主题：【转帖】PNAS：气候变暖会降低海洋生物多样性

关于全球二氧化碳排放量增加的影响，许多科学家的关注点落在全球气候变暖及随之而来的海平面上升方面。据美国物理学家组织网近日报道，斯坦福大学的研究者发现，二氧化碳含量的日益增长，还可能导致海水酸性增大，从而改变水下的生态系统。该研究发表在美国《国家科学院院刊》（PNAS）。

研究者选取了靠近伊斯基亚岛、意大利的海水为研究对象。这些海域的浅水层中位于地中海板块上的火山口，大量的二氧化碳由此喷出，并以该地为中心形成一个海水化学梯度，越靠近喷发口，酸性越大。

研究者发现，不同的物种对酸性日增的海水反应不一，有的反而兴盛起来，如无脊椎动物会沿着从酸性浓度最大的喷发口到方圆200米开外的酸性分布带形成栖息区，但整体而言生物群落的前景堪忧。

由碳酸钙构成壳体的生物体首当其冲，它们的壳体会在酸性水域中被消解掉。蜗牛、蛤蚌、贻贝和扇贝在极酸的水域未见踪影；生活在附着于岩石的碳酸钙导管中的小蟹类、海胆、基围虾也消失不见；在酸度比周围水域适度高些的中间地带，一些蠕虫也难觅踪迹。而且，从一个水域到另一个水域，变化更加明显，在酸性最强的地方，即使相距一米，变化也非常显著。

这毫无疑问会影响到整个海洋生态系统。即使较小的生物体能日渐丰富，但群落的总体生物量因为较大型生物的缺失而减少了。这一方面可能减少食物链中更高一级的生物体的食物供给量，另一方面也可能导致生物群落里的生物多样性减少。能够存活并壮大的生物体多为广食性物种，而一些专食性物种在这种极高酸性区域会减少。

同时，由于生物多样性的减少，每个物种会以不同比例在生态系统中扮演更为重要的角色，任何一个物种的变化，都可能对生态系统造成重要影响，如降低其稳定性等。

研究者还称，在近岸海域，由于上升流会把强酸性的海水从深海带到表层，以及生物进程如藻类经光合作用从水中吸收二氧化碳、动物经呼吸作用释放二氧化碳等，海水的pH值会发生急剧变化。这预示着不仅近岸海域的生物体会遭受影响，依赖这片海域的生物为生的人们也会受到影响。





doi:10.1073/pnas.1107789108
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Divergent ecosystem responses within a benthic marine community to ocean acidification

Kroeker, Kristy J.; Micheli, Fiorenza; Gambi, Maria Cristina; Martz, Todd R.

Ocean acidification is predicted to impact all areas of the oceans and affect a diversity of marine organisms. However, the diversity of responses among species prevents clear predictions about the impact of acidification at the ecosystem level. Here, we used shallow water CO2 vents in the Mediterranean Sea as a model system to examine emergent ecosystem responses to ocean acidification in rocky reef communities. We assessed in situ benthic invertebrate communities in three distinct pH zones (ambient, low, and extreme low), which differed in both the mean and variability of seawater pH along a continuous gradient. We found fewer taxa, reduced taxonomic evenness, and lower biomass in the extreme low pH zones. However, the number of individuals did not differ among pH zones, suggesting that there is density compensation through population blooms of small acidification-tolerant taxa. Furthermore, the trophic structure of the invertebrate community shifted to fewer trophic groups and dominance by generalists in extreme low pH, suggesting that there may be a simplification of food webs with ocean acidification. Despite high variation in individual species’ responses, our findings indicate that ocean acidification decreases the diversity, biomass, and trophic complexity of benthic marine communities. These results suggest that a loss of biodiversity and ecosystem function is expected under extreme acidification scenarios.