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          專家強調:在海洋酸化研究中需要考慮到環境變化

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          2019年,在肯尼亞蒙巴薩由原子能機構主辦的海洋酸化培訓期間,海洋科學家正在收集海膽進行實驗。(照片來源:S.Dupont/原子能機構)?

          在對86篇來自世界各地專家的研究論文進行分析后,專家們發現,迄今為止,海洋酸化對世界不同地區物種的影響一直被誤判,在某些情況下,這種影響被高估;而在其他情況下,則被低估。許多早期研究沒有考慮全球海洋基線酸度水平的自然差異,進而導致了不正確的假設。

          隨著海洋吸收大氣中一些多余的二氧化碳,海水的酸性會逐漸增加,這意味著其pH值也將不斷下降,動物因而需要應對這不斷變化的環境。在研究海洋酸化的影響時,科學家揭示了同一物種的不同反應。例如,就食物鏈底端的小型甲殼類動物——橈足動物而言,同一物種的兩個種群對相同程度酸化的反應截然不同:一個種群對生長和存活非常敏感并受到負面影響,而另一個種群則表現出積極的反應。

          那么這是為什么呢?

          就像我們人類一樣,同一個物種的有機體可能存在于世界各地。但由于環境的差異,物種會在特定的棲息地繁衍生息。在海洋酸化領域,這種環境變化增加了研究中需要考慮的另一層細節。瑞典哥德堡大學高級講師、摩納哥原子能機構輻射生態學實驗室顧問Sam Dupont說:“例如,如果你用來自不同地區的同一物種的兩個種群做實驗,而忽略它們生活的環境差異,你可能會得出不同的結果。給一個種群帶來壓力的東西,對另一種群來說可能是自然的。因為pH值在每個地方的可變性都是不同的——而這一點卻被忽視了——導致海洋酸化研究中出現很多相互矛盾的數據。” 摩納哥原子能機構放射生態學實驗室同時也是海洋酸化國際協調中心(OA-ICC)的所在地。

          海洋酸化對當地的影響

          在最近的一項研究中,Dupont與來自智利、中國和瑞典的海洋科學家合作,分析了通過OA-ICC數據庫獲得的現有數據。分析結果檢驗了pH值對包括甲殼類動物、珊瑚和海膽在內的沿海無脊椎動物的生物特征的影響,包括攝食、呼吸、生長等。研究發表在2月份的《自然氣候變化》雜志上。該研究的主要作者、智利康塞普西翁大學教授Cristian Vargas解釋說:“通過進行全球分析,我們發現超過一半的研究可能低估了未來海洋酸化對當地的影響,因為這些研究只將生物暴露在它們已經經歷過的地理區域條件下。” Vargas的結論是,由于缺乏與生物棲息地相關的信息,海洋酸化的影響被誤判。

          該國際小組在分析覆蓋9個沿海地區的86項獨立海洋酸化研究的結果之前,審查了380份出版物。這項最新研究是2017年發表在《自然·生態與進化》雜志上的一個概念的后續研究,該研究提出了一個考慮環境條件可變性的指數,以更好地了解海洋酸化對居住在不同生態系統中的物種的影響。

          這項研究還展示了從現有資源中產生新知識的潛力。Dupont說:“當疫情來襲時,實驗轉向依賴現有數據。”2020年,最初的計劃是從世界各地收集相同物種的貽貝,并將其暴露在一系列不同的pH值水平下,以研究海洋物種的敏感性。Dupont補充說:“但因為不能旅行,我們無法進行這些實驗。”所以,研究人員依賴現有數據和文獻評估了他們在2017年理論化概念的有效性,而這些數據證明了這一點。

          Dupont說:“我們創建的指數讓我們能更好地預測未來海洋生物會發生什么。”同樣的研究方法將用于研究海洋酸化對其他物種的進一步影響。

          培訓、數據和研究中心

          自1980年代后期以來,因為人類活動向大氣釋放了更多二氧化碳,供海洋吸收,95%的開闊海洋表層水酸性增加,國際原子能機構(原子能機構)支持世界各國利用核技術和核衍生技術發展對海洋變化的科學理解。針對科學界和各國政府對海洋酸化日益增長的關切,原子能機構于2012年在摩納哥原子能機構環境實驗室設立了OA-ICC。自那時以來,該中心支持并組織了31次關于海洋酸化的培訓課程和講習班,來自101個國家的625多人參加了這些課程和講習班。

          例如,2015年,OA-ICC和廈門大學近海海洋環境科學國家重點實驗室組織了一次培訓課程,培訓了28名來自原子能機構亞洲成員國的早期職業科學家和研究人員,向他們介紹了海洋酸化監測和實驗研究,特別關注了方法和潛在的陷阱。

          Dupont說:“OA-ICC主辦了一個結構良好的能力建設項目,但是我們同時意識到缺少了一些東西——利用OA-ICC的資源來創造新知識的想法。對于某些基礎設施不穩定、實驗室和設備有限的國家,這一點極其重要。”OA-ICC的數據庫免費開放。該中心計劃今年組織一次培訓,重點討論原子能機構可用于援助研究的資源。

          了解更多關于原子能機構應對海洋和環境挑戰的工作

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