海水中二氧化碳浓度变化对海洋生物的影响 - 海洋酸性化机制

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在最近的气候变化流行中，二氧化碳对许多生态系统（包括海洋系统）都具有负面影响。大气中有害酸浓度的变化使海洋变得更加酸性，而二氧化碳含量的增加对地球的生物多样性也有不利影响。因此，许多物种正在发现其栖息地发生了变化，从而导致物种资源减少。例如，具有精致碳酸盐壳或骨架的生物会因海洋酸平衡的轻微变化而减弱，从而导致物种减少。目前在海洋中发生的过程是酸化，这是一种物质的pH值低于正常值的情况。最近，已经认识到，使地球变暖的更高的大气二氧化碳是以改变海洋化学性质为代价的。这就提出了一个问题，海水中二氧化碳浓度的变化如何影响海洋生物？

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海洋酸化是由于大气中二氧化碳的吸收导致地球海洋pH的持续降低。当二氧化碳溶解在海洋中时，就会形成碳酸。诸如二氧化碳之类的酸会增加氢离子的浓度。当氢离子浓度较高时，pH下降。随着时间的流逝，地表水中pH值的迅速下降逐渐混入深水中，从而影响了海水的化学成分。海水的范围从碱性到碱性，海洋酸化涉及向酸性条件的转变。由于海洋化学的快速变化，海洋生物没有时间适应pH值海水的变化。这会对海洋生物产生有害影响，影响化学通讯，繁殖和生长。

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当空气中的二氧化碳气体溶解到海水中时，它会变得更酸性。海洋生物的骨骼构造对酸度特别敏感。这种较高的酸度对海洋生物造成了可怕的影响，例如，软体动物发现很难建造贝壳，微小的动物和珊瑚礁死亡。

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如前所述，海洋是弱碱性的，pH值为8.06。碳酸钙是与氢离子结合的海洋贝壳的关键成分。二氧化碳与海水反应形成碳酸时会形成碳酸钙，导致碳酸氢根离子增加，海水的pH值降低。这导致较高的酸度，从而抑制了海洋生物的生长，因此影响了生物的繁殖。

研究表明，如果以当前的速度继续使用二氧化碳，到本世纪末，海洋的pH值已从8.2降至8.1，并且有望进一步下降0.4 pH单位。这是一个重大变化，例如pH 4的酸性是pH 5的十倍，酸性是pH 6的100倍。

大气中二氧化碳的含量增加，导致海洋的pH值降低。从1990年到2008年，pH值已从大约8.13下降到8.08。这是由于温室气体的增加，导致更多的二氧化碳被吸收到海洋中。

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随着二氧化碳水平随着时间增加，海洋的pH值有明显的下降趋势。

由于海洋酸度，海洋生物的丰度降低了。这是他们成长，发展和生存技能变化的结果。因此，海洋生物必须学会生存和适应，因为周围的水具有越来越高的氢离子浓度。海洋贝壳是受其栖息地pH降低影响的许多生物之一。

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这是海洋酸化的有害影响之一。类似于软体动物，珊瑚必须能够获取海水中的钙以建立其坚硬的骨骼。珊瑚由碳酸钙组成，并由于海洋酸化而经历相同的化学分解过程。这导致珊瑚经历了适应性变化，例如变得更加脆弱并且对降低的pH值具有适应性，以便在不断变化的海洋生态系统中生存。

海水中pH值的下降影响了许多生物，但是并非所有人都有数据来证明它们是否与所发现的信息相符。这是因为海洋辽阔，并非所有生物都已被正式记录或发现。该研究没有考虑到未发现的海洋生物的局限性以及海洋酸化对其的影响。

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不同的海洋物种具有不同的体内稳态水平（Biology for Kids，2018）。在该报告中也没有讨论降低pH值的效果在生物之间如何变化。

海洋酸化的问题在于变化的持久性，因为风险来自终生暴露于较低pH值的环境。酸化的快速步伐将影响钙化生物体适应的程度。

酸二氧化碳对海洋生物的生存有害，并具有改变海洋生态系统中海水正常碱性条件的能力。这是由于海洋中溶解的二氧化碳增加了氢离子，从而降低了pH值并引起了海洋酸化。

通过人工方法（例如添加化学药品）减少海洋酸化的能力尚未得到证实。这些技术充其量只能在非常局部的规模上有效，并且还可能对海洋环境造成破坏。应该采取协调一致的措施来监测温室气体对海洋的影响。还必须建立包括pH值在生物体和生态系统范围内影响的模型。减少排放到大气中的二氧化碳是一种最大程度地减少海洋大规模和长期变化的风险的有效方法。

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