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華盛頓州佩恩灣——勞拉·紐科姆手拿餅乾托盤，身穿救生衣，看起來更像是一位困惑的烘焙師，而不是一位海洋生物學家。但這位華盛頓大學的研究員是工作裝束。
她的工作：測試這個田園詩般的海灣（美國最大的貽貝產地）中的貽貝如何受到不斷變化的海洋條件，特別是更溫暖和更酸性的水域的影響。這個問題對於該地區貽貝養殖戶的未來至關重要。更重要的是，它對於理解氣候變化是否威脅到世界各地的貽貝，以及貽貝在野外支援和保護的食物鏈至關重要。
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俄勒岡州立大學研究氣候如何影響沿海生態系統的研究員布魯斯·門格說：“沿著西海岸，貽貝是著名的生態系統工程師。它們為數十種物種提供棲息地，為許多捕食者提供食物，並佔據了大量空間，因此確實是‘優勢’物種。”
2000萬年
溫室氣體排放產生的碳持續使海水變得更酸性，擾亂了適應過去2000萬年略微鹼性水域的生物。
就貽貝而言，華盛頓大學早期的一項實驗室研究發現，二氧化碳的增加會削弱貽貝用來依附在海岸線或商業捕撈者使用的繩索等物體上以生存的粘性纖維，稱為足絲。
門格補充說：“如果足絲減弱最終變得重要，那麼後果將是嚴重的，甚至可能是災難性的。”
紐科姆現在的目標是將實驗室中學到的知識應用到現實世界中。紐科姆說：“我沒有花大量時間嚴格控制貽貝生長的溫度和pH條件，而是利用自然的季節性變化來嘗試回答相同的問題。”
紐科姆的野外辦公室是一艘捕撈船的後甲板——正好位於廁所和微波爐之間。空間狹窄，但景色壯麗：華盛頓州惠德比島佩恩灣的藍色海水映襯著連綿起伏的峭壁和白雪皚皚的山脈。
酸度增加30%
這位華盛頓大學的海洋生物學家是佩恩灣貝類公司的客人，該公司也是美國曆史最悠久、最著名的貽貝運營公司。如果您是貽貝愛好者，您可能吃過一些——它們在好市多以及全國各地的高檔餐廳都有銷售。
紐科姆將剛捕撈的貽貝放在她的托盤上，取樣測量大小、厚度和強度。貽貝生長在懸掛在海灣中數十個筏子上的21英尺長的繩索上，紐科姆從兩個深度取樣：3英尺和21英尺。她還採樣測量了這些深度的水溫和pH值。
在工業革命和人為二氧化碳爆發之前，海洋pH值的平均值為8.2。今天為8.1，在對數尺度上酸度增加了30%。計算機模型預測，按照目前的溫室氣體排放率，到本世紀末海洋酸度將達到7.8至7.7。
華盛頓州的情況比這條曲線略微超前，因為深海中古老的碳儲存會週期性地被當地洋流攪動上來。
令人驚訝的實驗室發現是，當暴露於pH值為7.5的環境中時，貽貝足絲會減弱40%。
在佩恩灣，低pH值水平並不少見——紐科姆甚至在她取樣的這一年中見過7.4。
紐科姆的研究生導師，也是華盛頓大學團隊的負責人艾米麗·卡林頓說：“我們擔心他們會更頻繁地看到這種情況。”該團隊發表了早期的實驗室結果。
貝殼形成困難
佩恩灣的工作緊隨其後的是廣為人知的研究，該研究表明，由於酸性水域，華盛頓州海岸沿線孵化場的牡蠣幼蟲在形成貝殼方面遇到了困難。
卡林頓說：“貽貝是新的牡蠣。”但有一個轉折：貽貝證實，海洋酸化的影響在軟體動物中不僅僅侷限於無法形成貝殼。
華盛頓大學研究酸化影響的海洋科學教授特里·克林格說，實驗室的發現是“越來越多的證據的一部分，這些證據表明，僅海洋酸化以及與其他壓力因素結合，將產生超出貝殼礦化的影響。”
她說，其他研究表明，酸性更強的海水會刺激“魚類行為的改變和有害藻類中毒素的產生”。
佩恩灣貝類公司和華盛頓大學的研究人員在公司捕撈者看到一些本應長滿貽貝的養殖繩索上出現空缺後聯手合作。這是否是由於足絲減弱造成的？
佩恩灣貝類公司總經理伊恩·傑弗茲說：“兩年前我們遇到了相當多的脫落，去年少了一點。問題出現了，‘這與某些因素有關嗎？’”
紐西蘭的困境
對該行業所謂的“脫落”的擔憂遠不止佩恩灣。
太平洋海岸貝類養殖戶協會主任瑪格麗特·巴雷特說：“我們知道貽貝脫落一直是週期性問題，但我們不知道原因。”
這是一個全球性問題。在主要的貝類生產國中，紐西蘭正在建立一個酸化監測網路，而西班牙的研究人員正在計劃一項類似於佩恩灣的研究。
在整個地中海地區，貽貝養殖戶也報告了問題。歐盟委員會研究酸化問題的小組的研究員路易斯·羅德里格斯說：“過去幾年，絕大多數生產商都因夏季熱浪而遇到了重大困難。”
這些問題包括義大利和黑山地區的脫落，以及水溫超過82.4華氏度的水域中貝殼變薄甚至死亡。
研究員弗雷德里克·加佐說，一項相關的實驗室研究表明，貽貝暴露於82.4華氏度以上的水域時會“完全死亡”。
加佐指出，該團隊還“觀察到酸化對貽貝產生足絲能力產生了非常明顯的影響”。“在低pH值下，很容易單獨撿起貽貝；它們無法再附著自身。”
自然世界
當然，讓科學家擔心的不僅僅是養殖場的損失。在野外，貽貝在海岸線沿線形成廣闊的床，一些地區也出現了脫落。
加州大學聖巴巴拉分校研究貽貝的生物化學家赫伯·韋特說：“這在近年來在加利福尼亞州非常普遍。一個最喜歡的採集點會突然消失。”
野外的任何廣泛脫落也可能產生其他影響。這種情況尚未發生，但研究人員對此感到擔憂。
韋特指出，沙質地區的貽貝床“可以穩定海岸線，防止侵蝕”，那裡的任何損失都可能使海灘暴露於海浪的侵蝕力之下。
卡林頓認為，她的團隊的研究可能會為全球貽貝養殖業帶來一個“早期預警系統”，該產業每年的價值為15億美元。透過建立pH值閾值，養殖戶可以更好地監測區域，並在需要時在酸性較低和較冷的水域中尋找安全港。
紐科姆補充說：“貽貝在水中的位置確實很重要，”她指出，即使是初步結果也表明，在更靠近水面的地方養殖貽貝往往意味著酸度較低。然而，那裡的權衡可能是溫度較高。
這項研究還需要兩年的資料收集才能得出任何明確的結論，但卡林頓說，早期的實驗室測試強調了對實地資料的需求。
她問道：“你是否會擔心被削弱40%？我會的。”
本文最初發表於《每日氣候》，《每日氣候》是由非營利性媒體公司環境健康科學出版社出版的氣候變化新聞來源。