被当垃圾扔掉的贝壳，其实是海洋的“碱性护盾”

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▲上图：岩牡蛎（Rock oyster）是一种大型牡蛎，主要生长在岩石海岸的潮间带和浅海区域。它们喜欢在水质清澈、盐度较高的海域生长，通常附着在岩石或坚硬的物体上。摄影：王敏幹（John MK Wong）

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每天释放一点点碱度，牡蛎壳竟能缓解海洋酸化？没错。在一篇最新研究中，科研人员在具有代表性的北大西洋沿岸湾区中，定量评估了牡蛎壳在不同环境下的溶解速率及其对海水总碱度的影响。

近年来，由于大气中二氧化碳浓度持续升高，海洋吸收了大量CO₂，导致海水pH值下降、碳酸盐饱和度降低，形成所谓的“海洋酸化”（Ocean Acidification, OA）。这一变化对牡蛎、蛤蜊、贻贝等双壳类动物的壳体形成构成威胁，尤其影响其早期发育阶段。许多实验和实地观测显示，海洋酸化已经对双壳类育苗场造成重大经济损失。而牡蛎壳等贝壳资源被当作“废弃物”处理掉了。比如，在美国每年约有16万吨水产贝壳废弃物，其中绝大多数未被循环利用，而是堆积在岸边、填埋或丢弃。这种处理方式，不仅造成资源浪费，还可能产生环境污染问题。

海潮天下（Marine Biodiversity）小编注意到，2025年6月30日，美国罗德岛大学的王宏杰（Hongjie Wang，音译）、菲奥娜·提文-卡姆哈维（Fiona Teevan-Kamhawi）和奥利维娅·雷伯尼克（Olivia Rebernik）在国际期刊《湖泊与海洋学快报》上发表了一项新的研究，揭示了牡蛎等双壳类动物的壳体在调节海岸碳循环、缓解局地海洋酸化方面的重要潜力。该研究以美国纳拉甘西特湾（Narragansett Bay）为实地案例，系统评估了不同二氧化碳分压条件下牡蛎壳体的溶解速率及其对总碱度再生的影响。

▲上图：人工养殖的牡蛎是一种广受欢迎的海鲜，有较高的营养价值。养殖牡蛎通过专门的水产养殖技术在沿海地区或淡水水域中培育，不仅能够满足市场需求，还在一定程度上缓解了对野生牡蛎种群的捕捞压力。它们常被用于生吃、烤制、煮汤或制作其他美食，风味鲜美且口感独特，深受消费者青睐。此外，牡蛎养殖对水体净化也有积极作用，是可持续发展水产养殖的重要一环。上图是2025年春节前，北京的某居民楼的垃圾站前，老百姓食用海鲜（牡蛎）之后剩下的壳儿。©海潮天下

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贝壳是自然碱源，
在碳循环中扮演双重角色

在海洋碳循环中，双壳类动物的壳体既是碳的储存形式，又是潜在的碱度来源。研究指出，贝壳形成过程中发生钙化反应，虽然固定了碳酸盐，但同时释放二氧化碳。然而当壳体在海水中溶解时，释放出的碳酸盐离子能够提高总碱度，从而增强海水对酸化的缓冲能力。

在本研究中，实验测定显示牡蛎壳在不同水化学条件下的碱度再生速率为每天4~56微摩尔每升。这一数值表明，即使在碳酸钙处于过饱和状态的水体中，牡蛎壳体仍会发生显著溶解。这一现象，被归因于壳体表面微生物代谢产生的局部腐蚀性环境，从而打破了“过饱和水体中贝壳不溶解”的传统认识。

▲上图：太平洋牡蛎的壳。©Linda Wong | 海潮天下

贝壳被忽视的生态功能

牡蛎壳的溶解不仅具备化学意义，更在生态层面展现出关键作用。研究表明，贝壳的缓冲能力有助于改善局部水环境条件，尤其是在代谢活跃、酸性增强的沉积物区域。这种碱度释放过程有助于减轻海洋酸化对牡蛎幼体等敏感物种的影响，为其提供更为稳定的栖息环境。

尽管如此，美国大多数沿海州目前仍将水产养殖产生的大量贝壳（约16万吨／年）视为生物废弃物进行处理，极少数被用作建材或石灰原料。这种处理方式不仅未能发挥贝壳在自然系统中的“再生碱源”作用，反而加剧了沿海生态系统对酸化的脆弱性。

▲上图：牡蛎的内部结构简单但高效。它们通过鳃进行呼吸，同时外套膜也参与气体交换。一个小小的三室心脏负责将无色的血液输送到全身，而两颗肾脏则清除血液中的废物。尽管没有大脑，它们却有两对神经索和三对神经节组成的神经系统。在生殖方面，牡蛎显得十分特别。许多种类的牡蛎既有雄性生殖器官也有雌性生殖器官，理论上可以自我受精。它们的卵子和精子通过水体释放，受精后的卵在短短六小时内发育成幼虫，随后漂浮在水中两三周，最终定居在合适的地方，成长为成熟的牡蛎。上图是一只欧洲平牡蛎。摄影：Taishonambu（CC BY-SA 4.0）图文无关

回归生态循环，
当前管理策略需转变

该研究团队指出，当前海洋碱度管理策略忽视了壳体资源的生态功能，是导致自然缓冲机制中断的重要原因。研究回顾历史数据发现，在1870年前的切萨皮克湾（Chesapeake Bay），天然牡蛎礁中壳体所提供的碱度等价物，几乎相当于该海湾今日整个水体中所含的总溶解碱度。这一对比揭示了贝壳资源在提升沿海生态系统碳储能力方面的巨大潜力。

此外，该研究还提示，牡蛎壳等天然碱性材料可被纳入“海洋碱度增强”（Ocean Alkalinity Enhancement, OAE）等碳管理技术路径中，成为一种成本较低、生态友好的自然解决方案。特别是在全球气候变化背景下，这种基于自然的方式可能成为应对局地环境退化、提升生态韧性的重要工具。

渤海湾的海边岩石上，经常可以看到这样的牡蛎礁石的痕迹。©Linda Wong 摄影 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

从废弃物到未来可能成为一种“生态资产”，这个研究，给贝壳资源的再利用提供了一份科学依据。作者团队揭示了贝壳在碳循环中的关键化学过程，也凸显了其生态功能、以及潜在经济价值。在人类不断寻求可持续解决方案以应对海洋环境恶化的今天，贝壳这一曾被忽视的“废弃物”——或许有望转变为生态修复与碳调控中的重要资源之一。该研究团队建议，各级政策制定者和水产养殖业者应重新审视贝壳资源的管理模式，推动建立系统的回收与再投放机制，使其重返生态循环之中，成为抵御海洋酸化压力、稳定海岸碳系统的天然防线。

▲上图：各种各样的贝壳标本。摄影：Linda Wong | 海潮天下

【参考资料】感兴趣的海潮天下（Marine Biodiversity）读者可以参看该研究的全文：

Wang H., Teevan‐Kamhawi F. & Rebernik O., in press. Harnessing nature’s buffer: assessing the role of bivalve shells in coastal alkalinity regeneration. Limnology and Oceanography Letters. Article.

https://doi.org/10.1002/lol2.70033

https://aslopubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lol2.70033

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【引用本文】
王海诗.被当垃圾扔掉的贝壳，其实是海洋的“碱性护盾”！.海潮天下.2025-07-17

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