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郑明清
2010年7月4日,我从北京出发,转道挪威首都奥斯陆,登上停靠在小城Longyearbyen的考察船“希望号”．然后路向北航行.北极,这片远离人间烟火的纯净之地,这片美丽而脆弱的极北之地,正在沦为人类燃烧煤炭石油的荒冢野墓.
什么是“海洋酸化”?
海洋酸化是一个新的研究领域．主要指海水吸收大气中的二氧化碳后,发生反应形成碳酸从而导致海水酸度增加.该领域的大部分研究成果只是在近十年才发表出来的,还有很多问题需要解决,但有一点已经在科学界达成了共识：海洋的酸度正在发生着快速的,史无前例的变化.
海洋酸化的加重,不仅将改变全球海洋的化学成分,而且将使得海洋生态系统面临崩溃的威胁.它是继气候变化之后,世界科学家们发现的人类过度排放二氧化碳的又一个灾难性恶果.
研究表明,海洋吸收了大约四分之一的由人类燃烧煤炭石油等化石燃料以及砍伐森林而产生的二氧化碳.每年,大约80乙吨因人类燃烧化石能源而产生的二氧化碳被海洋所吸收,其体积大约相当于10亿个奥林匹克标准游泳池大小,约等于1 5万个杭州西湖的容积.科学家估计,从工业革命至今的约250年间,表层海洋的pH值由8.2下降到8.1,而pH是一个对数值．0.1的下降意味着酸度实际上增加了26%.微小的pH值变化会给生物体带来巨大的后果.比如,通常人类血液和组织的pH值大约为7.4,如果pH值改变0.2或更多,不论升降,都会有生命危险.
让科学家们担忧的是海洋酸化的速度和程度.很多海洋生物在化学成分稳定的环境中经过数百万年的进化,它们依赖于这样的稳定环境.自工业革命以来海洋的变化比过去两千万年里发生的变化要快1 00倍.
如果继续按照目前这种化石燃料消耗量和大气二氧化碳浓度升高的趋势发展,预计到2060年,海水酸度会上升120%对复杂脆弱且内部相互联系彼此依存的海洋生态系统而言,这就是一个重大问题.
大部分海洋生物在其“钙化作用”形成贝壳和骨骼的过程中需要利用碳酸钙,在这个过程中它们把碳酸氢根转化成碳酸根从而形成碳酸钙.海水pH值减小会降低碳酸根离子的量,从而导致生物体构建这些结构变得越来越困难.不要小看这 变化,我们通过研究发现,从食物链最底端的浮游生物如钙化藻类、珊瑚虫类,到我们日常餐桌上出现贝类、甲壳类和棘皮动物如海参等,在酸化环境下形成碳酸钙外壳、骨架效率明显下降.在意大利的伊斯基亚岛(Island oflschia)进行的实验表明,当达到21 00年大气二氧化碳浓度的海洋酸化条件时,生物多样性会减少30%.
海洋酸化 英语:核技术应对海洋酸化
这些海洋生物构成了海洋食物链的基础和初级生产力,如果海洋酸化使食物链上的关键物种的丰度变化或灭绝的速率发生大的变化则很可能导致从小鱼小虾到鲨鱼,巨鲸的众多海洋动物都会发生大的变化.
从我们人类来说,我们依赖海洋生态系统提供全方位的服务,包括从渔业获得的食物、旅游和休闲娱乐业的收入、生物地球化学过程产生的氧和营养物质等.所有这些都会因海洋酸化发生改变,或者在很多情况下发生退化.想像一下,假如海胆消失或经济鱼类的幼苗量下降,那么,对日本的渔业将会产生多大的经济影响呢?
对于本次北冰洋考察,海洋酸化国际项目论文范文科学家Ulf Riebesell表示,“我们的研究将着重于对北极食物链的调查研究,希望从中收集到北极生物对于海洋酸化敏感性的最新科学证据.”
由于冷水要比热水能吸收更多的二氧化碳,所以北极地区受到海洋酸化的影响最为迅速也最为严重.而之前进行的所有海洋酸化实验都是在实验室内进行的．且研究的只是酸化对单个有机体的影响.故此．科学家们选择在北冰洋这样的自然条件下来调查海洋酸化对该海域生态系统的影响.
“希望号”奔赴北冰洋
2010年5月底,绿色和平“希望号”(Esperanza)科学考察船起锚离港,向北极地区航行,正式启动为期两个多月的“北冰洋危机”科学考察活动.绿色和平与包括德国海洋科学研究所(IFM-GEOMAR)、中国厦门大学在内的来自全球九个国家1 1个大学研究所的35位科学家,共同参与到这项有史以来最为全面的海洋酸化实验.
我的同事．绿色和平驻英国埃克赛特大学研究实验室D论文范文id Santillo博士曾非常生动地对我们预示“海洋酸化”的威胁： “海洋酸化’犹如一颗水下论文范文,它是为什么全球必须立刻大幅削减二氧化碳排放的另外一个重要原因.倘若各国政府放任全球二氧化碳排放持续增长,海洋生物将会遭受海洋酸化威胁的灭顶之灾.”
我们的考察船“希望号”在北极的任务之 ,就是协助参与国际海洋酸化项目的研究人员把把九个巨大的生态实验仪器(Mesoco论文范文)及其他30吨科研设备从德国的基尔港口运往挪威北部Svalbard群岛西海岸的Kong&,acute,s fjord（北纬79度左右）地区,这里距离北极点仅有650海里.随后这些“大试管”被投入附近海域以开展海洋酸化实验.
这九个“大试管”(Mesoco论文范文s)每个重两吨,有双层巴士高,能够装入50立方米的海水.科学家们根据二氧化碳在大气中的浓度范围,从390ppm（现在）到1250ppm（下个世纪中期）,设置了九个实验梯度将其注入到试管中,从而代表不同水平的海洋酸化值以模拟其对海洋生物的影响.
每天,随船的科学家们都会从各个试管中采集样本,来观测海水化学成分和海洋生物的变化,最后,通过对这些水样进行比较,来预测不同大气二氧化碳浓度条件下海水的酸化程度,从而分析北冰洋不同海洋生物对各种海洋酸化程度的响应.
在北极海域食物链最底端大量的浮游生物当中有种非常漂亮的叫做海蝴蝶(pteropods)的属于翼足目的小动物．因为有像蝴蝶翅膀一样的双足可以在海水中游来游去而得名.生态系统里所有的生命都最终要依赖于像它这样微小的浮游生物,我们所知名的较大的浮游动物均是以这些微小的、不够知名的浮游生物为食的.
在之前的实验中我们就发现了,像海蝴蝶这类的浮游生物其钙化过程尤其容易受到海水酸度变化的影响,它们的贝壳可以用来保护自身不被掠食以及在海水中的垂直移动.在酸化的海水中贝壳生长缓慢,随着海水酸度增加贝壳开始剥皮甚至逐步分解.
科学家们已经确认了海洋酸化会产生严重后果,但是,什么尺度的二氧化碳浓度海洋酸化对整个生态系统的影响恶劣到什么程度,这个我们不知道.这也是我们进行本次实验的原因.
“最终,实验非常成功”．Ulf Riebesell教授表示,”我们不仅取得了丰富的海洋酸化对北极海域影响的科研数据,并从实验中证实了酸化会对该区域的食物链乃至整个生态系统产生一定影响的事实.”
中国的二氧化碳排放
既然海洋酸化起因于二氧化碳,而煤炭燃烧又是全球最大的温室气体排放源,那么,作为全球最大的温室气体排放国,中国自然而然在北冰洋地区海洋酸化的过程中难辞其咎.
中国是全世界煤炭开采量和消费量最大的国家,煤炭占中国能源消费的七成之多,其中耗煤量最大的是电力行业.中国是世界第二大电力生产国和消费国．2008年发电总量达到34334亿千瓦时,仅次于美国.中国电力行业对煤炭的过度依赖,阻碍了中国更加积极地应对气候变化.
中国经济的快速发展也推动了火电的迅速增长.截至2008年底,我国发电设备装机容量达到7.92亿千瓦,其中火电装机占75%.但与此同时,大规模的火电发展也给中国造成了巨大的环境损失．特别是燃煤发电产生的大量二氧化碳排放.
绿色和平于2009年发布的《中国发电集团气候影响排名》报告中,对装机容量和发电量均占中国总量一半以上的十大发电集团的气候影响进行了排名,分析结果显示：十大发电集团2008年的总耗煤量超过5.9亿吨,占全国煤炭总产量的五分之一.巨大的耗煤量导致了巨大的二氧化碳排放量.2008年,仅排名前三的发电集团（华能、大唐和国电）的二氧化碳排放量总和,就比同年英国全国的排放量还要多.
严重依赖煤炭的中国,近年来正在遭受干旱,热浪、洪涝灾害等极端天气的频繁侵袭,中国已经成为气候变化的最大受害者之一.中国为大规模的煤炭使用付出高昂的环境、社会和健康成本.报告估算．仅2008年,十大发电集团所消耗的煤炭造成的环境损失就高达870亿元人民币.
绿色和平中国再次进入北极本次海洋酸化考察将分为两个阶段,第一阶段从5月27日至6月4日．第二阶段从7月6日至7月1 2日,我非常荣幸地能够参与到第二阶段的考察,这也是继去年绿色和平中国派员前往北极地区考察冰川融化之后再次出征,见证环境危机下的北极地区.
作为气候与能源项目主任,除了主要参与到气候变化与能源领域的工作．我的重点工作之一就是可再生能源项目在中国的推广.与陆地环境相比,我们对海洋及其海洋生态系统的了解是非常少的.地球正处在环境威胁的阴霾下,我希望我们的北极考察,能够让更多的公众进一步了解到地球面临的多种环境危机,从而由自身做起,节能减排.请加入我们,共同来拯救我们的地球家园.
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海洋酸化 英语引用文献:
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[2] 酸化论文范文 关于酸化方面论文范例2万字
[3] 酸化论文范文 关于酸化在职研究生论文范文10000字
