icon/64x64/fisheriesCreated with Sketch. 海洋

海洋酸化冲击波:美国西海岸贝类养殖场的应对之道

北美牡蛎养殖业应对气候变化的经验可供塞内加尔借鉴。
中文
<p>华盛顿州牡蛎湾,泰勒贝类养殖场(Taylor Shellfish Farms)的一名工人正在收获牡蛎。和美国太平洋沿岸其他养殖户一样,泰勒贝类养殖场也受到2007年海洋酸度飙升的严重影响,目前他们正在和研究人员合作开展监测和减缓工作。图片来源:Ted S Warren / Alamy</p>

华盛顿州牡蛎湾,泰勒贝类养殖场(Taylor Shellfish Farms)的一名工人正在收获牡蛎。和美国太平洋沿岸其他养殖户一样,泰勒贝类养殖场也受到2007年海洋酸度飙升的严重影响,目前他们正在和研究人员合作开展监测和减缓工作。图片来源:Ted S Warren / Alamy

编者按:从西非的大西洋沿岸到北美的太平洋沿岸,海洋酸化正在破坏贝类的生长。本文是两篇系列报道的第二篇,对话地球将探讨美国西海岸可供借鉴的经验教训。阅读第一篇文章,了解塞内加尔的贝类产业所受到的影响。

俄勒冈州和华盛顿州是美国西海岸贝类贸易中心,2007年贝类产业濒临崩溃前,当地的产值曾高达1.11亿美元

事情的起因迷雾重重:为周边贝类养殖场提供种苗的沿海种苗场里有数百万牡蛎幼苗死亡。起初,养殖户和科学家认为这是细菌性疾病肆虐造成的。几个月后他们才发现真正的罪魁祸首:注入繁育池内的海水酸性变强了

A face reflected in a circular surface streaked with brown water markings
美国西海岸俄勒冈州威士忌溪贝类种苗场(Whiskey Creek Shellfish Hatchery),工作人员举着的筛网上面都是从繁育池里采集到的牡蛎幼苗。图片来源:Lynn Ketchum / Oregon State University, CC BY SA

A hand holding small brown shells above a bucket
路易斯安那州种苗场的牡蛎种苗——已经长出贝壳并能永久附着在物体表面的幼体。图片来源:Louisiana Sea Grant / Flickr, CC BY
Oysters on a conveyer belt
纽波特俄勒冈牡蛎养殖场(Oregon Oyster Farms),正在加工的成体牡蛎。图片来源:Lynn Ketchum / Oregon Sea Grant, BY NC SA

这种变化是人为造成的二氧化碳排放和加利福尼亚洋流系统(California Current system)的季节性上升流二者的影响叠加所致。

春夏季,风吹向赤道的方向,将表层海水推向南方和近海。随着这些海水的移动,它们被富含碳的深海冷水取代。

从全球范围来看,空气中的二氧化碳被海洋吸收,导致海洋酸化。上升流带来了额外的碳,加剧了与二氧化碳水平上升相关的酸化。

Two black and white microscopic images side-by-side. The left image shows a circular shape with smooth white edges, the right image shows a smaller white circular shape with bumpy edges
华盛顿州达博湾泰勒贝类养殖场种苗池内孵化仅一天的太平洋牡蛎幼苗。左图的幼苗养在碳酸盐浓度适合的海水中,右图中的水酸性更强,霰石含量较低,不利于幼苗形成外壳。图片来源:George Waldbusser and Elizabeth Brunner / Oregon State University, CC BY SA

牡蛎需要碳酸钙化合物来形成外壳。幼苗利用的是霰石形式的碳酸钙,而幼年和成年期的牡蛎则利用的是方解石形式的碳酸钙来构建更加坚固的外壳。

海水酸度上升时,海洋中的碳酸盐含量降低。因此,加利福尼亚洋流上升流“让牡蛎幼苗形成霰石壳的难度越来越大。”当时正在协助监测牡蛎种苗场的华盛顿海洋酸化中心(Washington Ocean Acidification Center)联席主管扬·牛顿(Jan Newton)解释说。

海洋酸化

大气中二氧化碳含量越高,意味着海洋吸收的二氧化碳也就越多,这会产生一连串的化学反应,使海水中的氢离子浓度升高,导致其酸性上升。

2008年,又一波强大的加州洋流上升流几乎摧毁了位于俄勒冈州内塔特斯湾(Netarts Bay)的威士忌溪种苗场(Whiskey Creek hatchery)——这是美国最大的牡蛎种苗场之一。

除了导致该种苗场几乎关门外,此次事件还“引起了一系列重大的连锁反应,养殖者好几年都很难获得牡蛎种苗(已经形成壳、可以附着在物体表面的幼体)。”俄勒冈州立大学海水酸化研究员乔治·沃尔德布瑟(George Waldbusser)说。

这促使整个行业行动起来。

提前检测酸性

2010年,牡蛎养殖者联合学者、州政府,以及部落机构,共同部署浮标监测当地种苗场用水的酸碱度、盐度、温度、氧气和霰石含量。

在行业、州政府和国家的资助下,该网络不断发展壮大,最终成为美国综合海洋观测系统(Integrated Ocean Observing System,简称IOOS)的一部分。这个网络由一千多个遍布美国整条海岸线的海洋传感器组成,“就像一个国家气象服务系统,但用于采集沿海海洋数据。”牛顿说。

Two men stand next to a piece of yellow and blue machinery on the deck of a boat
华盛顿大学的研究人员正准备部署一个浮标,用于测量太平洋西北部奥林匹克半岛附近海水的酸碱度和二氧化碳浓度。图片来源:John B Mickett / University of Washington

如今有了实时数据,种苗场便能对即将发生的上升流作出反应,通过添加化学物质的方式来“缓冲”种苗池里水的酸度变化。相比之前出现上升流的年份,某些采用这种方式的种苗场遭受的破坏程度显著降低。

牛顿认为,“之所以会有这样的改善是因为大家会互相传递信息”,否则渔民会暴露在海水酸化的无形威胁之下。

但许多地方没有海水监测和处理技术,那里的贝类养殖和捕捞者正深受海洋酸化之苦。

能力建设与韧性建设

这一领域的专家越来越多地呼吁大家关注发展中国家和发达国家之间存在的这种差距

西非沿海水域与美国太平洋西北部的情况惊人地相似。两地都盛产贝类,都是当地民众重要的收入来源。上升流系统不仅养活了他们,也令他们尤其容易受到海水酸化的影响。

塞内加尔沿海的渔民也报告称他们的牡蛎和其他贝类产量出现了问题。

塞内加尔谢赫·安达·迪奥普-达喀尔大学(Cheikh Anta Diop University)渔业与水产养殖研究所前主管马利克·迪乌夫(Malick Diouf)说:“这是一个真正令人担忧的问题,因为贝类在整个西非海岸的家庭社会经济中有着重要的地位,(它们既是)动物蛋白来源,也是市场经济建立后女性的经济来源。”

A woman standing in knee-deep green water looks at the roots of a mangrove tree
塞内加尔萨卢姆河三角洲(Saloum Delta),渔民克莱门西娅·恩德尼(Clemencia Ndene)在红树林的根系间寻找可收获的牡蛎和贻贝。贝类是许多西非沿海社区家庭关键的经济来源。图片来源:Karo Zen / 对话地球
A person holding a basket full of shells
塞内加尔帕尔马林(Palmarin),女人们将鸟蛤(一种蛤蜊)放在一堆烧热的灰烬里烤熟,去壳后的贝肉要么供当地食用,要么卖掉,有时还会销往国外。图片来源:Karo Zen / 对话地球

但塞内加尔的贝类产业从业者跟他们的美国同行不一样,他们没有资源来监测和适应。随着气候变化加剧,这可能会产生重大影响:海产品收成下降已经成为就业不稳以及向外移民的重要驱动因素。

谢克·谢里夫(Sheck Sherif)是全球海洋酸化观察网络(Global Ocean Acidification Observing Network,简称GOA-ON)非洲中心的联席主席,该国际组织致力于检测并了解导致海洋酸化的驱动因素。

谢里夫表示,许多政治家、研究人员以及公众对该地区易受海洋酸化影响的认识有限。他告诉对话地球:“在西非,我要说的话可能是我(在世界其他地区)同事的十倍,才能让大家听到。”

截至目前,西非地区各国政府给予这一问题的支持相对较少。

“这是个难题,也是一门新的科学。西非各国政府不明白这一点。”谢里夫说。他认为,需要一支由当地“支持海洋的”专家组成的队伍来提高西非对海洋酸化的认识,并吸引投资来解决这一问题。

A woman standing in ankle-deep water bends over racks covered in mesh
塞内加尔萨卢姆河三角洲,莉娜·恩迪亚耶(Lena Ndiaye)正在红树林里照料用麻袋饲养的牡蛎幼体。这项技术由加拿大教育机构塞吉普-加斯佩学校(Cégep de la Gaspésie et des Îles)引入该地区。专家们正在争取更多类似的支持项目落地来解决西非的海洋酸化问题。图片来源:Karo Zen / 对话地球

谢里夫最近向GOA-ON联席主席以及国际合作伙伴提交了一份290万美元的提案,目的是在该地区建立一个海洋研究学术中心,其中海洋酸化将是其关注的重点课题之一。其他人也同样认为,塞内加尔和其他西非国家的这种能力建设至关重要。

巴黎大学巴黎环球物理研究所(Institut de Physique du Globe de Paris,简称IPGP)的研究助理托德·卡普森(Todd Capson)说:“这听起来简单,但我希望看到有博士研究水平的科学家在一流的机构接受培训,并给他们配备收集数据所需的工具。”

专家认为,这项责任不应完全由塞内加尔和其他发展中国家承担。

国际抗击海洋酸化联盟(International Alliance to Combat Ocean Acidification,简称OA联盟)执行主管杰西·特纳(Jessie Turner)说:“这事关公平问题。在某种程度上,世界上其他国家政府或地区有充足的时间来考虑采取哪些行动来解决近海的海洋酸化问题。我认为,这些政府在一定程度上有责任抓紧行动,投入资金去完成这项工作。”

A boat loaded with machinery docked at a jetty
这套用于监测美国沿海海洋酸化的设备通常价格高昂且十分复杂,要用其得出的数据来减轻影响需要坚实的专业技术基础设施。图片来源:John B Mickett / University of Washington
Two researchers with blue hard hats stand on the deck of a boat
奥林匹克海岸奎鲁特部落(Quileute Tribe)的海洋生物学家詹妮弗·哈根(Jennifer Hegan)(右)与华盛顿大学合作监测海洋酸度变化。这个土著社区一直以来都依靠这里丰富的海洋资源获取食物和收入,这也是他们文化认同的一部分。图片来源:John B Mickett / University of Washington
A man grimaces as he squats on a muddy beach next to a mesh bag
俄勒冈州立大学的科学家乔治·沃尔德布瑟(George Waldbusser)(前)和博士生索菲亚·温斯曼(Sophia Wensman)正在把一袋袋牡蛎放到一堆堆大小各异的牡蛎壳上。这是他们实验的一部分。空牡蛎壳溶解后会向海水中释放钙和碳酸盐,从而有可能减轻酸化。把研究转化为简单易行的适应方法,能帮助美国东西海岸的牡蛎养殖者应对不断变化的海洋。图片来源:Gustavo Garcia / Oregon Sea Grant, BY NC SA

即便是意识提高了,光是部署几十个传感器还是不够。从太平洋西北部牡蛎种苗场的经验可知,监测工具的维护、数据分析以及将所得信息转化为行动,需要一整套专业知识基础设施。

法国国家可持续发展研究所(French National Research Institute for Sustainable Development)海洋物理与遥感实验室研究员埃里克·马楚(Eric Machu)认为,塞内加尔目前没有可以领导这项工作的海洋化学家。他说:“还需要有人才,需要围绕这样一个(监测)设备建立一个联盟。”  

拯救塞内加尔的贝类产业

虽然情况正在慢慢改善,例如通过国际合作对海洋科学和气候变化方面的西非大学毕业生进行培训等,但仍存在巨大的人才缺口。

GOA-ON在海洋基金会(The Ocean Foundation)的支持下向一些国家派发了低成本便携式海洋酸化检测工具包。有17个国家获得了这套工具包,但没有一个是西非国家。

A group of people sat in the small boat; one man holds a long tube above a bottle
来自萨摩亚环境部的拉克伯·萨马鲁(Lakopo Saumalu)在位于斐济的太平洋岛屿海洋酸化中心接受GOA-ON检测盒设备相关的培训。图中他正在采集海水样本。截至目前,已经向17个国家发放了便携式检测工具包,最近派发的重点是太平洋岛国。图片来源:海洋基金会
Woman crouching to look at scientific equipment on a table
毛里求斯海洋研究所的丹尼什塔·杜玛尔(Danishta Dumur)正在用GOA-ON检测盒检测总碱度。海洋基金会称,作为几内亚湾海洋酸化监测能力建设项目(BIOTTA)的一部分,未来几个月内将向西非研究人员提供4套检测工具包。图片来源:Alexis Valauri-Orton / 海洋基金会

特纳说,各国在建设监测能力的同时可以采取一些临时措施。她所在的OA联盟正在制定超本地化(hyperlocal,意即非常小的区域)减缓海洋酸化行动计划,包括减少可能加剧酸化和脱氧的废水流入海洋,以及种植海草草甸或海带床来吸收碳并提升附近水域的PH值。

“这不仅仅是海洋观测问题,也是一个管理问题。”她说。

目前情况下,贝类产业的工人迫切需要解决方案。

塞内加尔贝类捕捞项目尼欧迪欧“新西亚莫”转型联合会(Singhiyame Niodior Transformation Unit)的会长法图·恩东-萨尔(Fatou Ndong-Sarr)说:“越来越多的学生开始来到这个地区进行研究。 利益相关者应该帮助解决这些问题,让这个行业能够继续创造更多就业机会。”

A woman dressed in blue gestures while speaking
尼欧迪欧“新西亚莫”转型联合会会长法图·恩东-萨尔希望能有办法解决影响塞内加尔贝类的海洋酸化问题。图片来源:Karo Zen / 对话地球
A hand points to photographs displayed in a grid on a book
一位“新西亚莫”成员正在讲解女性采收和加工贝类的工作照。海洋酸化正威胁着她们的生计。图片来源:Karo Zen / 对话地球

联合国海洋酸化可持续发展研究计划(Ocean Acidification Research for Sustainability)强调需要数据和证据来帮助制定有效的减缓和适应战略。

但像恩东-萨尔这样的西非人却发现很难适应。由于缺乏数据,他们很难了解正在发生的事情,更不用说采取补救措施了。如果他们能获得帮助来拯救贝类,对他们的生活将产生巨大的影响。

恩东-萨尔说:“看看就知道了。牡蛎干很贵,从中获得的收入可以满足我们大部分的需求。”

为了让人们继续可以靠这个产业谋生,塞内加尔的牡蛎捕捞者可能需要获得与美国西北部沿海社区同样的援助。