海洋酸化是CO2排放引起的另一重大环境问题. 工业革命以来, 海洋吸收了人类排放CO2总量的三分之一. 目前, 海洋每年吸收的量约为人类排放量的四分之一(即约每小时吸收100万吨以上的CO2), 对缓解全球变暖起着重要的作用. 然而, 随着海洋吸收CO2量的增加, 表层海水的碱性下降, 引起海洋酸化. 海洋酸化会引起海洋系统内一系列化学变化, 从而影响到大多数海洋生物的生理、生长、繁殖、代谢与生存, 可能最终导致海洋生态系统发生不可逆转的变化, 影响海洋生态系统的平衡及对人类的服务功能. 地球历史上曾多次发生过海洋酸化事件, 伴随着生物种类的灭绝, 其内在联系虽然不甚明确, 却也可能暗示未来海洋酸化可能对海洋生态系统产生重大的影响.
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