淡水输入量的增加导致海洋环境酸化速度加快。摄影：Kjartan Mæstad/海洋研究所

根据挪威海洋研究所的研究，冬季气候变暖、潮湿，导致淡水径流增加，削弱了海洋中和二氧化碳的自然能力，导致海岸线酸化速度加快。

以气温升高和降水增加为特征的异常天气模式正在影响沿海海洋环境。挪威海洋研究所（Havforskningsinstituttet）的维贝克·伦德·奥普达尔（Vibeke Lund Opdal）的研究表明，由于这些气候变化，海洋抵御酸化的天然“缓冲”作用正在减弱。

过去的冬天被认为更加温暖、更加寒冷、更加潮湿，这一趋势在北部地区尤为明显。

“今年冬季气温更温和，降水也更多。降雨充沛，寒冷时期还伴有大量降雪。这导致了多次冰雪融化，远早于春季的正常到来。”海洋研究员伊丽莎白·琼斯解释道。

无论其形式是雨还是雪，降水最终都会流入海洋。

“雨水和融水汇入河流，最终流入海洋。当降水量高于正常水平时，沿海地区的淡水比例就会增加。这种变化会影响海洋环境，最终导致酸化加剧，”琼斯解释道。

河流径流的影响

海洋科学家伊丽莎白·琼斯 (Elizabeth Jones) 使用CTD采集水样。这是一种水样采集装置，可以潜入海底，从不同深度采集水样。图片：海洋研究所

海洋学家伊丽莎白·琼斯分析海洋样本，监测环境变化，并研究包括陆地变化在内的各种因素之间的相互作用及其对海洋环境的影响。

“降雨增加和气温波动导致更多淡水通过河流流入海洋。降水量增加会导致河流水位上升，洪水事件也更加频繁和猛烈。”琼斯指出。

淡水输入的增加加速了海洋环境的酸化。其原因是，与含盐海水相比，淡水吸收二氧化碳的能力更强。同时，淡水的涌入削弱了海洋中和二氧化碳的天然能力，形成了负反馈循环。

“对上层水体盐度和酸度的测量揭示了淡水流入与海洋缓冲能力下降之间的明显相关性。这种现象在河流直接流入海洋的海岸线上尤为明显，” 琼斯观察到。

了解海洋的“缓冲区”

海洋吸收和处理二氧化碳的能力取决于酸和碱之间的微妙平衡。

简而言之，酸是一种赋予水酸味的物质，而碱则中和这种酸味。就海洋而言，溶解的二氧化碳会增加酸度，而海水中的盐分含有可以中和这种酸度的碱，科学家将这种机制称为缓冲剂。

淡水会在多个层面上通过各种机制破坏海洋吸收二氧化碳的能力。这会导致海洋酸化速度加快，而酸度增加（pH 值降低）的影响会更加显著，因为：

冷淡水通常在水柱中形成较高的一层，比盐水吸收更多的二氧化碳。

淡水稀释了海洋中碱的浓度，削弱了其缓冲能力，因为淡水中和二氧化碳的效果不如咸水。

全年春季流行趋势？

目前，淡水对海洋酸度的影响在春季最为明显，这是由于融雪所致。然而，极端和不稳定天气模式的日益频繁，导致全年淡水流入量增加。

“新数据表明，来自河流的淡水正延伸至峡湾和海岸线深处。这改变了海水成分，并增加了酸化的风险。去年冬天，连续数场强降雪以及随后的数段温和天气，导致即使在冬季，淡水流入量也增加了。强风和剧烈的波浪作用进一步加剧了这一现象，它们将通常位于上层的淡水向下拉，使其与咸水混合。 ”琼斯解释道。

陆地水体还携带有机物和营养物质，例如硝酸盐和磷酸盐，这些物质会导致夏季沿海地区藻华增多。这些有机物的分解会进一步向水中释放二氧化碳。

采集水样后，工作并没有结束。现在，琼斯在实验室和办公室里还要进行细致的工作，对样本进行分析，并汇总结果。图片：海洋研究所

海洋生物的不确定未来

海洋栖息地向酸性环境的转变引发了人们对海洋生物未来的担忧。

海洋酸度升高，对钙化过程（海洋生物通过酸溶解碳酸钙来构建外壳和骨骼的过程）的条件不利。许多物种依靠碳酸钙维持其基本生物功能。蜗牛用它来构建外壳，虾和龙虾用它来强化外骨骼，幼鱼则需要它来促进骨骼的发育和生长。

“遗憾的是，我们对沿海海洋酸化的长期后果的理解仍然有限。然而，我们正在观察沿海海洋生物的变化，” 琼斯指出。

沿海地区和峡湾丰富的鱼类资源对渔业至关重要。如果生态系统受到酸化的严重影响，可能会对渔业造成重大影响。

琼斯警告说：“贻贝、螃蟹和珊瑚依靠钙来构建骨骼。幼鱼的生长也依赖于钙。当海洋酸度升高时，这些动物会消耗更多能量来产生钙。虽然不同物种对酸性环境的适应性仍在研究中，但它们的壳和骨骼预计会变得脆弱。在最严重的情况下，一些物种可能面临灭绝，或被更耐酸的物种所取代。”

北部地区更脆弱

北纬地区的海洋尤其容易受到酸化的影响，因为较冷的北极水域比较温暖的海洋吸收二氧化碳的能力更强。巴伦支海，尤其是其北部，吸收的二氧化碳比其他海洋区域更多。

气候变化对北极沿海地区的影响也比陆地和公海更为显著。这种高度脆弱性源于沿海地区的动态特性，除了更广泛的气候变化外，沿海地区还受到各种局部过程的影响。

“人类活动和人口密集的沿海地区，其影响更为显著。通过连续数年对沿海水域进行月度监测，并在相同地点持续测量相同参数，我们可以有效地记录随时间推移发生的变化。”琼斯总结道。