内容正文:
【教学素材】
中国首个海洋酸化领域的联合国“海洋十年”项目
湖北省石首市文峰初级中学 刘涛(正高级教师)
【知识链接】2026年5月,珊瑚礁酸化观测网(CRAMN)成功入选联合国海洋科学促进可持续发展十年(2021~2030)(简称“海洋十年”)项目,这是中国首个海洋酸化领域的“海洋十年”项目。项目由自然资源部南海调查中心牵头,联合国内多家科研院所及高校,并与泰国、马来西亚、印度尼西亚、斯里兰卡4个国家的5个科研机构共同申报。核心是构建覆盖室内实验到野外监测、从个体分子到整个珊瑚礁系统的全方位酸化观测网络,为应对海洋酸化、升温、富营养化等多重压力提供技术支撑,并向中国—东盟及海上丝绸之路沿线国家输出“中国方案”。
“海水酸化”是指由于大气中二氧化碳(CO2)浓度升高,海洋吸收了过多的CO2,导致海水中的pH值逐渐降低,酸度增加的现象。这个过程会改变海洋的化学组成,对海洋生物和生态系统造成严重影响,特别是对那些依赖碳酸钙形成外壳或骨骼的生物,如珊瑚、贝类和一些浮游生物。
一、五大重点方向
以珊瑚礁生态系统应对海洋酸化、升温、富营养化等多重压力协同作用为核心研究方向,重点开展五方面工作:
(1)珊瑚礁区酸化长期监测:建立覆盖不同区域的酸化监测网络,掌握酸化动态。
(2)多重压力协同影响模拟与预测:研究酸化与升温、富营养化等因素叠加对珊瑚礁的影响。
(3)珊瑚礁生态保护修复技术研发:开发应对酸化胁迫的保护与修复技术。
(4)创新监测技术应用实践:推动新技术在实地监测中的落地应用。
(5)海洋生态科普教育:提升公众海洋科学素养和生态保护意识。
二、项目的意义
不仅在于科研本身,还在于它构建了从科学研究到政策制定的桥梁,为应对气候变化、缓解海洋生态危机提供技术支撑,是中国参与全球海洋治理的重要实践。 与此相关的,还有广州科学家在南海“种”珊瑚的修复实践,以及国际上的佛罗里达珊瑚礁酸化监测等项目,可以一并关注。
【情景创设】阅读下列科普短文,回答问题。
2026年5月,我国牵头申报的“珊瑚礁酸化观测网”项目成功入选联合国海洋科学促进可持续发展十年项目。
Ⅰ.认识珊瑚Ⅰ
(1)唐代韦应物《咏珊瑚》中“绛树无花叶,非石亦非琼”道出了珊瑚既不同于普通石头,也不同于美玉。珊瑚礁是珍贵的海洋资源,珊瑚礁的形成如图所示,珊瑚虫身体通常透明,吸收海水中的钙和二氧化碳,会分泌出石灰石,形成骨骼,长年累月形成珊瑚礁。珊瑚礁的主要成分是 (填化学式),海水的pH=8.1,呈 (填“弱碱性”“中性”或“弱酸性”),对珊瑚礁的形成至关重要。
(2)珊瑚虫体内生活着虫黄藻共生藻类,这些藻类含有多种色素才让珊瑚看起来色彩缤纷,如红珊瑚生长过程会从海水中吸收并富集氧化铁等物质。古人以铁网沉入海底让珊瑚在网上生长,到一定时候拉网采之。用铁网养殖会使珊瑚色泽更红的可能原因是 。
Ⅱ.探究珊瑚
(3)古代炼丹家曾尝试用“火法”(高温煅烧)处理珊瑚,观察到珊瑚变成了粉末的现象,主要原因是 (用化学方程式表示)。
(4)人们常将天然红珊瑚与红玉髓(主要成分SiO2,与盐酸不反应)制品混淆。
①甲同学设计了如图实验装置来鉴别并验证产物。检查装置的气密性后,取这两种样品,分别放入锥形瓶中,加入稀盐酸进行实验。若为天然红珊瑚则可以观察到的现象是 ,A中发生的主要化学反应方程式为 。
②乙同学认为这套装置可以进行简化,方案为 。
Ⅲ.保护珊瑚
(5)虫黄藻住在珊瑚体内,为珊瑚虫提供绝大部分能量,珊瑚则给藻类提供安全的“房子”和生长所需的原料,这种共生关系非常脆弱。科研人员研究了环境变化对虫黄藻数量的影响如图,由图可知实验室养殖这种珊瑚可以创设的最佳条件是 。
(6)水域pH低于5.1后珊瑚将濒临死亡,出现大面积的白化。人类活动造成大气中CO2含量升高,会引发海洋酸化和全球变暖。
①近年来珊瑚礁受海水侵蚀,退化严重,请写出海水侵蚀珊瑚礁的化学方程式 。
②写出一条日常生活中同学们可以保护珊瑚的措施: 。
参考答案
(1)CaCO3;弱碱性;(2)铁在海水中易锈蚀,使红珊瑚富集氧化铁后颜色变红;(3)CaCO3 (
高温
)CaO+CO2↑;(4)A中有气泡产生,B中紫色石蕊溶液变红,C中澄清石灰水变浑浊;CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2↑;去掉装置B、C,只保留装置A;(5)温度控制在25℃左右,pH控制在约8.3;(6)①CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2;②日常出行多选择公共交通(或随手关灯节约用电;不购买、不佩戴红珊瑚饰品;践行低碳生活减少二氧化碳排放等,合理即可)。
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