海洋酸化、海洋層化

海洋酸化：即海水由于吸收了空氣中過(guò)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(lái)表示，范圍為0-14，pH值為0時(shí)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(guò)量的二氧化碳進(jìn)入海洋中時(shí)，海洋就會(huì)酸化?？茖W(xué)家研究表明，由于人類活動(dòng)影響，到2012年，過(guò)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(jì)到2100年海水表層酸度將下降到7.8，到那時(shí)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(lái)，人類活動(dòng)釋放的CO?有超過(guò)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(duì)海水中不同形式碳的利用能力也不同，海洋酸化會(huì)改變物種間競(jìng)爭(zhēng)的條件。

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對(duì)海洋光合生物和動(dòng)物的危害

（海洋蝸牛）

許多海洋光合生物和動(dòng)物，如軟體動(dòng)物、棘皮動(dòng)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(huì)使酸度增加而阻礙鈣化過(guò)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(jì)，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(huì)影響文石，因?yàn)槲氖木w結(jié)構(gòu)更容易溶解。最危險(xiǎn)的是珊瑚生物，需要文石被存放來(lái)建造珊瑚礁石，并且如果到2100年海洋的 pH 值下降0.4個(gè)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(duì)熱帶和亞熱帶的珊瑚礁的危害

最近的一項(xiàng)調(diào)查表明，從1990年通過(guò)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(guò)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(duì)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(guó)際問(wèn)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(guò)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(guò)程水平，如鈣化、生長(zhǎng)和繁殖。造成珊瑚白化等問(wèn)題。

（珊瑚白化）

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對(duì)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(guò)度積累的海洋動(dòng)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(duì)這些毒性作用的了解比減少鈣化率要少，然而有實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，在水中呼吸的動(dòng)物酸中毒將減少能源使用和降低呼吸道細(xì)胞活動(dòng)。另外，有證據(jù)表明，較低的蛋白質(zhì)合成率也會(huì)對(duì)大型動(dòng)物的生長(zhǎng)和再生長(zhǎng)產(chǎn)生負(fù)面影響。

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對(duì)上層海水增溫加快

海洋層化導(dǎo)致海水上下對(duì)流減弱，上層海水增溫更快，并且底層上涌的營(yíng)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(lái)越小。海洋的層化減小了上層海洋的混合與運(yùn)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(dú)立，限制了海洋對(duì)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(duì)于太陽(yáng)輻射的吸收，導(dǎo)致海洋層化越來(lái)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(duì)海洋酸化的國(guó)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(guó)際法律框架包括《聯(lián)合國(guó)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(guó)家和地方各級(jí)的法律規(guī)則。這些法律規(guī)則主要是國(guó)際社會(huì)努力減少引起海洋酸化的物質(zhì)CO? 等溫室氣體排放的。無(wú)論是UNFCCC還是Kyoto Protocol，談判時(shí)的任何文本中都未提及海洋酸化這一現(xiàn)象，但因?yàn)樗鼈兪亲罨镜臍夂蜃兓瘒?guó)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(duì)海洋進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的國(guó)際法律框架是《聯(lián)合國(guó)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(guó)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(lái)源的海洋環(huán)境污染的必要措施，通過(guò)法律和條例防止、減少和控制來(lái)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(wèn)題的解決。

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