厦门大学眼科研究所(厦门大学眼科研究所刘祖国)

厦门大学眼科研究所，厦门大学眼科研究所刘祖国

大海“酸”了。

这个“酸”不是指羡慕嫉妒，而是指大海的“恶疾”——海洋酸化。“海洋酸化”指的是海洋大量吸收了人类排放的二氧化碳，导致自身酸碱度降低。

酸化的海洋环境对海洋生物很不友好，尤其是那些带壳的海洋生物，它们的外壳以碳酸钙为主要成分，在酸化的海洋环境中无法正常形成。

按照目前海洋酸化的趋势，海蝶，这个饱磷虾、鲑鱼、鲸等众多海洋生物之腹的“小可爱”将会在本世纪末的海水中失去自己的壳，因为到那时，“过酸”的海水会在不到两个月的时间里把它的壳溶解殆尽。

海蝶外壳溶解过程（图片来源：TED演讲）

更令人担忧的是，海洋酸化还会造成海中大陆架的珊瑚礁解体、死亡，使得海洋生物失去赖以生存的家园，进一步导致海洋物种减少、乃至整个地球生态失衡。并且，失去了珊瑚礁的庇护，低地岛国也将更容易为暴雨侵害。此时，丧钟就不止为海洋生物而鸣。

海洋酸化的危害已经越来越明显，而针对海洋酸化的“病原”——大气中过量的CO2，很多国家都在积极探求应对措施，例如中国提出的“3060”双碳战略。

隐藏在五缘湾的

科研重器

俗话说“知己知彼，百战不殆”，针对海洋酸化这一“恶疾”，我们必须找到它的根源，即海洋酸化对海洋生态系统的影响机制，并对它加以研究，才好“对症下药”。

当我们去医院看病时，医生需要根据各项检测结果做出诊断。那么，当大海得了海洋酸化这种“病”，谁来为海洋检测和研究治疗方案呢？

堪称“海洋医院”的海洋酸化影响研究中水量试验平台（FOANIC-XMU）便致力于此,它是厦门大学为探究海洋酸化对海洋生物及生态系统影响及其机制而建立的一处海上科研平台。

过去9年间，这个科研平台漂浮在厦门五缘湾湿地公园近岸的一方海域上，几间方方正正的简易小房子，红绿蓝三原色相互交错，给人一种赛博朋克的感觉，远看像是一座水上乐园。

然而，它有很多响当当的title：国内首个以近海海洋酸化为主要研究方向的原位科研平台、全球首个使用全太阳能驱动供电的海上试验平台、亚洲最大的海洋酸化中尺度平台。

五缘湾海洋酸化影响研究中水量试验平台

这就是享誉盛名的厦门大学海洋酸化影响研究中水量试验平台。早在2013年6月24日，国际原子能机构（IAEA）下属的海洋酸化国际协调中心（OA-ICC）就对它进行了报道。

OA-ICC报道内容

这个NO.1的海洋酸化试验平台，是如何对海水酸化进行“检测”的呢？

“工欲善其事，必先利其器。”实验站装载有自主提供设计理念的CO2加富系统、海水超过滤（0.01µm）系统、高透光TPU悬挂培养装置、碳酸盐系统测试装置等等能够用于检测海洋酸化的“神器”。

// CO2加富系统

// 海水超过滤（0.01μm）系统

// 碳酸盐系统测试装置

// 形似“蒙古包顶盖”的

高透光TPU悬挂培养装置

其中，CO2加富系统是整个试验平台的“灵魂”部件，它可以通过连续提供设定的CO2浓度来调节海水酸碱度，为全国首创，因为成本低、重量轻、准度佳，甚至吸引了国外学者前来购买。再配合其他装置，实验站就能够营造出高浓度的CO2环境来诱导自然海水酸化，从而模拟出未来CO2升高的海洋环境。

此前海洋酸化的研究大都集中于远洋海域，但研究发现，从长时间维度来看，近海酸化的速率要比大洋快得多，且近岸营养盐丰富，生物量大，其对海洋酸化的响应机制也与大洋不同。所以，尽管近岸环境影响因素复杂，但为了更全面地了解海洋酸化的影响，近海海洋酸化研究势在必行。

正是考虑到这一点，实验站建在了位于厦门城市边缘的五缘湾。另外，这里海域狭长，受到台风、海浪等侵袭的风险更低，非常适合开展近海海洋酸化研究。

红点处为实验站所在位置（图片来源：谷歌地图）

“陋室”与勋章

从2013年建成至今，九年来，在这个看似简易的试验平台上，科研人员完成了6次中尺度实验，吸引国内外5个高校150人次的参与，发表了14篇具有影响力的论文（发表在Nature Communications等期刊上），有力促进了多学科交叉研究，为它挂上了一枚枚闪亮的勋章。

外国专家探访实验站

虽然“近海海洋酸化研究”听上去神秘莫测，但其实，这些研究与我们的生活息息相关。小到海产品质量，大到人类的生存与发展，都可以从相关研究中窥得一二。

比如，借助实验站，科学家们发现海洋酸化会引发初级食物链效应，使得食物链初级饵料品质下降。有时，我们觉得自己吃的海鲜风味不足，可能罪魁祸首并非“黑心”的商家，而是“酸化”的海洋。

说到这里，可能有人会想：小问题，海鲜不好吃了，那就不吃了嘛，有什么大不了的？

事实上，海洋酸化对人造成的影响远不止于此。海洋酸化增加了有毒酚类化合物在不同营养级的积累，这类有害物质在水产品中含量会升高。那么，不妨想一下，当更多有毒酚类化合物持续累积，站在食物链顶端的人类该何去何从？

学生雨中挂牡蛎

此外，科学家们还利用实验站的平台特色进行了大量的原位研究。平台位于亚热带沿海开放水域，可以还原最真实的海水环境，方便开展“原汁原味”的研究，这是在学校实验室里无法做到的。

通过研究，科学家们发现亚热带不同浮游生物对海洋酸化的响应是不同的。在高CO2浓度条件下，病毒和细菌种类增加，这意味着海洋酸化增强了有机物降解过程，为浮游植物的生长提供了更多的营养。在浮游植物类群中，硅藻能更快速地获取营养盐和无机碳，换句话说，硅藻在食物资源竞争方面更有优势。因此，在海洋酸化条件下，硅藻这一门类更加繁盛，而甲藻这一门类因在“食物争夺战”中落败而相对受到抑制。

相比于实验室的“闭门”研究，这些原位研究的现实参考价值更高，更能为治疗海洋酸化这一“恶疾”效力。