只有这样才能全面准确的推断出各种物种在其真实生存环境下对海洋酸化的响应。各国政府也应对此事高度重视，在节能减排的前提下发展经济，正视CO2过量排放对海洋生态和海洋生物的影响。尽早制定相关惩罚制度和节能减排的措施，积极促进人类社会与海洋生态系统的和谐相处。

参考文献

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作者简介：

刘敏博（1991-），男，辽宁省抚顺市，大连海洋大学，学历（2014级硕士）研究方向：生物化学与分子生物学.