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專家強調(diào):在海洋酸化研究中需要考慮到環(huán)境變化

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

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(fā)現(xiàn),迄今為止,海洋酸化對世界不同地區(qū)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(dǎo)致了不正確的假設(shè)。

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(yīng)對這不斷變化的環(huán)境。在研究海洋酸化的影響時,科學(xué)家揭示了同一物種的不同反應(yīng)。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(yīng)截然不同:一個種群對生長和存活非常敏感并受到負(fù)面影響,而另一個種群則表現(xiàn)出積極的反應(yīng)。

那么這是為什么呢?

就像我們?nèi)祟愐粯樱粋€物種的有機體可能存在于世界各地。但由于環(huán)境的差異,物種會在特定的棲息地繁衍生息。在海洋酸化領(lǐng)域,這種環(huán)境變化增加了研究中需要考慮的另一層細(xì)節(jié)。瑞典哥德堡大學(xué)高級講師、摩納哥原子能機構(gòu)輻射生態(tài)學(xué)實驗室顧問Sam Dupont說:“例如,如果你用來自不同地區(qū)的同一物種的兩個種群做實驗,而忽略它們生活的環(huán)境差異,你可能會得出不同的結(jié)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(dǎo)致海洋酸化研究中出現(xiàn)很多相互矛盾的數(shù)據(jù)。” 摩納哥原子能機構(gòu)放射生態(tài)學(xué)實驗室同時也是海洋酸化國際協(xié)調(diào)中心(OA-ICC)的所在地。

海洋酸化對當(dāng)?shù)氐挠绊?/h2>

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(xué)家合作,分析了通過OA-ICC數(shù)據(jù)庫獲得的現(xiàn)有數(shù)據(jù)。分析結(jié)果檢驗了pH值對包括甲殼類動物、珊瑚和海膽在內(nèi)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(fā)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(xué)教授Cristian Vargas解釋說:“通過進行全球分析,我們發(fā)現(xiàn)超過一半的研究可能低估了未來海洋酸化對當(dāng)?shù)氐挠绊?,因為這些研究只將生物暴露在它們已經(jīng)經(jīng)歷過的地理區(qū)域條件下?!?Vargas的結(jié)論是,由于缺乏與生物棲息地相關(guān)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(qū)的86項獨立海洋酸化研究的結(jié)果之前,審查了380份出版物。這項最新研究是2017年發(fā)表在《自然·生態(tài)與進化》雜志上的一個概念的后續(xù)研究,該研究提出了一個考慮環(huán)境條件可變性的指數(shù),以更好地了解海洋酸化對居住在不同生態(tài)系統(tǒng)中的物種的影響。

這項研究還展示了從現(xiàn)有資源中產(chǎn)生新知識的潛力。Dupont說:“當(dāng)疫情來襲時,實驗轉(zhuǎn)向依賴現(xiàn)有數(shù)據(jù)?!?020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(xiàn)有數(shù)據(jù)和文獻評估了他們在2017年理論化概念的有效性,而這些數(shù)據(jù)證明了這一點。

Dupont說:“我們創(chuàng)建的指數(shù)讓我們能更好地預(yù)測未來海洋生物會發(fā)生什么?!蓖瑯拥难芯糠椒▽⒂糜谘芯亢Q笏峄瘜ζ渌锓N的進一步影響。

培訓(xùn)、數(shù)據(jù)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(gòu)(原子能機構(gòu))支持世界各國利用核技術(shù)和核衍生技術(shù)發(fā)展對海洋變化的科學(xué)理解。針對科學(xué)界和各國政府對海洋酸化日益增長的關(guān)切,原子能機構(gòu)于2012年在摩納哥原子能機構(gòu)環(huán)境實驗室設(shè)立了OA-ICC。自那時以來,該中心支持并組織了31次關(guān)于海洋酸化的培訓(xùn)課程和講習(xí)班,來自101個國家的625多人參加了這些課程和講習(xí)班。

例如,2015年,OA-ICC和廈門大學(xué)近海海洋環(huán)境科學(xué)國家重點實驗室組織了一次培訓(xùn)課程,培訓(xùn)了28名來自原子能機構(gòu)亞洲成員國的早期職業(yè)科學(xué)家和研究人員,向他們介紹了海洋酸化監(jiān)測和實驗研究,特別關(guān)注了方法和潛在的陷阱。

Dupont說:“OA-ICC主辦了一個結(jié)構(gòu)良好的能力建設(shè)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(chuàng)造新知識的想法。對于某些基礎(chǔ)設(shè)施不穩(wěn)定、實驗室和設(shè)備有限的國家,這一點極其重要?!監(jiān)A-ICC的數(shù)據(jù)庫免費開放。該中心計劃今年組織一次培訓(xùn),重點討論原子能機構(gòu)可用于援助研究的資源。

了解更多關(guān)于原子能機構(gòu)應(yīng)對海洋和環(huán)境挑戰(zhàn)的工作。

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