浮游生物泵价钱如何

⑴ 怎样用海洋封存二氧化碳

海洋封存二氧化碳，是控制化石燃料燃烧导致气候变化的有效手段。地球上三个主要的天然碳储层(海洋、陆地、大气)中，海洋碳储层的储量到目前为止是最大的，海洋碳储层的储量比陆地碳储层要高出数倍，而陆地碳储层的储量要大于大气碳储层的储量。因此，海洋的开发空间潜力巨大。

目前，利用海洋封存二氧化碳的方法至少有两种：1.从大规模工业点源捕集二氧化碳并把二氧化碳直接注入深海；2.通过添加营养素使海洋肥化来增强大气二氧化碳的捕捉和提取。上述两种方法在原理上存在较大差异，但是两种方法均能提高海洋储层封存碳的速率，从而减少大气储层所承受的碳负荷。目前海洋肥化方面仍存在极大的不确定性，因此国际上把注意力更多地放在第一种方法上。

全球海洋较温暖的表层海水二氧化碳呈饱和状态，而低温深层海水是不饱和的，且具有巨大的二氧化碳溶解能力，这表明深层海水具有巨大的碳封存能力。把大气中的二氧化碳天然“泵送”到深层海水存在两种机理：

1.溶解泵。二氧化碳更易溶解于高纬度海区的低温、高密度海水中，这些高密度海水将下沉至海底。这就导致海水出现“温盐环流”现象，为此，在北大西洋的低温深层海水（富含二氧化碳）向南流经南极洲，最终在印度洋和赤道太平洋上翻，变成表层海水。在那里，二氧化碳再次释放到大气中。同样，南极深层水在上涌至表面之前在南极洲周围循环，然后从高纬度海区高密度海水下沉到重现于热带海区表面，这之间的时间间隔估计为1000年。

2.生物泵。海洋中的植物吸收表层海水中溶解的二氧化碳，通过光合作用维持生命。浮游植物的生长和繁殖速度常取决于营养素的利用率。浮游植物的尺寸仅为1~5毫米，海洋浮游动物通常能快速吃掉这些浮游植物，而这些浮游动物也将依次被较大的海洋动物捕食。表层海水中超过70%的这种有机物质可以再循环，但深层海水的平衡主要是通过微粒有机物质的沉淀来完成。所以，这种生物泵把二氧化碳从表层海水向深层海水运送，并有效地把二氧化碳封存于局部深层海水区域。大多数这种有机物质都通过细菌再矿化而释放出二氧化碳，最终这些二氧化碳将又返回至表层海水，完成一个循环。这个过程所需的时间间隔大约也是1000年。

⑵ 海洋碳汇是指海洋与哪一种气体的关系

为应对全球性气候变化,提高对海洋碳汇的科学认知,文章介绍海洋碳汇及其碳循环模式,分析海洋碳汇面临的困境,并提出相关建议。研究结果表明：碳分为黑碳、褐碳、绿碳和蓝碳4种类型,其中蓝碳即海洋碳汇,即通过海洋固定和储存二氧化碳,是全球碳循环的重要机制;海洋碳汇由溶解度泵、生物泵和微型生物泵3种碳泵共同完成,其中依赖海洋微生物的微型生物泵储碳效率最高;海洋碳汇正面临生境基础退化和海洋酸化加剧的问题,未来应针对问题加强政策性管理和保护以及加强科学技术研究和实践。

0 引言

全球性气候变化已成为国际社会关注的首要环境问题。近年来,海洋碳汇逐渐受到重视,并成为新的科研领域。

海洋在全球碳循环中扮演重要角色,约93%的二氧化碳的循环和固定通过海洋完成[1]。海洋不仅能长期储存碳,而且能重新分配二氧化碳,是最高效的碳汇。海洋碳汇不仅可以减缓气候变化造成的影响,而且在保护海岸带免受侵蚀和减轻水体污染等方面发挥至关重要的作用。恢复并扩大海洋碳汇不仅有助于分担和缓解碳排放压力,而且有助于获得大量有价值的生态系统服务和自然资源,是“双赢”的工作[2]。

我国是世界上少数同时拥有海草床、红树林和盐沼3大海洋碳汇生态系统的国家之一,广阔的滨海湿地也为发展海洋碳汇提供了空间。2015年《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》提出“增加森林、草原、湿地、海洋碳汇等手段,有效控制二氧化碳、甲烷、氢氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫等温室气体排放”;2015年中共中央、国务院《生态文明体制改革总体方案》提出“逐步建立全国碳排放总量控制制度和分解落实机制,建立增加森林、草原、湿地、海洋碳汇的有效机制”;2017年中共中央、国务院《关于完善主体功能区战略和制度的若干意见》提出“探索建立蓝碳标准体系及交易机制”。可见,发展海洋碳汇顺应国家的政策导向和现实需求,对于我国实施减排增汇战略和建设海洋生态文明具有重要意义。

1 碳的种类

根据来源、所含物质和储存介质的不同,可将碳分为黑碳、褐碳、绿碳和蓝碳4种。

黑碳是含碳物质因燃烧不完全而发生热解的产物,属于大气气溶胶中的碳气溶胶分类,是大气气溶胶的重要组成部分。黑碳在大气中的存期约为数日到数周,主要排放量来源于植物、动物和微生物产生的废弃物能量,此外还包括交通运输、工业生产和居民生活使用的煤和其他燃料等。黑碳对气候变暖具有较强的影响,其致暖效应超过甲烷,约是头号温室气体二氧化碳的67%[3],是大气环境重要的影响因素。

褐碳泛指温室气体,其中的二氧化碳在大气中的存期可长达数百年,美国环境保护署认定“二氧化碳等温室气体是空气污染物,危害公众健康与人类福祉”。褐碳对于太阳辐射的吸收强度介于黑碳和其他颗粒物之间,其对气候的调节作用是双向的,即既致冷也致暖[4]。

绿碳是通过光合作用固定于自然系统的植物和土壤中的碳,是世界碳循环的重要组成部分。碳汇是将二氧化碳从大气中清除的过程,约有45%的绿碳储存于陆地生态系统,这些生态系统可被称为绿碳汇。

蓝碳即海洋碳汇,是通过海洋活动和海洋生物吸收大气中的二氧化碳,并将其固定和储存在海洋中的过程,其范围不仅包括海洋,还包括海岸带、河口和湿地等。

2 碳循环模式和海洋碳泵

根据碳循环所处的范围,可将其分为陆地、海陆和海洋3个层面：①陆地层面的碳循环是大气与土壤、森林和生物圈之间的碳循环过程,主要通过植物的光合作用将碳固定于自然系统的植物和土壤中;②海陆层面的碳循环是大气与土壤、海岸带和海洋之间的碳循环过程,多界面过程是其重要特点,既包括水-气、海-气、土-气、土-水等垂直方向的界面过程,还包括河口-潮滩(湿地)-近海等水平方向的界面过程[5];③海洋层面的碳循环是大气与海洋之间以及海洋本身的碳循环过程,海洋吸收二氧化碳的量主要受2个方面的影响,即海洋物理化学条件(如海水温度、盐度和总碱度)和海洋生物过程(如初级生产力)。

海洋碳循环的过程主要依赖海洋碳泵的作用,通过碳泵实现碳在海洋中的垂直和水平迁移以及形态转换,从而调节全球气候。海洋碳泵主要包括溶解度泵、生物泵和微型生物泵3种类型。

溶解度泵、生物泵和微型生物泵共同作用完成海洋碳汇的过程如图1所示。

图1 海洋层面的碳循环

2.1 溶解度泵

溶解度泵(Solubility Pump,SP)得名于大气中的二氧化碳是可溶性的,是物理化学过程,通过水流涡动、二氧化碳气体扩散和热通量等一系列物理反应实现海洋中的碳转移过程[6]。大量的二氧化碳融入海洋,在海洋-大气界面之间进行交换,形成溶解度泵的基础。低纬度海洋的二氧化碳通过海浪被转移到高纬度海洋,高纬度海水具有更高的密度,从而使二氧化碳沉入深海,进入千年尺度的碳循环[7],该过程不断重复。

溶解度泵的水流垂直涡动以及大气、海浪和海水的不停“混合”都受海洋温度的影响。海水中二氧化碳的溶解度与温度成反比,即温度越低,二氧化碳溶解度越高。由此推测,北大西洋和北太平洋等易受湾流和北大西洋横穿流的影响,是溶解度泵工作的主要海域,海洋暖流向北输送温暖的表层海水,待海水冷却后可将大气中的二氧化碳泵入海洋内部;南大洋寒冷的表层海水的沉降现象普遍存在,毋庸置疑其也是吸收二氧化碳的重要海域[6]。

溶解度泵不断将大气中的二氧化碳泵入海洋,以此调节大气中二氧化碳的浓度,是在海洋碳循环过程中的关键环节。然而随着海水温度的不断升高,溶解度泵的效能正在不断降低。

2.2 生物泵

生物泵(Biological Pump,BP)是通过海洋生物或海洋生物活动将碳从海洋表层传递到深海海底的过程,其依赖于颗粒有机碳(Particulate Organic Carbon,POC)沉降的海洋碳扣押方式[8]。融入海洋的二氧化碳通过海洋生物圈的初级生产力完成从海洋表面到深海海底的过程。

浮游植物是海洋的初级生产者,其固定碳和氮的总量比全世界陆地植物的固定总量还要多。浮游植物光合作用生产有机碳的总量约为高等植物的7倍,每年固定约1.7亿t的氮素[9]。一方面,吸收有机碳的部分浮游植物被浮游动物和大型鱼类食用,并通过呼吸作用和微生物分解作用将二氧化碳排入海洋;另一方面,浮游植物和浮游动物等生物链物种的碎屑、排泄物和蜕皮等,经过沉降和分解等过程转变为颗粒碳(Particulate Carbon,PC),沉于深海海底和海底沉积物。被封藏的碳不再参与地球化学循环,可被保存上万年甚至上亿年,从而实现对碳循环的调节。因此,科学家将生物泵看做海洋碳循环的最关键控制过程[10]。与此同时,海洋表层的不断升温和海水酸化的加剧对海洋初级生产力造成影响,从而削弱生物泵在碳循环中的效能。

溶解度泵和生物泵在海洋碳循环中发挥不可或缺的作用,二者提高了海洋表层对二氧化碳的吸收,进而影响二氧化碳的溶解量。生物泵完成对有机碳的垂直迁移,其实际上是有机碳泵。约67%的海洋碳垂直通量由生物泵完成,其余由溶解度泵完成[11]。

2.3 微型生物泵

研究发现,由生物泵产生的颗粒有机碳向深海的输出十分有限,大部分颗粒有机碳在沉降过程中会降解,到达海底并封藏的量非常少[12];真正将有机碳转变为惰性有机碳并实现长期封藏的是微型生物泵(Microbial Carbon Pump,MCP)。微型生物泵的主要工作原理是利用微型生物修饰和转化溶解态颗粒有机碳的能力,经过一系列物理化学作用使其丧失化学活性,从而被长期固定和储存在海洋中[10]。由海洋初级生产力形成的绝大部分有机碳经快速循环,在海洋中的存期从几小时到数月,最多数年后即返回大气;只有通过颗粒有机碳沉降到深海或经由微型生物转化形成惰性溶解有机碳(Recalcitrant Dissolved Organic Carbon,RDOC)进入慢速循环,才能实现储碳。

海洋病毒是海洋微生物的重要组成部分,其通过选择不同的宿主以及与宿主之间的相互作用决定海洋生物的多样性,从而影响海洋碳循环,海洋中约有25%的活性碳通过海洋病毒与宿主之间的相互作用产生。此外,在数千米深的海底也存在海洋生物圈,约87%的深海生物圈由被称为“古细菌”的单细胞微生物构成[13]。浮游植物、细菌和病毒等占海洋生物总量的90%,是海洋碳汇的“主力军”,负责海洋中超过95%的初级生产力[14]。庞大的海洋微生物体系是海洋生命有机碳的主体,是微型生物泵的主要驱动力。

基于惰性溶解有机碳的微型生物泵理论认为,海洋微生物通过3个基本途径将活性溶解有机碳(Labile Dissolved Organic Carbon,LDOC)或半活性溶解有机碳转化为惰性溶解有机碳：①异养微生物利用浮游植物产生的活性溶解有机碳,在分解有机碳的同时,也代谢分泌惰性溶解有机碳部分;②病毒通过感染和裂解细菌(古细菌)细胞释放微生物细胞大分子物质,其中有相当一部分具有生物利用惰性特征,成为潜在的惰性溶解有机碳,对海洋惰性溶解有机碳库的累积具有十分可观的贡献;③微生物通过将有机底物降解为不被利用的残留化合物,成为惰性溶解有机碳的一部分,从而在海洋中形成巨大、稳定的惰性溶解有机碳储库[15]。

微型生物泵是海洋碳循环的重要机制。与生物泵相比,微型生物泵不依赖沉降等物理搬运过程,储碳效率最高;尤其在河口和浅海地区,生物泵易受上升流和再悬浮的影响,生态功能被严重削弱,而微型生物泵处于海洋微食物环中,不会受到影响[16]。与溶解度泵相比,微型生物泵的产物即惰性溶解有机碳不存在化学平衡移动,不会导致海洋酸化。

3 海洋碳汇的困境3.1 生境基础退化

健康的海洋生态系统是海洋碳汇的重要生境基础。而海洋生态系统在全球范围内仍是受威胁最大和消失最迅速的自然环境,其大量被转换成水产养殖、住宅和工业用途,不但导致其储存的碳被释放,而且减少其对大气中二氧化碳的进一步封藏[17]。

3.2 海洋酸化加剧

在重视海洋碳汇产生的生态效益和经济效益的同时,应考虑海洋碳汇的容量是有限的,如不加限制地增加海洋吸收的二氧化碳,可能导致一系列生态问题。此外,海洋吸收的二氧化碳与海水反应后形成碳酸,会加剧海洋的酸化：①海洋生态方面,海洋酸化影响海洋植物群落的生长环境,降低其初级生产力;而海洋植物群落是海洋生物链的基础,海洋动物也随之受到影响,海洋酸化会腐蚀贝类和甲壳类等动物,影响鱼类健康,珊瑚甚至有可能消失。②气候环境方面,海洋酸化会造成全球气候变暖。

4 发展海洋碳汇的建议4.1 加强政策性管理和保护

海洋碳汇和海洋环境直接或间接受到人类活动的影响。因此,从国家层面进一步明确海洋生态系统保护、修复和管理的政策以及控制海洋碳汇的量,对于海洋碳汇生境基础的恢复和发展以及缓解海洋酸化具有重要意义。将海洋碳汇纳入管理部门的保护性政策框架和政府年度计划,对海洋生态系统进行社会、经济和生物评估,进一步规范各项海洋开发利用活动,加强对过度捕捞和海洋污染的管控,保护海洋环境和生物多样性,从而更好地发挥溶解度泵、生物泵和微型生物泵的效能。综合考虑不同区域二氧化碳排放增多的原因,制定或修订国家海洋碳汇规划或政策,完善海岸带综合管理和海洋空间规划。海洋碳汇可作为沿海城市可持续发展的重要手段和途径,通过加强海洋碳汇生态系统的保护和恢复,发展生态养殖、海洋碳汇技术服务和碳交易等新业态,将区域生态优势转化为经济优势。

4.2 加强科学技术研究和实践

鼓励海洋碳汇的科研和试点示范工作,不断提升海洋碳循环的监测技术,提高海洋碳汇的恢复能力。加强海洋碳汇估算研究和固碳潜力评估,发展渔业固碳、养殖系统增汇和海洋牧场渔业低碳等技术,探索有效的海洋增汇技术措施。加强海洋生态环境保护,恢复海洋植物生境,不断扩大海岛和海岸带海洋植物的面积,密切关注生物种群的数量及其活动规律,在数量和时机上对海洋植物的收割和海洋动物的捕捞进行科学有序的监测、预报和预警,加强海洋生态恢复技术的研究和实践,提高海洋防御生态灾害的能力,为发展海洋碳汇提供必要的条件和环境[18]。在提高对海洋储碳和固碳科学认知的基础上,通过开展海洋碳汇的交易试点工作,制定海洋碳汇的技术方法和评估标准。

⑶ 什么叫海洋生物泵，说明海洋生物泵对吸收大气co2

地球大气二氧化碳在海水中的溶解吸收是通过海洋浮游植物的光合作用而进行的。海洋中的浮游动物又吞食浮游植物，食肉类的浮游动物吃食草类浮游动物。这些生命系统所产生的植物和动物碎屑沉降在海洋中，某些沉降物将分解并作为营养物回到海水中，但也有一些，大约1%，到达深海或海床在那里被沉积而不再进入碳循环，这称之为生物泵。生物泵的净化效果是减少表层海水中的碳含量使得它可以从大气中获取更多的二氧化碳以恢复表层平衡。

⑷ 浮游动物的生态作用

几乎所有水体中都有种类繁多的生物生存。这些水生生物在水体中占有各自的栖息生境，具有一定的生态习性。根据它们的生态特点可划分为几个大生态类群: 浮游生物、游泳生物、底栖生物、漂浮生物、着生生物。浮游生物一般个体都很小，多数种类必须借助显微镜或解剖镜才能看清楚其身体构造。这些生物隶属于不同的门类，因此浮游生物这个名词主要指的是生态学上的意义。本书主要研究浮游生物中的浮游动物 (周晓燕，2005) 。

浮游生物 (plankton) 是指在水流运动的作用下，被动地漂浮在水层中的生物群。它们的共同特点是缺乏发达的运动器官，运动能力薄弱或完全没有运动能力，只能随水流移动。浮游动物在淡水生态系统中起着重要的生态作用。

(1) 浮游动物在水生生物食物链中发挥着重要作用。浮游动物是位于食物链前端的消费者，有的以浮游植物为食物，有的以细菌、碎屑为食物，而它们本身又是其他水生生物的食物，特别是许多经济鱼类的饵料来源。因此，浮游动物的种类和数量的变化直接或间接影响到其他较高等水生生物的分布和丰度。同时，利用浮游动物的分布以及季节或年度变化，掌握浮游动物的数量及其变化特征，可为科学发展渔业养殖提供依据。

(2) 浮游动物在水质改善上起着 “水质净化器”的作用。浮游动物还通过排泄和分泌作用，在有机物质的分解和循环方面起着很大的作用。浮游动物对许多物质，特别是外来的污染物质的敏感性以及积累、转移作用，也使它们在研究物质对生态系统的生态毒理影响和生态系统的演替、稳定性等方面具有重要的地位。浮游动物在物质循环中起着承上启下的作用，是对能量、物质循环起调控作用的关键功能群。它们通过摄食及其垂直移动能够有效地将上层的初级生产量主动泵入其他水层，成为真光层颗粒有机物的沉降输出过程中的 “生物泵”。

(3) 浮游动物对于水生态环境质量具有指示作用。环境的影响所引起的季节变化和长期变化迫使浮游动物产生不同程度的响应。一方面，浮游动物与水体质量关系密切，其中不少种类对水环境变化比较敏感; 另一方面，浮游动物特殊的随波逐流的生活方式适应于相应的水文因子，也就是说，它们的种属和数量变化总是与一定的水文状况相联系。因此，可以根据浮游动物的种属和丰度来评价水环境质量和水文条件。

⑸ 求指导~~海洋储碳机制有哪些 最好可以简介下~~谢谢啦~~

生物泵, 又称有机碳泵( organic carbon pump) , 是基于生物介导的将C 由表层向深海以及大洋底沉积环境沉降的过程, 由生产、消费、沉降和分解等一系列过程完成。生物在这个过程中起到一种“通道” 的作用,
主要由浮游植物等自养生物吸收CO2 将无机碳转化为有机物, 经过物理混合、输送及重力沉降等过程进入沉积环境储存。例如,浮游植物被滤食性贝类摄食形成碳酸钙躯壳( 贝壳) , 产生“压载” 效应, 增强了生物泵过程, 促进了C 的沉降, 最终将C 在沉积环境中矿化封存溶解度泵：
“微型生物碳泵”( microbial carbon
pump, MCP) 是一种重要的生物碳泵, 主要是微型生物利用溶解态的DOC,对其进行修饰、转化, 通过一系列物理化学过程作用形成惰性溶解DOC, 长期储存在海洋中, 起到封存C 的作用。由于溶解态有机物约占海洋总有机物的89% , 因此, MCP在海洋固碳中起到十分重要的作用。尤其在河口和浅海,生物泵由于受到再悬浮的影响而严重削弱, 而海洋微食物环参与的MCP发挥着不可替代的作用[ 27] 。在南海某些海域, 微型和超微型的浮游生物贡献的初级生产力可达总量的60% [ 28, 29] 。由于MCP过程不存在化学平衡移动, 其具有不会导致海洋酸化的优点。
溶解度泵是由物理过程, 如热通量、涡动、扩散等为媒介的C 的物理交换过程, 驱动力来自海洋缓慢的环流及冷水中CO2溶解度高于温暖水体。在高纬度海域, 特别是北大西洋和南大洋, 冷的、密度较大的水团在沉降至海洋内部前吸收大气的CO2 , 为其他海域的上升流所平衡。上升海水到达海洋表层时变暖, CO2 溶解度降低, 因而部分CO2会释放回大气中, 但其综合效应是将大气CO2 泵入海洋内部。

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⑹ 一鲸落万物生，为什么鲸鱼的死亡对生物是好事

在海底，这些鲸鱼的尸体可以创造复杂的局部生态系统，为深海生物提供数十年的营养。鲸落通过为多种谱系提供进化的垫脚石，让深海生物移动和并适应新的栖息地，从而产生生物多样性。

后记

有人认为，捕鲸业通过消灭许多大型鲸鱼对生物泵产生了影响，减少了鲸鱼坠落的数量。而且，大型鲸鱼的迁移可能使深海的总生物量减少了30%以上。要知道，鲸鱼储存了大量的碳，这些碳在鲸落的过程中被输出到深海。因此，捕鲸也降低了深海固碳的能力。

⑺ 什么叫海洋生物泵

海洋生物泵是指在海洋的生态环境中以生物或生物行为为动力，将碳元素从海洋表面向深层传递的过程。

由有机物生产、消费、传递、沉降和分解等一系列生物学过程构成的碳从表层向深层的转移称之为生物泵。海洋的生态环境中，在海水处于垂直稳定状态下，碳要实现从表层向深层的垂直转移需完成两个步骤：1．从溶解态转化为颗粒态；2．沉降。正是一系列的生物学过程完成了这两个步骤。首先是生活在王荣研究员为率刊犏垂。MARINESOlENCES，No．1．Jan．。199Z真光层(也叫有光层)内的大量的浮游植物进行光合作用吸收cq将其转化为颗粒态，即有生命的颗粒有机碳(LivingPOC)，大多为单细胞藻类，粒径几个到几十微米。然后，通过食物链(网)，逐级转化为更大的颗粒(浮游动物、鱼等)。未被利用的各级产品将死亡、沉降和分解。转化过程中产生的粪便、蜕皮等也构成大颗粒沉降，即菲生命颗粒有机碳(Non—livingPoc)的沉降。生活在不同水层中浮游动物的垂直洄游也构成了有机物由表层向深层的接力传递。由于沉降速度低，小颗粒有机物，如单细胞藻类在离开真光层不远即死亡分解，只有大颗粒有机物才能抵御微生物的分解活动得以到达深层，乃至沉积物中，进入长周期循环或“永世不得翻身”。光合作用产品中有相当一部分是以溶解有机碳的形式释放到海水中，动植物的代谢活动也产生大量溶解有机碳。它们的一部分将无机化进入再循环，也有相当一部分被异养微生物利用再次转化为颗粒态(微生物自身生物量)，并通过微型食物网(Microbialfoodweb)再进入主食物网。上述海洋的生态环境中由有机物生产、消费、传递、沉降和分解等一系列生物学过程构成的碳从表层向深层的转移称之为海洋生物泵。

⑻ 臭氧层空洞对水生物种的影响是怎么样的

就光合活性而言，浮游植物群落(微生植物及藻类)是世界上主要生产者中最重要的单组。它们好像海洋之草，每年将几乎1000亿吨碳转换成有机物质。它们形成海洋及沿海岸线食物网的基础，而该食物网提供给人类所有蛋白质中的约1／4。

与UV—B接触的增加会对水生生态系统中的浮游植物起负面影响。有数百种浮游植物有机体，它们的大小，光合作用速率、营养成分及对紫外辐射的敏感性不同。浮游植物生活于近水表面，一般缺乏抵御紫外辐射增加的能力。比如，大多数浮游植物不能在水体中对它们的位置进行补偿性改变。因而，如果能穿透海水表面几米以下的UV—B的量上升的话，就会对这些物种形成损伤，这主要是通过损伤其光合作用进行的。

在极地的初夏时分，当融化的海冰形成一个适宜稀释了的盐水微环境时，藻类浮游植物数量就会戏剧性地上升。这一过程为海洋动物食物网需要吸收的养分及太阳能的提供打下了基础。由于紫外线导致的对浮游植物的伤害及对无脊椎浮游动物(微动物，包括磷虾，它们以浮游植物为食，并有可能也被UV—B直接伤害)的伤害将引起虾及蟹幼体数量的减少，接着是鱼类。无脊椎浮游动物会在海洋表面度过一段时间找吃的并繁衍后代，而与UV—B接触增多会减少这段时节的长度，这就产生通常情况下的物种丰富程度减少的后果。

目前关于臭氧层枯竭对在海洋上层的海洋生物造成的危险的估计有大有小。人们已在超过20米深的清水到5米深的浑水中观察到了UV—B对浮游植物产生的不利后果。处于南极臭氧空洞下的浮游植物与其他的浮游植物相比，它们的光合作用活性下降了6％~12％；这一过程已在一项研究中被人们观察到了。由于环境中紫外辐射的普遍性，生物圈中许多有机体进化出了适合于自然环境的适应性防御能力，特别是有些海洋生物能产生对UV—B有吸收性的“隔光”物质，像类黄酮及像克霉唑的氨基酸。但是，是否这些机制也能补偿增加了的紫外辐射还不得而知，尽管有些实验显示了与UV—B接触增加，隔光产物也相应增加。几乎能肯定的是，这些补偿是以降低光合作用的生产率的代价换回的。

由紫外线导致的浮游植物活性的抑制将减少海洋对大气中二氧化碳的吸收，因为像陆生植物一样，浮游植物需要它作为新陈代谢的基质。海洋实际上是地球上活性碳最大的储藏库，浮游植物成了将碳从水表面移到深处的重要的“生物泵”，臭氧层消失会由此增强温室效应，这是因为它减少了海洋作为二氧化碳水槽的容积。联合国环境规划署估计，每损失10％的海洋浮游植物就会使海洋每年减少吸收二氧化碳50亿吨梯恩梯，等于每年从原油燃烧中人为排放的数量。

另一个更让人深思的问题是，臭氧层消失可能导致海洋生态系统的混乱，浮游植物向大气释放出大量气态二甲基硫化物，其速度是与它每日由太阳光控制的代谢活动相一致的。二甲基硫化物形成硫化气溶胶颗粒——它起到作为云冷凝核心的作用，云形成后以一种反向回馈方式减少了到达海洋表面的紫外辐射。然而，如果海洋微生物由于臭氧层的消失而变少，则甲基硫化物的释放也将减少，形成的云也会变少，更多的紫外辐射就会冲击到海上。而正向反馈方式也会如此发生。正如我们将多次看到的，当涉及生态系统的混乱时，问题常常变得更复杂了。

⑼ 水下300米的巨大鱼群是如何帮助海洋吸收二氧化碳的

地球的海洋每年会吸收数十亿公吨的二氧化碳，这在调节大气中二氧化碳的数量方面起着重要的作用。一项新的研究表明，我们可能大大低估了这个巨大碳汇的有效性，伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的科学家们的新模型发现，海洋的“生物泵”实际上捕获的二氧化碳是之前认为的两倍。

⑽ 海水与海洋污染分别是什么

海水的化学需氧量又称化学耗氧量(chemical oxygen demand，CODMn)，是利用高锰酸钾作为氧化剂，将海水中可氧化物质(有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等，但主要是有机物)氧化分解，然后根据残留的氧海水检测化剂量计算出氧的消耗量，单位为毫克／升。

海水检测

CODMn和生化需氧量(BOD)都是表示水质有机污染程度的重要指标。CODMn的值越小，说明海水污染程度越轻，水质越好，CODMn的值越大，说明水体污染程度越严重。相应的，水中溶解氧含量越低，水中需氧生物将因缺氧而死亡。根据《中华人民共和国国家标准海水水质标准》(GB3097—1997)，我国的海水水质分为四类，对CODMn浓度的限值要求分别为：2毫克／升(Ⅰ类)，3毫克／升(Ⅱ类)，4毫克／升(Ⅲ类)，5毫克／升(Ⅳ类)。

深海环境研究

深海通常是指1，000米以下的海洋，是地球系统中关键而又不为人知的部分。那儿面临高压、低温或高温、黑暗及低营养水平等极端环境，长期以来一直被认为是一片“荒芜的沙漠”。早在1960年，美国“的里雅斯特”号载人潜水探测器就在马里亚纳海沟下潜了10910米，并由此拉开了人类深海探险活动的序幕，但最早实施深海环境研究计划的国家却是日本。1971年成立的日本海洋科学技术中心JAMSTEC(2004年重组为日本海洋地球科学与技术部)从1991年就开始实施了“深海之星(Deep Star)”项目，专注于研究深海环境的微生物。项目组成员建造了令人难以置信的深海科研设备，如载人深潜器“深海(SHINKAI)2000”、“深海(SHINKAI)6500”及1万米级遥控无人探测器“海沟”号，从深海获得了1，000多株嗜压、嗜冷、嗜热(110℃～150℃)、嗜碱及耐有机溶剂的极端细菌。1995年，JAMSTEC研究人员成功地探测了世界上最深的马里亚纳海沟，从传回的图像中可清晰地看到游动着数条小鱼。然而，此前人们一直以为鱼儿能生存的最深水深是8，370米呢!在从1万米深海海底采回的泥浆中，科研人员检测到180种微生物。

近年来，新一轮的深海环境研究计划已经开始。

利用海水自净能力治理海洋污染

城市生活污水通过适当方式向深海排放，在海洋的自净能力范围内，并不会对海洋水质和生态功能造成显着影响，还可节约大量治污资金。因此，污水深海排放在一定程度上是可行的。在澳大利亚的悉尼市等沿海城市，大约有80％的生活污水在进行浅度处理后进行深海排放。一些滨海城市采用岸边排放生活污水的方式是相当不合理的，因为近岸海域对污染物的降解速度远不如深海快，还会直接污染到海滩和近海的海洋自然保护区、海滨风景名胜区等重要保护对象，对保护近海海洋环境十分不利。

利用海水自净能力治理污染

当然，为了防止海洋环境污染，深海排放必须经过充分的工程设计和技术论证。《中华人民共和国海洋环境保护法》第三十条规定：在有条件的地区，应当将排污口进行深海设置，实行离岸排放。设置陆源污染物深海离岸排放的排污口，应当根据海洋功能区划、海水动力条件和海底工程设施的有关情况确定，具体办法由国务院规定。我国《防治海洋工程建设污染管理条例》第二十三条规定：污水离岸排放工程排污口的设置应当符合海洋功能区划和海洋环境保护规划，不得损害相邻海域的功能。污水离岸排放不得超过国家或者地方规定的排放标准。在实行污染物排海总量控制的海域，不得超过污染物排海总量控制指标。

绿牡蛎事件

1986年1月，我国台湾省高雄县二仁溪口海域养殖户发现，自己养殖的牡蛎呈现奇怪的绿色，人称“绿牡蛎”事件。后经研究表明，附近的废五金处理厂排放的含铜废水，是导致牡蛎变绿的主要原因。二仁溪位于高雄县、台南县与台南市三个地区的交界处，这里人口稠密，工厂林立。废五金处理厂在对废电线电缆、电子零件、电路板等进行酸洗时，所产生的废液中含有大量的铜离子。这些废水与其他工业废水大都未经处理就直接排至二仁溪，顺流进入河口附近海域，长期的污染造成海水铜浓度过高，并被养殖牡蛎吸收富集。实测结果显示，绿牡蛎事件并非台湾地区独有

该海域的牡蛎含铜量高达4，410μg／g(干重)，富集系数超标50万倍!一般当牡蛎体内累积的铜超过500μg／g(干重)时，肉眼看上去呈绿色，但是即使体内含铜量高达4，500μg／g(干重)，牡蛎的生长仍然不受影响。随后几年，台湾新竹香山、台南安平附近海域养殖的牡蛎也相继出现轻微变绿的现象，其铜含量大都介于600～800μg／g(干重)之间，变绿原因亦和铜污染有关。

绿牡蛎事件并非我国台湾地区独有，在英国、澳大利亚和美国都曾经因船舶污染或工业污染而使其附近海域的海水铜浓度增加，早在1886年，兰克斯特(Lankester)就发现了肉体变绿的牡蛎，称其为“患绿色病(greensick)的牡蛎”。

五日生化需氧量

生化需氧量又称生化耗氧量(biochemical oxygen demand，BOD)，表示水中有机污染物经好氧微生物分解时所需的溶解氧量(单位毫克／升)，是评价水质的常用指标。生化需氧量越高，表示水中的需氧有机污染物质越多。

五日生化需氧量测定有机污染物经微生物氧化分解的过程一般分为两个阶段：第一阶段，主要是有机物被转化成二氧化碳、水和氨，即碳化阶段；第二阶段主要是氨被转化为亚硝酸盐和硝酸盐，即硝化阶段。第二阶段对环境质量影响较小。废水的生化需氧量通常是指第一阶段有机物生物进行化学氧化所需的氧量。

因为微生物活动与温度有关，所以测定生化需氧量时，一般以20℃作为测定时的标准温度。这时，一般生活污水中的有机物需要20天左右才能基本上完成第一阶段的氧化分解过程，即要测定第一阶段的生化需氧量至少需要20天时间，这在实际工作中常常比较困难。目前都以5天作为测定生化需氧量的标准时间，简称五日生化需氧量，用BOD5表示。

海洋中的生物泵

海洋浮游植物通过光合作用吸收大气中的CO2，释放出氧气，并且成为海洋食物链中其他各级生物的有机质食物来源。海洋浮游生物同时产生。

大海中的生物泵示意图

各种钙质生物骨骼或壳体，死亡后的残骸逐渐沉降到洋底——这就犹如一个“泵”，将上层海水中的CO2最终“抽提”输送到洋底沉积物之中。这个通过光合作用将无机碳固定为有机物，之后在食物网内的转化、物理混合、输送及重力沉降等的综合过程被称为“生物泵”，其“引擎”受浮游植物吸收碳的速率(光合作用速率)的影响，它的初级生产力是生物泵运转的“发动机”。

对于各种有机、无机形态碳之间的循环，以及碳从表层向深海的输送，除了生物泵的作用外，还有物理泵的作用。物理泵的驱动力来自海洋缓慢的环流及冷水中CO2溶解度高于温暖水体。在高纬度海域，特别是北大西洋和南大洋，冷的、密度较大的水团在沉降至海洋内部前吸收大气的CO2，这些沉降的水团伴随着其他海域的上升流流动。水团到达海洋表层时变暖，CO2溶解度降低，因而部分CO2会释放回大气中。但其综合效应的结果是将大气CO2泵入海洋内部。物理泵和生物泵共同作用，增加海洋内部的CO2浓度。

海洋生物的营养物质

海洋生物的营养物质是指生物需要的能促进细胞或生物体生长、保养、活动和繁殖的物质，这些物质除蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素和水外，还包括无机盐等，我们都称之为营养物质。

海洋生物的营养物质示意图

在海洋中，许多元素是生物生长所必需的营养元素，如H、C、O、N、P、Si、Mg、Cl、K、S、Ca、Fe、Co、Cu、Zn、Se等。在天然海水介质中，C02、S02-、HBO-3、Mg2+、C1-、K+、Ca2+等的含量很高，它们不会限制海洋生物的生长，通常不将其称为营养盐。而一些痕量元素，如Fe、Mn、Co、Zn、Se等，由于在海水中的含量很低，一般称为痕量营养盐。N、P、Si是海洋生物生长所必需的最重要元素，也是海洋进行初级生产和食物链的基础，其在海水中的含量高低会影响海洋生物生产力与生态系统结构，反过来，生物活动又会对其在海水中的含量和分布产生明显的影响，故通常将N、P、Si称为主要营养盐(或生源要素)。

海水中营养盐的来源包括大陆径流的输入、大气沉降、海底热液作用、海洋生物的分解等。在海洋真光层中，浮游植物在生长和繁殖过程中不断地吸收营养盐，它们在代谢过程中的排泄物和生物残骸，经过细菌的分解，又将一些营养盐再生，重新回到海水中。从真光层沉降的颗粒组分，在中、深层水体部分中再次被分解，生成无机营养盐，之后通过垂直平流、扩散作用重新回到真光层，如此不断循环。