海洋酸化、海洋層化

海洋酸化：即海水由于吸收了空氣中過量的二氧化碳，導(dǎo)致酸堿度降低的現(xiàn)象。酸堿度一般用pH值來表示，范圍為0-14，pH值為0時代表酸性最強(qiáng)，pH值為14代表堿性最強(qiáng)。蒸餾水的pH值為7，代表中性。海水應(yīng)為弱堿性，海洋表層水的pH值約為8.2。當(dāng)空氣中過量的二氧化碳進(jìn)入海洋中時，海洋就會酸化?？茖W(xué)家研究表明，由于人類活動影響，到2012年，過量的二氧化碳排放已將海水表層pH值降低了0.1，這表示海水的酸度已經(jīng)提高了30%。預(yù)計到2100年海水表層酸度將下降到7.8，到那時海水酸度將比1800年高150%。

海洋層化：是指按照海水的物理、化學(xué)和生物等特性，尤指溫度、鹽度和密度等熱力學(xué)狀態(tài)參數(shù)隨深度分布的層次結(jié)構(gòu)的海洋。

海洋酸化層化的危害

工業(yè)革命以來，人類活動釋放的CO?有超過1/3被海洋吸收，使表層海水的氫離子濃度近200年間增加了三成，pH值下降了0.1。作為海洋中進(jìn)行光合作用的主力，浮游植物的門類眾多、生理結(jié)構(gòu)多樣，對海水中不同形式碳的利用能力也不同，海洋酸化會改變物種間競爭的條件。

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對海洋光合生物和動物的危害

（海洋蝸牛）

許多海洋光合生物和動物，如軟體動物、棘皮動物、珊瑚、有孔蟲和鈣質(zhì)藻類，使殼和板遠(yuǎn)離碳酸鈣，海水的弱堿性有利于海洋生物利用碳酸鈣形成介殼。海水中含有足夠濃度的碳酸鈣是可能的，但CO?濃度的增加會使酸度增加而阻礙鈣化過程。鈣化生物在本世紀(jì)將受到許多負(fù)面的影響，據(jù)估計，到2100年由于碳酸鈣濃度的下降，鈣化率將下降多達(dá)50%。首先會影響文石，因為文石的晶體結(jié)構(gòu)更容易溶解。最危險的是珊瑚生物，需要文石被存放來建造珊瑚礁石，并且如果到2100年海洋的 pH 值下降0.4個單位，那么到2050年碳酸鈣水平可能低于那些需要維持珊瑚礁的堆積了。

（小丑魚）

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對熱帶和亞熱帶的珊瑚礁的危害

最近的一項調(diào)查表明，從1990年通過大堡礁的鈣化已下降了14.2 % ，減少鈣化導(dǎo)致弱珊瑚骨架降低延伸率和通過波浪作用增加侵蝕的易感性。更值得人們關(guān)注的是減少鈣化對健康的珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的綜合影響。全球性的科學(xué)機(jī)構(gòu)國際問題科學(xué)小組在其2009年6月關(guān)于海洋酸化的聲明中指出“基本海洋生態(tài)過程將影響許多海洋生物，這些海洋生物直接或間接地依賴于碳酸鈣飽和水和適應(yīng)目前海水酸堿度的生理和代謝過程水平，如鈣化、生長和繁殖。造成珊瑚白化等問題。

（珊瑚白化）

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對海洋物種的生理危害

海洋的酸度變化也可能影響海洋物種的生理。海洋酸化將增加靈敏度和減少水的溫度閾值。高碳酸血癥發(fā)生在CO?過度積累的海洋動物的組織和體液中，并且酸中毒可導(dǎo)致體液的酸度增加。人們對這些毒性作用的了解比減少鈣化率要少，然而有實驗證據(jù)表明，在水中呼吸的動物酸中毒將減少能源使用和降低呼吸道細(xì)胞活動。另外，有證據(jù)表明，較低的蛋白質(zhì)合成率也會對大型動物的生長和再生長產(chǎn)生負(fù)面影響。

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對上層海水增溫加快

海洋層化導(dǎo)致海水上下對流減弱，上層海水增溫更快，并且底層上涌的營養(yǎng)物質(zhì)減少，破壞海洋上層生態(tài)系統(tǒng)，隨著全球氣候變暖熱量差異加大表層海水和深層海水密度梯度差異，并導(dǎo)致上層海水層化日益嚴(yán)重，表面海水的密度變得越來越小。海洋的層化減小了上層海洋的混合與運輸能力，作為大氣與中層和深層海洋交換媒介的上層海洋，變得更加的獨立，限制了海洋對二氧化碳及其他溫室氣體的吸收能力也限制了深層生物對于太陽輻射的吸收，導(dǎo)致海洋層化越來越嚴(yán)重，大氣和深層生物的聯(lián)系減弱，上層生物和下層生物的交流減弱，減少了上下海水的交換生態(tài)系統(tǒng)變得不穩(wěn)定最終破壞著上下兩層的生態(tài)系統(tǒng)，加劇了全球氣候變暖。

面對海洋酸化的國際措施

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氣候制度

最初有關(guān)海洋酸化的相關(guān)制度是氣候制度，有關(guān)氣候制度的國際法律框架包括《聯(lián)合國氣候變化框架公約》( UNFCCC)和《京都議定書》(Kyoto Protocol)以及相關(guān)的區(qū)域、國家和地方各級的法律規(guī)則。這些法律規(guī)則主要是國際社會努力減少引起海洋酸化的物質(zhì)CO? 等溫室氣體排放的。無論是UNFCCC還是Kyoto Protocol，談判時的任何文本中都未提及海洋酸化這一現(xiàn)象，但因為它們是最基本的氣候變化國際法，所以這些文本的一系列規(guī)定都很有意義，值得我們關(guān)注。

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海洋污染制度

對海洋進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的國際法律框架是《聯(lián)合國海洋法公約》，特別是其第十二部分的規(guī)定。該公約規(guī)定各國負(fù)有保護(hù)和保全海洋環(huán)境的一般義務(wù)，需要各方采取防止、減少和控制任何來源的海洋環(huán)境污染的必要措施，通過法律和條例防止、減少和控制來自大氣的海洋環(huán)境污染。公約還規(guī)定了更詳細(xì)的制度，包括規(guī)范海上與陸地源以及海洋污染大氣源的污染和傾倒，這些規(guī)定在某種程度上都是用于規(guī)范海洋酸化的。但這些規(guī)定很多都是重疊的，顯然缺乏協(xié)調(diào)。海洋污染制度的復(fù)雜性進(jìn)一步阻礙了海洋酸化問題的解決。

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