海草可以抵抗海洋酸化

2016年夏天,当科学家Wen Jun Cai和他的同事们在切萨皮克湾上游的豌豆汤般的水域中划船时,手里拿着水采样套件和pH传感器,他们没想到会发现化学魔术在起作用。科学家们盘算了一个长200英里的海湾面临的迫在眉睫的问题:其水域的酸化,这是人为造成的现象,威胁着大河口的螃蟹,牡蛎和鱼类的健康。

他们开始在海湾顶部附近的萨斯奎汉纳平原最近恢复,充满活力的水下草床上收集样本,并沿下游约60英里的深处中央通道行驶。当他们收集了数百个数据点并对其进行分析时,他们发现了令人惊讶和鼓舞的证据:在海湾中轻轻挥舞着海草正在执行着宏伟的化学动作。当它们在强烈的阳光下进行光合作用时,会产生细小的碳基矿物质颗粒,其作用类似于微型抗酸剂片剂。而且那些中和酸的“微型啤酒”不会留下来。它们沿着海湾的长度扫了几英里,最终溶解到最深的水域中,长期以来,由于人类的径流(如农业径流和未经处理的废物)引起的酸化作用使这些酸化了。

几千年来,其丰富的生态取决于其贝类,草,鱼和其他物种相互作用的方式。每个人都以微妙的生物舞蹈影响了其他人的化学和生物学。海草和其他水下植物挤满了海湾的浅滩,使周围的水平静并变得光滑,使它们干净整洁,便于幼鱼,螃蟹和贝类繁殖。暴风雨期间,植被稳定了泥泞的底部。它吸收了风浪的冲击,保护海岸线免受侵蚀。

但是,随着越来越多的人居住在海湾周围的土地上,草丛遭到了重创。稳定的富氮污染物流使水域超载;草地和其他水下植物大量死亡。在1950年代和1980年代之间,海湾的植被覆盖率直线下降。1980年接受调查时,上海湾仅有10%的地点有植被。营养物质的过量还刺激了水面巨大的,令人窒息的藻华。当这样的水华发生时,藻类死亡并沉入更深的水中,在那里细菌被细菌吞噬,这些细菌消耗了水中的所有氧气,并呼出富含碳的酸性废物,形成了“ 死区”。在这种腐蚀性水中几乎没有任何东西可以生存。更糟糕的是,在强风中或一年中的某些时候,洋流会将深的超酸性水吹入牡蛎和螃蟹等生物所居住的地方,从而潜在地削弱了它们维持碳酸钙基贝壳的能力。

在其他沿海地区,尤其是在美国西海岸,酸化已经破坏了贝类种群,使贝类变薄并破坏了其后代的成熟能力。但是科学家们还不确定这些影响是否会影响东海岸。在切萨皮克之类的河口中,天然酸水平变化很大,因此,形成贝壳的生物具有内置的能力来应对一定量的起伏。对于某些科学家而言,令人担忧的是,可能会有一个临界点,海湾的标志性物种可能无法调整。

切萨皮克湾基金会的科学家道格·迈尔斯说:“我们在世界上任何地方都没有足够的数据来确切地告诉我们这些生物将如何达到酸化的极限。”他们特别担心,因为除了养分超载之外,还有另一种力量使海湾的水变得更酸:人为导致的化石燃料燃烧。这导致空气中二氧化碳的积累,随着海洋和空气达到平衡,二氧化碳被吸收到地表水中,在那里二氧化碳溶解并使水变得更酸。在2000年代初期,与海湾接壤的各州合作遏制了污染径流,使海湾成为“ 营养饮食 ”,并且作为回应,它开始al愈。长期埋在粘性沉积物中的老海草种子开始发芽,因为上面的水被清除了。到2010年代中期,水下植被覆盖了海湾65平方英里,比1980年代的覆盖面积增加了300%以上。