ผลกระทบทางชีวภาพของการเป็นกรดของมหาสมุทร

Palmyra Atoll, แปซิฟิกเหนือ ภาพถ่าย© Tim Calver

การเปลี่ยนแปลงทางเคมีของมหาสมุทรสามารถมีผลกระทบโดยตรงและโดยอ้อมอย่างกว้างขวางต่อสิ่งมีชีวิตในทะเลและระบบนิเวศที่พวกมันอาศัยอยู่ การศึกษาเครื่องคำนวณแคลเซี่ยมทางทะเล (ปะการัง, กุ้งและหอย) บ่งชี้ว่าส่วนใหญ่ แต่ไม่ใช่ทั้งหมดที่แสดงการกลายเป็นปูนที่ลดลงเมื่อเพิ่มความเป็นกรดของมหาสมุทร อ้าง

ผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตในทะเล

ตัวแทนของแคลเซี่ยมหน้าดิน

ความผันแปรทางอนุกรมวิธานของผลกระทบของการเป็นกรดของมหาสมุทร ขนาดเอฟเฟกต์เฉลี่ยจะแสดงขึ้นสำหรับสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่รวมกัน (โดยรวม), เครื่องคำนวณ (สีส้ม) และเครื่องคำนวณที่ไม่ใช่สีเขียว (สีเขียว) จำนวนการทดลองที่ใช้ในการคำนวณขนาดผลเฉลี่ยแสดงในวงเล็บ ‡แสดงถึงความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างกลุ่มอนุกรมวิธานที่ทดสอบ ที่มา: Kroeker และคณะ 2010

จากการศึกษาจำนวนมากขึ้นแสดงให้เห็นถึงผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์ต่อสิ่งมีชีวิตในทะเลอันเป็นผลมาจากการเป็นกรดของมหาสมุทรรวมไปถึง: อ้าง

  • อัตราการเติบโตของโครงกระดูกลดลงในแนวปะการังที่สร้าง
  • ลดความสามารถในการรักษาเกราะป้องกันในหมู่แพลงก์ตอนสัตว์ที่ว่ายน้ำฟรี (แพลงก์ตอนสัตว์ ได้แก่ “ แพลงก์ตอนสัตว์” ส่วนใหญ่เป็นสัตว์จำพวกกุ้งและตัวอ่อนปลาและเป็นฐานของใยอาหารทะเลส่วนใหญ่)
  • อัตราการผลิตแคลเซียมคาร์บอเนตลดลงในสาหร่ายทะเล (crustose coralline และสาหร่ายสีเขียว)
  • ลดอัตราการรอดตายของสัตว์ทะเลตัวอ่อนรวมถึงปลาเพื่อการพาณิชย์และหอย
  • ขั้นตอนการพัฒนาของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่บกพร่อง (การปฏิสนธิการแตกไข่ตัวอ่อนการทรุดตัวและการสืบพันธุ์)
  • ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มากเกินไป (CO2) ระดับในเลือด (CO2 ความเป็นพิษ) ของปลาและปลาหมึกและลดการเจริญเติบโตและความดกของไข่ในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางชนิด

pH ที่ลดลง (ความเป็นกรดที่เพิ่มขึ้น) อาจส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตในรูปแบบที่ขยายเกินกว่าการกลายเป็นปูนหรือประสิทธิภาพในการเผาผลาญรวมถึง:

  • ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตในช่วงชีวิตที่แตกต่างกัน
  • การขยับแรงกดดันในการแข่งขัน (เช่นสาหร่ายออกแนวปะการัง)
  • การเปลี่ยนแปลงในการปล้นสะดมซึ่งจะเกิดขึ้นเมื่อชุมชนตอบสนองต่อการเป็นกรด
  • การเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของตัวอ่อนปลา (เนื่องจากการทำงานของประสาทสัมผัสบกพร่องในปลาตัวอ่อน) และลดความสำเร็จในการสรรหา อ้าง

การมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งกดดันอื่น ๆ (เช่นสารอาหารอินพุตอุณหภูมิพื้นผิวทะเลที่เพิ่มขึ้นและระดับน้ำทะเลที่เพิ่มขึ้น) จะส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงของชุมชนทางทะเลในการตอบสนองต่อ CO ที่สูง2 เงื่อนไข

ผลกระทบต่อการคำนวณ

หนึ่งในผลกระทบที่สำคัญที่สุดของการเพิ่มความเป็นกรดของมหาสมุทรเกี่ยวข้องกับการผลิตเปลือกหอยโครงกระดูกและแผ่นจากแคลเซียมคาร์บอเนตซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการกลายเป็นปูน การทำให้เป็นกรดทำให้สมดุลของเคมีคาร์บอเนตในน้ำทะเลลดค่า pH และความเข้มข้นของคาร์บอเนตไอออนที่มีอยู่สำหรับปะการังและเครื่องคำนวณทางทะเลอื่น ๆ สิ่งนี้จะลดอัตราและปริมาณของการกลายเป็นปูนในหมู่สิ่งมีชีวิตทางทะเลจำนวนมากที่สร้างโครงกระดูกภายนอกและเปลือกหอยตั้งแต่แพลงก์ตอนไปจนถึงหอยไปจนถึงแนวปะการังสร้างแนวปะการัง

การลดลงของคาร์บอเนตไอออนที่ละลายในน้ำทะเลมีผลกระทบมากมายต่อระบบนิเวศของแนวปะการัง เนื่องจากแนวปะการังที่สร้างแนวปะการังต้องการคาร์บอเนตเพื่อสร้างโครงกระดูกการลดความเข้มข้นของคาร์บอเนตไอออนจะทำให้เกิดความอ่อนแอโครงกระดูกปะการังที่บอบบางและอัตราการเติบโตของปะการังช้าลง ในอนาคตสิ่งนี้อาจทำให้แนวปะการังกร่อนเร็วกว่าที่มันสามารถทำให้เป็นหินได้ซึ่งจะเป็นการลดความสามารถของเผ่าพันธุ์ปะการังในการแย่งพื้นที่

สำหรับปะการังและเครื่องคำนวณอื่น ๆ เช่นเม่นทะเลและหอยการลดแคลเซียมใน:

  • เพิ่มความอ่อนไหวต่อปะการัง การฟอกสี และ โรค
  • ลดความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการป้องกันนักล่าและแข่งขันเพื่อหาอาหารและที่อยู่อาศัย
  • ปรับเปลี่ยนรูปแบบพฤติกรรม
  • ลดความสามารถในการทนต่อรังสีอุลตร้าไวโอเลตเพิ่มอัตราการสลายตัวทางชีวภาพและเพิ่มความเสียหายจากไซโคลน

การศึกษาในห้องปฏิบัติการได้ตรวจสอบผลกระทบของการเป็นกรดของมหาสมุทรต่อแนวปะการังและสาหร่ายชนิดต่าง ๆ ซึ่งเผยให้เห็นการตอบสนองที่หลากหลายตั้งแต่อัตราการลดลงของอัตราการกลายเป็นแคลเซียมในบรรยากาศเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าของ CO2.อ้าง การศึกษาล่าสุดของปะการังสมองในเบอร์มิวดาพบว่าอัตราการกลายเป็นปูนได้ลดลงโดย 25% ในช่วง 50 ที่ผ่านมาปีที่ผ่านมาและความเป็นกรดในมหาสมุทรเป็นปัจจัยที่มีแนวโน้ม อ้าง

ตัวแทนของแคลเซี่ยมหน้าดิน

ตัวอย่างของแคลเซี่ยมทางทะเลจาก Kleypas et al. 2006: (a) สาหร่าย coralline (ภาพถ่ายโดย Nancy Sefton; NOAA / CORIS) (ข) สาหร่ายใบมะกรูด (ภาพโดย James Watt; NOAA / NMFS ที่สุภาพ) (c) foraminifera หน้าดิน (มารยาทฮอลล็อคพี); (d) การสร้างแนวปะการัง (Dendrogyra cylindrus; Cmdr William Harrigan, NOAA Corps; ได้รับความอนุเคราะห์จาก Florida Keys National Marine Sanctuary); (e) ปะการังน้ำลึก (Lophelia pertusa; จากความลึก 413 เมตรจาก North Carolina ปูแดงขนาดใหญ่นั้น Eumunida picta; เม่นข้างล่างนี้ก็คือ Echinus tylodes; SW Ross, K. Sulak และ M. Nizinski) ได้รับความอนุเคราะห์ (f) bryozoan (NOAA / Ocean Explorer ที่สุภาพ); (g) mollusk (oyster reef; South มารยาทเซาท์แคโรไลนากรมทรัพยากรธรรมชาติ); (h) echinoderm (ดาวเปราะ; Larry Zetwoch; เขตรักษาพันธุ์สัตว์น้ำแห่งชาติ Florida Keys); (i) กุ้ง (กุ้งก้ามกราม; Dr. James P. McVey, โปรแกรม NOAA Sea Grant)

ทรัพยากร

Video: การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ: แนวปะการังบนขอบ - Dr. Ove Hoegh-Guldberg เกี่ยวกับผลกระทบของการเป็นกรดของมหาสมุทรต่อแนวปะการัง

ตัวอย่างวิดีโอ: การเปลี่ยนแปลงของทะเล: จินตนาการถึงโลกที่ไร้ปลา - สารคดีที่ได้รับรางวัลและบล็อกที่เกี่ยวข้องเกี่ยวกับการเป็นกรดของมหาสมุทร

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการเป็นกรดของมหาสมุทร - 2012

รายงานของ Royal Society เกี่ยวกับการทำให้เป็นกรดในมหาสมุทร: การทำให้เป็นกรดของมหาสมุทรเนื่องจากการเพิ่มก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ

รายงานการประชุมเชิงปฏิบัติการ: ผลกระทบของการเป็นกรดของมหาสมุทรต่อแนวปะการังและเครื่องคำนวณทางทะเลอื่น ๆ คู่มือสำหรับการวิจัยเพิ่มเติม