报告称大气中二氧化碳加剧海洋浮游生物钙化

　　科学日报消息，英国一项最新研究发现，地球大气中二氧化碳含量的增加导致海洋微生植物制造生成更多的碳酸钙（石灰）。碳酸钙在预测海洋和气候中的碳循环模式的变化方面具有广泛的意义。这一结论由英国国家海洋研究中心和牛津大学的科学家带领的国际调查团队得出，发表在《科学》杂志上。该报告的主要作者之一，英国国家海洋学研究中心，南安普顿大学海洋地球科学学院杰博拉·伊格莱西亚斯·罗德里格斯博士说：“这一项工程推翻了之前的发现和结论，并首次发现浮游植物的钙化可能在本世纪末会加倍。这一点至关重要，因为海洋钙化主要由颗石藻（一组碳酸钙—形成的浮游植物）造成的，如海洋浮游藻。此外正如大家所知，产生在海洋表面的碳酸钙的含量，对大气二氧化碳的含量有着直接的影响。”

　　由于水体和表面的大气之间的气体交换，当二氧化碳进入海洋时，大部分的二氧化碳迅速转化为碳酸，然后形成碳酸氢盐和碳酸盐离子。这些化学反应释放出氢离子，导致水质的酸性加剧。此前人们认为，二氧化碳致使海洋酸性提高，将会有害于所有的制造碳酸钙的生物体，例如珊瑚、颗石藻。但是，实验室和深海的观察显示出：伴随着人类活动所带来的二氧化碳含量的提高，颗石藻的钙化能力却正在增强。

　　当颗石藻制造碳酸钙时，同样也释放出二氧化碳（颗石藻是一组微型海洋植物包括海洋浮游藻，它们分布十分广泛。）但是，由于这些生物有机体会进行光合作用，它们也消耗着二氧化碳。这种钙化（产生二氧化碳）和光合作用（消耗二氧化碳）之间的平衡机制决定着颗石藻是“沉淀”（吸收二氧化碳）还是制造大气中的二氧化碳。这一结论来源于仿海洋吸收二氧化碳的实验。它表明，由于光合作用的加强会减轻石灰化加剧所导致的二氧化碳增多，也就是说,最终的结果不太可能导致大气中二氧化碳含量的大幅度增加也不会导致减少。

　　研究者之一、牛津大学地球科学学院博士生—保罗·哈洛伦认为：“我们的研究发现，在过去的220年间，颗石藻产生的碳酸钙增长了40%。这些研究结果与此前的观察结果一致，即在过去的海洋酸化时期颗石藻的含量非常丰富，比如说5500万年前的古新世和史新世时期”

　　来自南安普顿大学的伊格莱西亚斯-罗德里格斯博士补充道：“大家普遍持有的观点是海洋酸化导致了所有颗石藻钙化的减缓，但根据我们的发现,这个假定需要重新评估。我们的数据表明,作为地球碳元素循环的主要参与者，这些微生物会通过扩大细胞体积和加强它们外层的碳酸钙厚度来应对外界气候的变化”

　　“但从这一研究中我们无法明确知道：海洋酸化对自然生态系统的影响以及海洋钙化将如何影响大气二氧化碳的浓度。下一步我们将进行实地调查，主要针对最受海洋酸化影响的水域，如南极水域。”

　　这项研究的主要学术成果是：

　　海洋酸化仍然是21世纪最重要的环境和社会关注的问题之一。

　　此前的研究显示在高浓度的二氧化碳情况下，钙化的减缓是对大气二氧化碳含量的消极反馈。但与此相反的是，钙化（排出二氧化碳）和光合作用（吸收二氧化碳）的加剧显示未来颗石藻的数量将不会对大气二氧化碳含量有所改善或恶化。

　　这些结论在保护远古建筑以及预示未来海洋碳元素循环和气候方面有着重要的提示作用。

　　这一项研究并没有显示出：随着二氧化碳对大气的积极反馈，钙化加剧将持续下去。

　　现今的研究显示了食物链上某个重要成分的生理效应，但是自然群落的反应仍然是个未解的谜。我们急切需要在那些易受到破坏的生态系统中进行相关研究，如南极水域。

　　这项研究所表明的颗石藻的适应性与地质学上的记录不谋而合。但是其它稀有海洋钙化生物，如珊瑚，仍然无法适应二氧化碳含量的提高。在这些生物中，颗石藻委实不同寻常，因为它们在细胞内进行钙化，故与那些在外表形态上进行钙化的生物相比，它们有很强的生物控制能力。因此珊瑚和其它海洋钙质化生物的生命隐患仍然存在。

　　“高含量二氧化碳世界里的浮游植物钙化“这篇论文发表在4月18日的《科学》上，作者包括杰博拉·格莱西亚斯-罗德里格斯和保罗·哈洛伦、伊恩·霍尔等一批科学家。该研究由英国皇家学会和自然研究协会赞助，参与该项研究的其它机构包括：加的夫大学（英国）、华盛顿大学（美国）等。(王菲)