酸性海洋正在缩小浮游生物 加速气候变化

越来越多的酸性海洋使藻类处于危险之中，威胁着整个海洋食物网的基础。

我们今天在“ 自然气候变化”杂志上发表了关于二氧化碳诱导的微观海藻变化影响的研究 - 称为浮游植物。它揭示了以前未被认识到的海洋酸化威胁。

在我们的研究中，我们发现海水酸度的增加降低了南极浮游植物建立强大细胞壁的能力，使其更小，储存碳的效率更低。按照目前的海水酸化速度，我们可以在本世纪末之前看到这种效应。

什么是海洋酸化?

二氧化碳排放不仅改变了我们的大气层。人类排放的二氧化碳超过40%被我们的海洋吸收。

虽然减少大气中的二氧化碳通常是一件好事，但这个过程的丑恶后果使海水更加酸性。正如将一颗牙齿置于一罐可乐中(最终)将其溶解一样，越来越酸性的海水对用钙来建立身体的生物体具有毁灭性的影响，如珊瑚和贝类。

因此，迄今为止的许多研究已经采取了完全合乎逻辑的步骤来研究海水酸化对这些“钙化”生物的影响。但是，我们想知道其他非钙化物种是否存在风险。

我们海洋中的硅藻

浮游植物利用光合作用将大气中的碳转化为体内的碳。我们观察了硅藻，这是一个关键的浮游植物群，在海洋中占这一过程的40%。它们不仅可以去除大量的碳，还可以为整个海洋食物网提供燃料。

硅藻使用溶解的二氧化硅来构建细胞壁。这些致密的玻璃状结构意味着硅藻比其他浮游植物下沉得更快，因此增加了碳向海床的转移，在那里它可以储存数千年。

这使得硅藻在全球碳循环中成为主要参与者。这就是为什么我们的团队决定研究气候变化驱动的海洋酸化可能如何影响这一过程。

硅藻是微观植物浮游生物，它们共同从大气中去除大量的碳。图片来源：Alyce M. Hancock，作者提供

我们暴露了一个天然的南极浮游植物群落，以提高酸度。然后，我们测量了整个社区使用溶解二氧化硅来构建细胞的速率，以及社区内个体物种的比率。

更多的酸意味着更少的硅

海水酸性越强，硅藻群落越多，物种越少，减少了它们产生的二氧化硅总量。较少的二氧化硅意味着硅藻的重量不足以快速下沉，降低了它们漂浮到海床的速度，安全地将碳储存在远离大气的地方。

在检查单个细胞时，我们发现许多物种对酸度增加高度敏感，将其个别硅化率降低35-80%。这些结果表明，不仅社区在变化，而且社区中的物种正在建造密度较小的细胞壁。

最令人震惊的是，许多物种在本世纪末预测的海洋pH值水平受到影响，增加了越来越多的证据表明气候变化对生态的重大影响将比以前预期的更快地生效。

海洋多样性正在下降

二氧化硅生产中的这些损失可能对我们海洋的生物和化学产生深远的影响。

受影响的许多物种也是南极磷虾的饮食的重要组成部分，南极磷虾是南极海洋食物网的核心。

沉入海底的硅藻较少意味着硅循环和碳埋藏的显着变化。在我们的海洋吸收的碳对于帮助维持我们的大气系统至关重要的时候，这一过程造成的任何损失都会加剧二氧化碳的污染。

我们的新研究将另一组生物添加到气候变化伤亡名单中。它强调迫切需要减少对化石燃料的依赖。

防止灾难性气候变化的唯一行动方针是停止排放二氧化碳。如果我们希望保持我们的海洋不会变得太酸而不能维持健康的海洋生态系统，我们就需要尽快减少排放。

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