本世纪末南极水域酸度可能翻倍，威胁生物多样性，保护海洋刻不容缓

根据科罗拉多大学博尔德分校的最新研究，到本世纪末，南极洲沿海水域的酸度可能会增加一倍，威胁到鲸鱼、企鹅和栖息在南大洋的数百种其他物种。科学家预测，到 2100 年，海洋上层200 米——许多海洋生物栖息的地方——酸度将比 20 世纪 90 年代的水平增加 100% 以上。

海洋吸收了全球近 30% 的二氧化碳，在缓解气候变化方面发挥着重要作用。但随着越来越多的二氧化碳溶解在海洋中，海水的酸度也越来越高。

尼森、洛文杜斯基和团队利用计算机模型模拟了南大洋海水在 21 世纪的变化。他们发现，到 2100 年，南大洋海水的酸度将进一步增加，如果世界不减少排放，情况将十分严峻。这不仅仅是海洋的表层。南大洋沿海的整个水柱，甚至海底，都可能经历严重的酸化。当水变得过酸时，浮游植物（一种构成海洋食物网基础的藻类）的生长速度会减慢甚至会灭绝。酸性水还会削弱海螺和海胆等生物的外壳。这些变化可能会破坏食物网，最终影响鲸鱼和企鹅等顶级捕食者。

参考文献：Cara Nissen, Nicole S. Lovenduski, Cassandra M. Brooks, Mario Hoppema, Ralph Timmermann, Judith Hauck. Severe 21st-century ocean acidification in Antarctic Marine Protected Areas. Nature Communications, 2024; 15 (1) DOI: 10.1038/s41467-023-44438-x

一、为什么南极的海洋酸化问题尤为严重？

海洋酸化，简单来说，就是海洋吸收了大气中过多的二氧化碳，导致海水酸度升高的一种现象。就像我们往水里加醋，水就会变酸一样。海洋酸化主要由于人类大量燃烧煤炭、石油等化石燃料，产生了大量的二氧化碳。大气中的二氧化碳不断溶解到海洋中，与海水反应生成碳酸，从而降低海水的pH值，使其酸化。

海洋酸化会影响海洋生物的生长、繁殖和生存。例如，海洋酸化会破坏珊瑚礁，影响贝类等生物的钙化过程。海洋酸化会改变整个海洋生态系统的结构和功能。海洋酸化与全球气候变化相互作用，加剧了气候变化的负面影响。

南极的海洋酸化问题之所以特别严重，主要由于冷水更易吸收二氧化碳、极地放大效应、脆弱的生态系统等原因。

• 冷水更易吸收二氧化碳： 冷水比暖水更容易吸收二氧化碳。南极海域水温较低，因此更容易吸收大气中的二氧化碳。
• 极地放大效应： 极地地区的气温变化比全球平均水平要高得多。随着全球变暖，南极海域的温度上升速度也更快，加剧了海洋酸化的进程。
• 脆弱的生态系统： 南极的海洋生态系统相对脆弱，对环境变化的敏感性更高。海洋酸化对南极的生态系统构成了更大的威胁。

南极海洋酸化是一个全球性问题，对南极的生态系统和全球气候都产生了深远的影响。

二、海洋酸化的影响

海洋酸化对海洋生物、南极生态系统以及人类社会都产生了深远的影响。

1、对海洋生物的影响

• 钙化生物受阻： 海洋酸化降低了海水中碳酸根离子的浓度，使得许多海洋生物，如珊瑚、贝类、甲壳类等，难以形成和维持其钙质外壳和骨骼。这直接影响了它们的生长、繁殖和生存。
• 生理机能紊乱： 海洋酸化改变了海水的酸碱度，影响了海洋生物的生理机能，如呼吸、渗透压调节等。
• 食物链中断： 海洋酸化对不同物种的影响程度不同，这可能导致海洋食物链的结构发生改变，进而影响整个海洋生态系统的稳定性。
• 行为改变： 海洋酸化可能改变海洋生物的行为，如觅食、繁殖、迁徙等，进而影响种群的分布和数量。

2、对南极生态系统的影响

• 磷虾数量减少： 磷虾是南极食物链的基础，海洋酸化会影响磷虾的生长和繁殖，导致其数量减少。
• 企鹅等捕食者受威胁： 企鹅、海豹等以磷虾为主要食物的动物，由于食物来源减少，其种群数量也会受到影响。
• 珊瑚礁退化： 虽然南极没有热带珊瑚礁，但南极也有一些冷水珊瑚，它们同样受到海洋酸化的威胁。
• 生态系统崩溃风险： 如果海洋酸化继续加剧，南极的整个生态系统都可能面临崩溃的风险。

3、对人类社会的影响

• 渔业资源减少： 海洋酸化对鱼类、贝类等经济鱼类的生长和繁殖产生不利影响，导致渔业资源减少，威胁沿海居民的生计。
• 旅游业受损： 南极的美丽风光吸引了大量的游客，但海洋酸化导致的生态环境恶化会对旅游业造成负面影响。
• 气候变化加剧： 海洋酸化与气候变化相互作用，加剧了气候变化的负面影响。
• 经济损失： 海洋酸化带来的生态系统破坏和渔业资源减少将导致巨大的经济损失。

三、这项研究的意义

Cara Nissen等人在《Nature Communications》上发表的这篇关于南极海洋保护区酸化问题的研究具有深远的意义。 它不仅为我们更深入地了解全球气候变化对极地生态系统的影响提供了新的证据，而且也为保护南极海洋生物多样性、维护全球生态平衡提出了更严峻的挑战。

• 量化了南极海洋酸化的严重性： 研究通过数据分析，量化了南极海洋酸化在21世纪的加剧程度，为我们提供了一个更清晰的、以数据为支撑的科学证据。
• 强调了南极海洋保护区的脆弱性： 研究表明，即使是在受到保护的海洋区域，海洋酸化问题仍然十分严重，这说明保护区并不能完全抵御全球气候变化带来的影响。
• 凸显了南极生态系统的危机： 南极是地球上最脆弱的生态系统之一，海洋酸化对南极生态系统构成了巨大的威胁，可能引发一系列连锁反应，影响整个南极的食物链。
• 为政策制定提供科学依据： 这项研究为各国政府制定海洋保护政策提供了重要的科学依据，强调了加强国际合作、共同应对海洋酸化问题的紧迫性。
• 提高公众对海洋酸化问题的认识： 通过媒体报道和科学传播，这项研究能够提高公众对海洋酸化问题的认识，唤起人们对海洋环境保护的重视。

总结来说， 这项研究不仅加深了我们对南极海洋酸化问题的理解，也为保护南极生态系统、应对全球气候变化提出了新的挑战。它提醒我们，人类活动对地球环境的影响是全球性的，需要全球共同努力才能应对。

四、思考

这篇论文揭示了南极海洋保护区面临的严峻酸化问题，为后续研究提供了丰富的思考空间。那么，

不同物种对酸化的耐受性差异的分子机制是什么？酸化如何影响南极生物的生长、发育、繁殖和行为？酸化与温度升高、海冰减少等因素的共同作用如何影响南极生态系统？微塑料污染等其他人类活动对酸化影响的叠加效应如何？

酸化如何改变南极食物网的结构和功能？基层生产者（如浮游植物）的变化如何影响高营养级消费者？南极生态系统对酸化的恢复力如何？不同区域的生态系统恢复力是否存在差异？

这些有趣的问题旨在激发你的思考，助你更深入地理解，希望能为你带来新的启示和帮助~~~

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