專欄 | 綠色情報員:海洋變酸了(下)生態系消蝕崩解

2022.07.28
Share on WhatsApp
Share on WhatsApp
專欄 | 綠色情報員:海洋變酸了(下)生態系消蝕崩解 海洋酸化和暖化正吞噬海洋生態,漁業資源也難逃衝擊。
法新社圖片

“殺人熱浪”是今年夏天最貼切的寫照,世界衛生組織7月23日公佈暖化罪狀:“這波熱浪光是在西班牙和葡萄牙已造成超過1700人死亡,過去數十年來,已有數十萬人因極端高溫而喪命。”

“氣候變遷會殺人!”西班牙總理桑切斯(Pedro Sánchez)提出嚴厲控訴,“我們已經看到有人死了,也殺害我們的生態系統和生物多樣性。”致命熱浪挾帶野火肆虐歐美,破錶高溫也不斷襲擊中國,超過9億人受到影響,熱浪相關死亡率逐年攀升,2019年有近27000人熱死。

暖化加速深海酸化

全球暖化也正扼殺海洋生態,海洋發燒又變酸,生態系如骨牌般消蝕崩解。臺灣和日本研究團隊聯手的海洋酸化研究發現,暖化可能加快深海酸化,海洋“被生病”的證據陸續浮出水面。

參與這項跨國研究的臺灣中山大學海洋科學系助理教授雷漢傑指出,以全球尺度來看,海洋的表水酸得最快,深度約在0至300米,因爲海水酸化的主因是大氣二氧化碳增加,表水層最先接觸到二氧化碳,隨着深度增加,人爲二氧化碳的濃度愈低,海水酸鹼值(pH值)的下降也趨緩,不過,研究團隊分析日本海幾十年的數據發現,2000多米深的海水酸化速度竟然比表水還要快,影響因子指向暖化。

熱浪持續席捲中國南方城市,民衆跳下海消暑,不過,海洋升溫和酸化危機卻往往沒被看見。(法新社)
熱浪持續席捲中國南方城市,民衆跳下海消暑,不過,海洋升溫和酸化危機卻往往沒被看見。(法新社)

雷漢傑說明,日本海的海檻很淺,暖化讓表層海水密度下降,無法下沉至深海,海水上下對流、置換的水變少了,但是從表層掉下來的有機質仍然不斷被微生物分解、釋出二氧化碳,停滯累積在深海,溶氧和pH值都逐年下降,從日本海案例和物理模型分析來看,由於暖化會讓大洋的垂直環流變慢,大洋深海的pH值可能比預期來得酸。

沉默的海洋似乎悄然浮現端倪,根據中國生態環境部海洋生態環境司的試點監測顯示,近年來,渤海、黃海部分海域的底層海水酸化現象已較爲明顯。雷漢傑表示,從目前發表的國際研究來看,西北太平洋的溶氧呈現下降趨勢,最明顯的是在600、700米深的中層水的位置,未來可以檢視pH值是否也跟着下降,進一步探討暖化和酸化的關聯性。

珊瑚礁墳場蔓延

在暖化和酸化夾殺下,珊瑚被推上“慢性自殺”的命運。“現在一到夏天,澳大利亞的大堡礁7、8成珊瑚都白化,甚至全部接近白化。”雷漢傑說,“珊瑚白化主要是受到暖化影響,海水酸化再讓珊瑚的生存雪上加霜,因爲海水酸化會降低珊瑚的鈣化速率,珊瑚的造礁能力跟着下降。”

放眼全球,從太平洋、大西洋到印度洋,珊瑚礁大規模白化事件接二連三上演,今年2月一篇發表在《PLOS Climate》期刊的研究指出,在暖化升溫達到1.5°C的情況下,全球99%的珊瑚礁會經歷過於頻繁的熱浪,讓它們難以復原。海洋科學家忍不住捏把冷汗,因爲隨着海洋愈來愈酸,海平面下的珊瑚墳場將不斷蔓延。

全球暖化造成珊瑚大規模白化,海洋酸化又再削弱珊瑚的造礁能力。(法新社)
全球暖化造成珊瑚大規模白化,海洋酸化又再削弱珊瑚的造礁能力。(法新社)

海洋食物鏈崩解

最近科學家又捎來噩耗,海水酸化會導致海洋表層的矽酸鹽濃度大幅減少,根據模擬結果顯示,最終可能導致2200年全球矽藻數量減少13%至26%,這篇研究刊登在今年7月的《Nature》期刊,引來國際關注。“矽藻是海洋中最重要的浮游生物之一。”主要作者陶赫爾(Jan Taucher)說,“它們的任何變化可能動搖海洋食物鏈,甚至改變海洋作爲碳匯吸收二氧化碳的能力。”

臺灣中山大學海洋科學系教授兼海科院院長洪慶章指出,海洋酸化研究大多聚焦含碳酸鈣殼體的生物,例如珊瑚、牡蠣、文蛤、海螺等,新研究發現矽藻也受酸化影響,海洋基礎生產力40%以上來自矽藻,不但是浮游動物、魚苗、蝦苗的重要食物,烏魚、鮪魚等洄游性魚類的幼體也仰賴矽藻維生,當矽藻成殼愈來愈薄、養分組成沒有原來好,海洋生態和漁業資源將連帶受到影響。

矽藻製造地球20%至40%的氧氣,同時也是吸收二氧化碳的高手。洪慶章說,矽藻在海洋“生物幫浦”(Biological Pump)扮演重要角色,矽藻透過光合作用吸收海水中的二氧化碳,在下沉過程中也把自身的含碳有機組成帶到深海,不過,海洋酸化讓矽藻密度變小,下沉速度變慢,吸碳能力跟着下降,而且由於矽藻的養分變差,魚、蝦等攝食者排出的有機碎屑量也減少,海洋碳匯能力跟着打折。

不只是海洋生物的幼生階段面臨威脅,南非研究人員的實驗發現,隨着海洋的二氧化碳濃度上升,海水酸度增加,鯊魚的牙齒和齒狀鱗片(盾鱗)會受到腐蝕,可能影響牠們的獵食或逃脫能力。

洪慶章表示,海洋酸化是緩慢漸進的過程,它的影響像是“溫水煮青蛙”,目前有研究着眼魚類的耳石,當海水酸化,搞不好耳石的形成速度變慢,甚至被溶解掉,可能影響偵測系統,而中山大學的龍蝦實驗也顯示,在酸化的水體中,龍蝦的牙齒變脆,殼體硬化的速度也變慢。

海水酸化對海洋生物造成不同影響,實驗顯示,龍蝦的牙齒會變脆。(路透社)
海水酸化對海洋生物造成不同影響,實驗顯示,龍蝦的牙齒會變脆。(路透社)

沉默的生態滅絕

世界氣象組織最新報告指出,2021年全球平均氣溫比工業化前高出了1.11°C。最近一篇刊登在《Science》期刊的研究警告,隨着海水持續升溫、含氧量下降和酸化加劇,海洋生態系統逐漸退化,在升溫2°C情境下,估計約有4%海洋物種將滅絕。

“珊瑚礁是很多海洋生物的棲地,暖化和酸化導致珊瑚礁白化或死亡,生態系連帶受到破壞,有些無法活下來的物種就會消失了。”雷漢傑窺見生物多樣性下滑的危機,“浮游動植物是食物網的最底層,一旦初級生產者受到影響,整個生態系都受到波及。”

洪慶章指出,在海洋酸化和暖化雙重夾擊下,海洋逐漸失去生物多樣性,有些生物還可能成爲優勢物種,以中山大學的白蝦、草蝦研究爲例,白蝦比較不受酸化影響,草蝦卻可能出現不能脫殼,或是一脫殼被其他生物攻擊,危及存活率。雷漢傑表示,近年來各地常看到水母爆長,水母耐酸又耐熱,未來環境可能讓牠們更有優勢存活,甚至影響生態系的平衡。

水母耐酸又耐熱,未來環境可能讓牠們更有優勢存活。(法新社)
水母耐酸又耐熱,未來環境可能讓牠們更有優勢存活。(法新社)

當酸化推高暖化

不妙的是,海洋酸化可能反過來推進全球暖化,形成惡性循環。雷漢傑指出,大氣中的有機硫主要來自海洋,這些有機硫有助雲的成形,海洋酸化會讓浮游植物產生的二甲基硫的量減少,造成雲量減少,影響日照遮蔽率,科學家估算在目前碳排趨勢下,全球氣溫將在本世紀末上升約3°C,如果加上海水酸化導致有機硫和雲量的減少,大概會再增加0.2至0.5°C,可以說是熱上加熱。

事實上,海洋吸收了人類每年排放到大氣近3成的二氧化碳,“隨着溶入海水的二氧化碳愈多愈濃,能再溶入的額度會愈來愈少。”雷漢傑說,“到了2100年,海洋吸收大氣二氧化碳的能力可能只剩下4成左右,也就是降低6成。”

聯合國海洋大會7月1日在葡萄牙落幕,針對海水升溫和酸化、海平面上升、生物多樣性急劇下降等海洋問題,大會宣言中坦承“集體失敗”,過去的行動不足以達成海洋保育的目標,各國提出新承諾,包括強化海洋酸化研究與監測、2040年實現碳中和,以及2030年保護30%或更大範圍的國家海洋區域等。

環保人士在聯合國海洋大會場外呼籲各國正視海洋危機。(路透社)
環保人士在聯合國海洋大會場外呼籲各國正視海洋危機。(路透社)

近年海洋碳匯也成爲海洋研究領域的新熱點,洪慶章指出,海洋是地球上最大的活躍碳庫,大約是大氣碳庫的50倍、陸地碳庫的20倍,溶解有機碳被視爲提升海洋固碳的好對策,因爲溶解有機碳不容易分解,整個海洋中大約有7500億噸,現在科學家也發現大型藻類在成長過程中會分泌溶解有機碳,如果能夠傳送到深海,就可以有效儲碳。

雷漢傑表示,當前全球科學家積極尋找緩解海洋酸化的方法,好比在南大洋“施鐵肥”,讓缺鐵的海域長出更多浮游植物,藉由光合作用把二氧化碳轉化爲有機碳,再沉入深海封存,不過,幾次實驗發現浮游植物在比較淺的地方就分解、釋出二氧化碳,科學家正鑽研如何讓這些海域長出較大的藻類,並且沉入深海,此外,另一項研發技術是利用人工湧升流或潮汐,把高營養的深海水帶到表面,讓表水長出藻類,提高固碳能力。

面對風雨欲來的海洋酸化風暴,集體行動是最根本的解方,正如聯合國祕書長古特雷斯(António Guterres)7月18日在“彼得斯堡氣候對話”(Petersberg Climate Dialogue)對各國代表所說的話:“我們正面臨抉擇,要麼集體行動,要麼集體自殺。”

撰稿、製作和主持:麥小田 責編:許書婷

添加評論

您可以通過填寫以下表單發表評論,使用純文本格式。 評論將被審覈。