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GCA China

氣候變化的影響：海洋生態(tài)系統(tǒng)

海洋生態(tài)系統(tǒng)是海洋中由生物群落及其環(huán)境相互作用所構(gòu)成的自然系統(tǒng)。海洋面積占全球的71％，具有儲存及交換熱量、CO2和其他活性氣體的巨大能力。海洋生態(tài)系統(tǒng)對全球變化有著至關(guān)重要的調(diào)節(jié)作用，也為全世界提供了豐富的優(yōu)良動物蛋白資源。

海洋漁業(yè)年獲量約1.2億t，提供了全球約20％的動物蛋白質(zhì)。全球有近半數(shù)人口集中在離海岸100km以內(nèi)的沿海區(qū)且仍在快速增長。海洋生物多樣性是全球生物多樣性的重要組成部分，如海洋動物門類達35個，遠高于陸地的11個門類。

海洋漁業(yè)年獲量約1.2億t，提供了全球約20％的動物蛋白質(zhì)。全球有近半數(shù)人口集中在離海岸100km以內(nèi)的沿海區(qū)且仍在快速增長。海洋生物多樣性是全球生物多樣性的重要組成部分，如海洋動物門類達35個，遠高于陸地的11個門類。海岸帶及近海生態(tài)系統(tǒng)為社會經(jīng)濟發(fā)展提供了巨大的產(chǎn)品與服務(wù)，同時也承載著巨大的壓力，資源與環(huán)境在不斷惡化。由于海洋的特殊物理性質(zhì)，海洋生態(tài)系統(tǒng)比陸地生態(tài)系統(tǒng)更為復(fù)雜，穩(wěn)定性也遠比陸地低。

埃及Samadai珊瑚礁和魚群 ? Greenpeace / Marco Care

氣候變化引起的海洋表層溫度、CO2濃度增高和海平面上升、降雨量變化、海洋水文結(jié)構(gòu)變化以及紫外輻射增強等是對海洋生態(tài)系統(tǒng)最重要的影響因子。

CCTC?01

海溫的加速上升

全球平均海水表層溫度上升速率約為陸地的55％，2011-2020年相比1850-1900年，全球陸地地表平均溫度上升了1.55℃，海洋表面平均上升0.88℃。1958-2020年，全球2000m以上的海洋上層熱含量呈顯著增加趨勢，并在20世紀90年代以后加速變暖。海溫上升影響一些海洋生物的生理過程和海水流體物理過程，導(dǎo)致冷水層下降和海冰漂浮，海洋生物物種分布和組成發(fā)生變化，對熱帶海域物種組成的影響尤其嚴重。

2020年全球海表溫度@國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心

CCTC?02

海溫升高對海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響

隨著全球持續(xù)變暖，大范圍珊瑚礁白化起初每10～20年發(fā)生1次，估計未來幾十年內(nèi)可能與恩索事件①的發(fā)生頻率同步即每3～4年一次，再過30～50年甚至將在大多數(shù)熱帶海區(qū)每年發(fā)生1次。

①恩索事件ENSO(El Nino-Southern Oscillation)是厄爾尼諾與南方濤動的合稱。厄爾尼諾(ElNino)事件是指熱帶中、東太平洋海表面大范圍持續(xù)異常偏暖的現(xiàn)象，拉尼娜(La Nina)又稱反厄爾尼諾，是指熱帶中、東太平洋海表面大范圍持續(xù)異常偏冷的現(xiàn)象。南方濤動(Southern Oscillation)是指熱帶太平洋、印度洋之間氣壓的一種大尺度起伏振蕩。赤道東太平洋氣壓偏低是海面氣溫偏高的結(jié)果，即厄爾尼諾現(xiàn)象；氣壓偏高則海面氣溫偏低，即拉尼娜現(xiàn)象。二者密切相關(guān)，合稱“厄爾尼諾／南方濤動”，簡稱恩索(ENSO)。厄爾尼諾也稱ENSO暖事件，拉尼娜也稱ENSO冷事件。ENSO事件是全球尺度年際變化最突出的例子，對全球大氣環(huán)流和氣候異常有重要影響。

澳大利亞大堡礁出現(xiàn)的大片白化珊瑚 | 近幾年，由于海水異常升溫，澳大利亞大堡礁的許多珊瑚排出體內(nèi)共生的蟲黃藻，發(fā)生大面積的白化。失去了蟲黃藻提供的養(yǎng)分，白化珊瑚很快就會死亡。

海溫升高還促進了暖水物種向更高緯度海域遷移，海水CO2分壓升高導(dǎo)致pH值下降到至少200萬年以來的最低值，使海水酸化，估計過去200年海水pH值已下降了0.1，不利于珊瑚礁和許多海洋生物的骨骼鈣化，直接影響貝類、石珊瑚、浮游有孔蟲、球石藻、翼足類以及珊瑚礁鈣質(zhì)藻等鈣化物種的鈣化速率，導(dǎo)致珊瑚礁骨骼脆弱化，侵蝕概率上升，物種組成和群落結(jié)構(gòu)改變，最終導(dǎo)致珊瑚礁分布范圍縮小和向低緯度海區(qū)移動，嚴重威脅依賴珊瑚礁生境的物種生存。

海洋酸化對貝殼類等生物的影響示意圖@海洋二所

過去30年中國海域的活造礁石珊瑚覆蓋率呈下降趨勢，2010年以來，南海珊瑚熱白化現(xiàn)象不斷出現(xiàn)，2020年，受夏季海水溫度持續(xù)偏高影響，南沙群島、西沙群島、海南島、臺灣島、雷州半島和北部灣等海域均出現(xiàn)嚴重的珊瑚熱白化事件。從1880-2002年，我國南沙珊瑚礁生態(tài)系平均鈣化速率已下降12％，預(yù)計到2100年將減少33％。

大石星珊瑚、鹿角珊瑚、柱珊瑚@中國氣象局

CCTC?03

海平面上升對海洋生態(tài)系統(tǒng)的威脅

海平面上升將促使退潮擱淺生物暴露在空氣中而干死，并導(dǎo)致沿海大片濕地喪失，大部分海岸帶生態(tài)系統(tǒng)向內(nèi)陸方向遷移，從而改變生物棲息地生境，威脅海洋生物多樣性，改變局部營養(yǎng)鹽循環(huán)。

海平面上漲和海溫升高已造成部分紅樹林的消失。海溫升高加上近岸海域富營養(yǎng)化加劇微生物活動，使溶解氧減少，影響海洋生物的呼吸。

大面積紅樹林死亡@生態(tài)環(huán)境部

表層海水升溫還加劇了海水的層化，使海水的垂直對流運動減弱，不利于海底有機質(zhì)的上升和溶解氧的下傳，可能降低海洋的凈初級生產(chǎn)力和底棲物種的生存。

1960-2018年間0-2000m海洋層結(jié)變化線性趨勢。圖中分別顯示了太平洋、大西洋、印度洋緯向平均趨勢；南大洋趨勢為中間的柱狀圖。海洋層結(jié)增強反映出海洋的垂向熱力穩(wěn)定性在加強，更強的海洋層結(jié)會抑制海洋垂向熱量交換，導(dǎo)致熱量更容易集中于海洋表層，進而導(dǎo)致全球氣溫上升。@中國科學(xué)院大氣物理研究所

海平面上升和海溫的變化還將引起洋流路徑和魚類洄游時間與路線的變化，導(dǎo)致漁業(yè)資源分布格局的改變。

注：本文內(nèi)容來自中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授鄭大瑋、潘志華專著《怎樣適應(yīng)氣候變化》，由作者授權(quán)。

封面：中國氣象局

編譯：陳笑涵

校審：代晶晶

全球適應(yīng)中心（Global Center on Adaptation，GCA）成立于2018年，總部位于荷蘭鹿特丹。致力于在全球?qū)ふ覛夂蜃兓m應(yīng)解決方案，主要工作領(lǐng)域為農(nóng)業(yè)與糧食安全、基礎(chǔ)設(shè)施與NbS、水與城市、氣候投融資以及青年領(lǐng)導(dǎo)力。

END

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