日本植物如何帮助缓慢海洋酸化

研究人员正在发现海带,鳗鱼和其他植被可以有效地吸收二氧化碳并减少海洋中的酸度。科学家们所说,在当地水域中种植这些植物,可以帮助减轻酸化对海洋生物的破坏性影响。

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收获海带,从加州海岸出现,从生态系统中删除二氧化碳。Robert Schwemmer / Noaa

俄勒冈州的风景如画的NetArts海湾长期以来一直以其牡蛎而闻名。但是,像北美的整个西海岸一样,正在酸化更多。而牡蛎不喜欢它。

由于工业革命以来,空气中的二氧化碳渗入海水中,并将酸度提升30%。在全球范围内,海洋的pH从8.2到8.1下降,并且到世纪末可能会下降0.4个单位。这问题更糟糕靠近北美西海岸,耐酸性底部水域通过陆上风吹到了地面。像那些腐蚀性的水吮吸炮弹的积木,并且可以在珊瑚骨架上吃掉。

去年夏天,俄勒冈州立大学海洋生态学家乔治沃尔德省及其团队围绕着塔特斯海湾种植婴儿牡蛎,看看他们将如何票价。唯一一个茁壮成长的人被鳗草床保护的人,似乎在每天的峰值期间吞下足够的二氧化碳,以使牡蛎从酸中脱离酸和一个增长机会窗口。

“基本上没有在那些床上幸存下来,”Waldbusser说,尚未发表这项工作。与此同时,当光合作用峰值和水较少酸性时,威士忌海湾威士忌溪贝类孵化场仅在下午开始将水拉入坦克。

WaldBusser是一部小组科学家团队的一部分,现在探索了海草,海带和壳床可能能够抵消当地热点中海洋酸度上升的潮流,使生活更容易挣扎。他和西海岸海洋酸化和缺氧科学小组的其他专家,释放了它第一个报告今年4月,建议科学家和经理推动了这样的策略,将CO2脱离水。

这个想法是一个较小的温和堂兄,对地球工程的大计划。通过将铁,石灰石或橄榄石扔进水中,提高了浮游生物的增长,促进了壳体,添加了壳体的建筑物,或者化学吸收二氧化碳的建筑物,已经提出了海洋过量的酸。但是一般回复对于这样的计划,通常来自头部摇晃的难以置信,他们可能是可行或有效的普遍的担忧关于可能的生态副作用。矿山和分发岩石所需的能量以及食物网中不可预测的班次,使这些计划在全球范围内难以解除。

一项研究称海草草甸应给珊瑚产生约18%的增长。

然而,在当地规模,降低成本,低风险的生态恢复可能具有给予威胁海洋生物的双重效益,既有更好的生活和来自海洋酸的避难所。

牡蛎不会成为唯一受益的生物。Derek Manzello在佛罗里达群岛的Cheeca Rocks中管理长期海洋酸化监测网站,作为国家海洋和大气管理局(NOAA)的一部分国家珊瑚礁监测计划。那个特殊的珊瑚是佛罗里达群岛中唯一的珊瑚礁之一仍在增长;在其他珊瑚礁中,大多数珊瑚已经从20世纪80年代初以来死于疾病和漂白。这是奇怪的,因为Cheeca Rocks,如佛罗里达州的其他近岸斑点,看到高温波动和大量的土壤和营养牌倾倒在水中,这应该限制珊瑚生长。Cheeca Rocks对这些有问题的条件的抵抗有几个可能的解释,包括珊瑚可能会在恶劣的条件下遗传地适应茁壮成长。但另一个可能的解释是,他们生活在由附近的海草床上创造的低酸性避难所。

2012年,Manzello表明,佛罗里达州的近海水域,包括Cheeca Rocks坐的地方包装溶解的金色石斑石,珊瑚需要成长的材料。水中的酸会降低化身饱和值;如果它超过1,珊瑚和贝壳开始溶解。在预工业时间,这些近似水域通常具有4.6的饱和值。如今,佛罗里达州的大多数珊瑚礁和加勒比地区的珊瑚礁已经被淘汰到3.8。但佛罗里达州的近海水域有一个快乐的4.7。

“这是一个巨大的差异,”Manzello说。原因是佛罗里达州的海岸生长的海岸,如乌龟草和海牛草,可以吸收二氧化碳,因为它们是光合的 - 特别是在春天。

另一项研究结果同年展示了热带印度太平洋的效果相同。海草草甸有可能将饱和度饱和增加至2.9个单位,pH值0.38。作者们应该给珊瑚大约增加18%的增长,使海草成为海洋公园经理的潜在工具。

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斯蒂芬妮史密斯站在一张床上Zostera Marina海峡湾海湾与二氧化碳传感器,她设计了俄勒冈州立大学的研究生。George Waldbusser / Osu

潜力是巨大的。海洋中的植物,从海草到浮游生物,在陆地上只加入0.05%的植物生物质,但在吸入碳的普遍和有效的碳气时,它们每天循环每天循环大致相同的碳作为所有土地基于植物。然而,由于从大流行病到水污染和沿海建设项目的一切,海草生态系统被灭绝。损失率有飙升在20世纪70年代,每年占全球海草盖的全球海报覆盖物的每年占2000年代的7%,使海盗成为地球最受威胁的生态系统之一。恢复或农场这种植物的努力可能具有众多益处,包括浸泡大气碳。

WaldBusser注意到许多科学家们尚不了解海草对海洋化学的影响。一些品种,就像侵入性一样Zostera japonica俄勒冈州牛草冬季倾向于脱落叶子,降解植物物质促进水中的二氧化碳水平,而不是降低它们。如果水迅速流动,那么在植物可能会在有利于当地贝类或珊瑚的机会之前,可能会扫过任何水的水。

海草不是唯一可能的解决方案。KELP也令人闻名于浸泡过量的营养,并为贝类制作水域清洁剂。大多数看着海带的好处的学术论文甚至没有提及酸化。但是,在缅因州的海洋科学实验室的Nichole Price of Nichole Price将占用两者。“基于陆地海带托儿所的最大挑战是足够低的pH值,因为他们消耗了如此多的二氧化碳,”价格,谁想知道那些相同的光合藻类是如何影响海洋水域的。

价格合作海洋批准,北美的第一个商业海带农民,将仪器放在海带农场内外,看看发生了什么。在尚未发布的工作中,他们表明,在海带农场内的完整单元的一个单位是一个半单元的一半。“这比我们对海洋酸化的改变更大,”她说。明年他们计划映射影响的程度,并测试海带在拐角处的贻贝养殖场的效果。该农场说,价格已经根据这些初步结果开始越来越多。

研究人员很快将首先启动第一个大型项目来植物,并将海带生长以吸收二氧化碳。

关键说,价格是收获海带,使其提取的碳从生态系统中取出。很难与亚洲海带供应商竞争,但局部海带可以干燥并用作食物或肥料,为斗争的沿海经济增添一层经济多样性。“贝类水产养殖有很多潜力,但人们真的犹豫了[因为酸化],”现在称,现在抬头为Viture Research的BigeloW中心。她说,与海藻一起配对,可能是购买新业务的诀窍,这是一些防止未来条件的保险。

今年秋季,研究人员将首先将第一项大型项目开始植物,并生长海带吸收二氧化碳。Puget声恢复基金,位于华盛顿宾布里奇岛,赢得了150万美元从2015年4月的Paul G. Allen Ocean Challenge挑战,探讨糖海藻的潜力,以减少当地水域中的酸度,其中pH可以达到7.8。计划呼吁在10月份开始耕种海英亩。

海水也可以通过非生物材料缓冲酸性。而不是浸泡二氧化碳,这里的策略是将更多的碳酸盐添加到水中。转移亚历座饱和点,再次使壳体更容易生长。

WaldBusser说,几乎每个河口都曾经蓬勃发展的牡蛎行业举办努力将旧炮弹放回水中。大多数情况下,如果不是全部,这些项目都集中在给予牡蛎或其他贝类的东西,以便成长 - 他们的婴儿宁愿坐在堆的旧炮弹上,而不是被泥土埋葬或窒息。这些贝壳有助于缓冲水酸度的事实是增加奖励。

他注意到,切萨皮克湾已经看到最大的牡蛎礁恢复努力,也可能是最大的(和无意)的海洋酸化缓冲实验。大约19600万蒲式耳的疏浚牡蛎壳放回切萨皮克湾从1960年到2006年,项目协调员在贝壳上运行较低。他们仍然大约1亿蒲式耳们缺乏切萨皮克的生态学,因为几个世纪以来没有提取牡蛎,注意瓦尔德布萨尔,以及对海湾复杂的水化学的影响已经很难追踪。但这并不意味着在不同的条件下,壳不能显着地转移pH值。

之前的工作在缅因州的海岸,WaldBusser的团队,由Saint Joseph缅因州的Mark Green领导,混合旧的上壳与海洋沉积物并重新装修。然后他们看着那些受影响的牡蛎。他们发现,许多牡蛎幼虫在含有富含壳的土壤中沉浸在富含壳的土壤中的三倍。Waldbusser认为,原因是因为沉积物孔内的水酸度变化。

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“在孔隙水中有这种令人难以置信的敌对环境,这通常比上覆水更酸,”WaldBusser说。“混合壳体,它的敌对较少。”

WaldBusser熟悉其他拟议的海洋pH值的方法。他写了一项建议,将废物二氧化碳从孵化场发出的废物二氧化碳溶解溶解碳酸钙岩石并将产品泡回海洋,帮助缓冲酸度,与家庭水族馆中的完成相同。但它没有得到资助。“有很多技术存在,你可以做的事情,但它恢复了可扩展性和意外的后果,”WaldBusser说。例如,使用岩石以缓冲海洋水,涉及使用能量预先治疗矿物质,以便它们溶解,然后您必须担心携带骑行的镍或镉的含有零级的毒性水平。

最后,WaldBusser说:“我总是回来恢复。”根据一些工业方案,以更安全,常用于河口的海洁或壳牌银行更安全,通常更容易。而且,他补充说,它可能会带来“我们甚至不认识的内置福利”。