材料和方法

實(shí)驗(yàn)性海洋OA研究的主要特征

我們?cè)赪eb of Science核心合集Science Citation Index Expanded(SCI-EXPANDED)中檢索了調(diào)查海洋酸化、pH值變化或pCO2變化對(duì)海洋生物的影響的研究。使用了以下搜索條件：TI?('二氧化碳'OR CO2 OR CO2 OR pCO2 OR pCO2 OR高碳酸血癥或'海洋酸化')AND TS?(效應(yīng)*OR影響*OR影響*OR壓力*)AND TS?(海洋或海水)AND TS?(有機(jī)體*或群落*或物種)不是TS?(湖泊或淡水)。應(yīng)用了以下Web of Science類別：生態(tài)學(xué)或海洋、淡水生物學(xué)、海洋學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生理學(xué)、生物學(xué)、植物科學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、環(huán)境研究、微生物學(xué)。檢索了1945年至2014年3月期間發(fā)表的所有論文。該搜索配置文件產(chǎn)生了527個(gè)命中，其中324個(gè)包含在現(xiàn)場(chǎng)、中宇宙或?qū)嶒?yàn)室中的實(shí)驗(yàn)工作，因此用于我們的薈萃分析（所有324個(gè)參考文獻(xiàn)均作為補(bǔ)充材料的表S1提供）。其他研究要么是純粹的海洋學(xué)、純水化學(xué)、觀察性研究或描述性原位研究，因此不適合這種分析。從研究中提取的信息具有以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)特征：(1)研究是在實(shí)驗(yàn)室、中觀還是野外進(jìn)行，(2)考慮了哪個(gè)個(gè)體發(fā)育階段，(3)有多少個(gè)連續(xù)的個(gè)體發(fā)育階段考慮，(4)考慮了多少連續(xù)世代，(5)應(yīng)用了多少（交互）因素，(6)處理水平是恒定還是波動(dòng)，以及在多少(7)個(gè)地理區(qū)域，(8)季節(jié)實(shí)驗(yàn)運(yùn)行的年份或(9)個(gè)不同年份。每項(xiàng)研究的分類見補(bǔ)充材料的表S1。

pH值的原位波動(dòng)

我們只考慮了在天然底棲棲息地中至少測(cè)量了碳酸鹽化學(xué)描述詞之一（即pCO2、pH、CO2(aq)、HCO3–、CO3 2-）的研究。僅記錄二氧化碳的海氣交換（例如通過浮鐘）或人工圍欄內(nèi)變化的研究被排除在外。我們將搜索范圍限制在海洋系統(tǒng)并排除了河口，但包括了波羅的?；蚝诤５认趟吘壓?。過去四年中總共有54篇出版物符合上述標(biāo)準(zhǔn)（見補(bǔ)充材料中的表S2）。

我們將其中至少一個(gè)碳酸鹽化學(xué)參數(shù)以小于30分鐘的采樣頻率進(jìn)行測(cè)量的任何系列視為“連續(xù)的”?！皺M斷面”對(duì)應(yīng)于在沿環(huán)境非生物（例如深度、潮汐帶）或生物（生態(tài)帶）梯度的至少兩個(gè)位置同時(shí)進(jìn)行測(cè)量的研究?！皬?fù)制”對(duì)應(yīng)于在至少兩個(gè)具有相似非生物和生物特征的位置同時(shí)進(jìn)行測(cè)量的研究。

圖1.從300項(xiàng)關(guān)于OA對(duì)海洋生物影響的近期調(diào)查中提取的OA研究工作的特征分布（見表S1）。黑條表明實(shí)驗(yàn)方法的特征顯然是首選，因?yàn)樗鼈兊暮?jiǎn)單性或提供清晰和顯著結(jié)果的潛力。在x軸上給出的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的每個(gè)方面，出版物的總和為100%。

藻類擴(kuò)散邊界層的表征

2013年9月，使用pH微傳感器在新鮮收集的Fucus vesiculosus葉片（n=3）上研究了藻類表面的擴(kuò)散邊界層。在流通系統(tǒng)中，F(xiàn)ucus葉片水平固定在尺子上，這允許在藻類表面上定向流動(dòng)。水溫恒定在208℃，流速由閥門調(diào)節(jié)。使用尖端直徑為10毫米的pH微傳感器、萬用表和電動(dòng)微操作器（均來自丹麥Unisense）以40-100毫米的步長(zhǎng)測(cè)量靠近藻類表面的pH。操縱速度（停滯、緩慢（0.5 cm s-1）和高（1.5 cm s-1））和光照條件（亮或暗），產(chǎn)生六種不同的處理，每種處理都應(yīng)用于所有刀片。在每次處理之間，持久的擴(kuò)散邊界層首先被破壞（用注射器噴水），然后在新條件下放置5分鐘以建立起來。試驗(yàn)分析表明，這個(gè)時(shí)間滯后足以在非停滯條件下建立穩(wěn)定的邊界層。在停滯條件下，邊界層的穩(wěn)定需要更長(zhǎng)的時(shí)間（取決于溫度），但我們的首要任務(wù)是讓藻類生理學(xué)適應(yīng)新條件的時(shí)間相同。因此，在停滯條件下測(cè)量的輪廓可能是保守的。

在沿海系統(tǒng)評(píng)估海洋酸化的影響所取得的成就——摘要、介紹

在沿海系統(tǒng)評(píng)估海洋酸化的影響所取得的成就——材料和方法

在沿海系統(tǒng)評(píng)估海洋酸化的影響所取得的成就——結(jié)果、討論

在沿海系統(tǒng)評(píng)估海洋酸化的影響所取得的成就——結(jié)論、致謝！