日前，美國國家海洋和大氣管理局莫納羅亞氣象臺的傳感器監測到一個驚人數據，大氣中的二氧化碳濃度已經超過415 ppm，即二氧化碳質量超過整個大氣質量的萬分之4.15，創造了有史以來的最高紀錄。

　　工業革命后，大量二氧化碳排放導致海洋酸化，對海洋生物多樣性構成威脅，同時對陸上水資源和農業造成影響。

　　過量排放導致海洋酸化

　　海洋酸化是指海水吸收了空氣中過量的二氧化碳，二氧化碳溶于海水后形成碳酸，從而導致海水pH值下降的現象。

　　pH值是海洋酸化的一個主要指標。一般來說，海洋表層水呈弱堿性，pH值約為8.2。證據表明，過去200年里，海洋吸收了人類產生的30%左右的二氧化碳，表層海水的pH平均值從工業革命開始時的8.2下降到目前的8.1。而過去的2000多萬年來，海水pH值的變化幅度只有±0.3，而在最近的200多年間就下降了0.1，這一變化是驚人的。

　　自然資源部第三海洋研究所研究員陳立奇介紹，pH值是氫離子濃度的量度，pH值每下降1個單位，則氫離子濃度會上升10倍，因此pH降低0.1相當于海洋中氫離子的濃度上升26%。據科學家估算，如果繼續按照目前的化石燃料消耗量和二氧化碳濃度升高的趨勢，到21世紀末pH值可能會下降0.3~0.4，也就是說海水氫離子濃度會比工業革命以前上升100%~150%。

　　海洋酸化曾導致生物滅絕

　　研究發現，距今5500萬年前，海洋里曾經出現過一次生物滅絕事件，罪魁禍首就是溶解到海水中的二氧化碳，估計總量達到45000億噸。

　　當時并沒有工業化影響，為什么出現嚴重的酸化現象？

　　自然資源部第三海洋研究所副研究員祁第介紹，5500萬年前古新世與始新世之交，地球氣溫在大約2萬～3萬年的時間里驟然升高了5℃～7℃，然后又在幾萬年時間內恢復到了升溫前的狀況，這一事件是新生代最強烈的全球升溫事件，也被稱為“古新世-始新世熱峰值期”。

　　由于地球的升溫，在古新世末當海洋水溫達到一個臨界值后。埋藏在大洋底部的固態甲烷“可燃冰”融化釋放出大量的甲烷氣體。此外，當時地殼運動引起的大規模火山活動，甚至地球軌道變化等，都有可能導致大洋底甲烷氣體的溢出。甲烷本身就是一種溫室氣體，氧化后就會形成二氧化碳。

　　大量的二氧化碳溶解到海洋中，海水的pH值急劇下降，造成海底碳酸鹽大量溶解，進而導致大量海洋生物滅絕。

　　酸化破壞海洋食物鏈

　　自從2003年國際上首次提出海洋酸化問題以來，海洋酸化已經成為繼全球變暖和海洋污染后嚴重影響和威脅人類社會發展的第三大環境問題。中國科學院院士、自然資源部第二海洋研究所研究員陳大可指出，海洋酸化是人類共同面臨的生態問題，目前全球海洋酸化正以前所未有的速度快速發展，海洋酸化正深刻地影響著北冰洋和南大洋脆弱的生態系統。

　　海洋酸化對海洋生物的新陳代謝和能量交換、生長速率、生殖成功率和行為方式等都會產生影響，也可能通過食物鏈產生間接影響。祁第表示，近年來，我國近海海域在富營養化與全球二氧化碳排放增加的雙重壓力下，貝類養殖首當其沖受到酸化的影響。海洋酸化對牡蠣、貽貝、海膽、帽貝、藤壺等有殼類生物構成了極大的威脅。有殼類是用碳酸鈣作為殼體的原料，海洋酸化會導致貝類幼體在形成殼體之前死亡。

　　海洋有殼類生物是體型較大的魚類的主要食物，這間接導致海洋食物鏈遭到破壞。同時，實驗研究還表明海洋酸化對魚類的稚魚生長和存活產生直接的負面影響。

　　同時，海洋酸化還會威脅珊瑚的生存，海水酸化會腐蝕經由“鈣化進程”而形成的珊瑚礁。

　　過量排放影響農業生產

　　二氧化碳過度排放會造成海洋酸化，對海洋生物生存造成影響，那么對于陸地上的動植物有什么影響呢？

　　國內外學者對植物的形態學特征、生物量的變化、生理生化機制、根系分泌物及根際微生物等受大氣中二氧化碳濃度升高的影響等方面進行了研究。研究結果表明：二氧化碳的濃度升高會增加植物的根系面積、增加葉片的厚度、促進根系分泌物的釋放，改變根際微生物的多樣性，也可能會提高植物的呼吸作用和光合速率。

　　據有關專家介紹，隨著大氣二氧化碳排放量的增加，全球不斷升溫，引起全球尺度的氣候變化，分析資料顯示，氣候變化將會使動植物的生長期、地理分布以及物種組成發生重大改變，并且會使生物多樣性減少，特別是一些脆弱物種滅絕的風險增大，隨著氣候變化的深入，如果缺乏適當的管理，會有更多的物種滅絕或進入“瀕危和脆弱”的行列。

　　二氧化碳的大量排放還會對水資源和農業生產造成影響。氣候變暖增加了酷熱、颶風、水澇、干旱等極端天氣出現的頻率，引起降水量變化，進而使地表徑流、旱澇災害頻率和一些地區的水質等發生變化，特別是水資源供求矛盾將更為突出，許多受水資源脅迫國家的水短缺問題會更突出。

　　農業是對氣候變化反應最為敏感的系統之一，氣候變化可能會引起農業生產的不穩定性增加，產量波動大，農業生產布局和結構出現變動。

　　減排需要全球參與

　　在全球氣候變暖、海平面上升、海洋酸化的緊迫形勢下，降低大氣中二氧化碳的濃度勢在必行。我國在2015年巴黎氣候大會上提出了減少二氧化碳排放的行動目標：2030年單位GDP的二氧化碳排放量比2005年下降60%~65%。

　　陳立奇指出：海洋酸化是一個全球性問題，需要各國共同參與解決。2012年，由以美國國家海洋和大氣局、國際原子能機構、政府間海洋學委員會等多個機構為基礎組建的全球海洋酸化觀測網（GOA-ON），是一個開展全球性海洋酸化研究國際合作的組織，我國也是其中的一員。

　　近年來，全球海洋酸化觀測網開展了多項工作，觀測全球開闊大洋、近海及河口等區域的海洋酸化狀態；評估海洋酸化對海洋生態系統的影響；分析海洋酸化驅動因素；提供高時空分辨數據優化海洋酸化分析和預測模型等。

　　我國科研機構目前具備的衛星遙感、數值模擬、立體監測等技術，可用于監測海洋環境，這些技術可與生態、生物地球化學等學科結合，開展海洋酸化研究是未來的重要方向。