氣候變遷的海洋表現為慢性壓力，包括升溫、酸化和缺氧，以及急性壓力，例如海洋熱浪。科學家已稱，即使大幅削減溫室氣體排放，到 2040 年，海洋也將進入未知領域，在目前的升溫速度下，海洋物種為了尋找更冷的水域，已經開始向兩極遷移。
聯合國政府間氣候變遷專門委員會 IPCC 報告，自 1970 年以來，全球海洋吸收氣候中 90% 的過剩熱量。因此，自 1993 年以來，海洋暖化的速度已經增加一倍以上。報告作者也指出，自 1982 年以來，海洋熱浪的發生頻率很可能也增加一倍，而且強度還在增加。
IPCC 發布針對氣候變遷和海洋變化的研究，模擬四種情境下的海洋狀況，包括當前狀況、高排放未來狀況，以及低排放未來狀況，發現 15 年後，海洋生態系統將面臨極端高溫、氧氣流失和酸化等問題。
海洋酸化和氧氣流失，海洋生物面臨越來越大壓力，不是遷徙，就是適應，不然就滅絕。科學家表示，我們已經目睹這種情況的發生。
每十年遷徙 52 公里
研究發現，自 1950 年代以來，生活在海洋表面附近的海洋物種，平均每十年向兩極遷移約 52 公里。其餘生活在海底的海洋生物，在同一時期內，每十年向兩極移動約 29 公里。有些物種的遷移速度較快，例如澳洲東部的黃尾鰤，每十年遷移的距離可達 102 公里。
研究作者之一澳洲科學家表示，我們已經觀察到，由於大堡礁、珊瑚礁和熱帶生態系統正面臨溫度變化，一些生物的行為也發生改變。一些魚類正在積極尋找更涼爽的棲息地，一些原本被認為能夠耐受惡劣環境的小型鯊魚，也已接近其生存極限。
近年來，海洋生物學家在許多論文中都注意到這種轉變。 2013 年一項重要的文獻回顧發現，在所有研究過的海洋生物中，82% 確實正在向兩極遷移。根據今年發表在《自然》期刊上的研究結果，連浮游動物也在兩極移動。
海洋生物面臨三大威脅
隨著海面溫度升高，一些海洋生物也朝向更深、更冷的水域遷徙，尋找生存空間。例如，一項研究發現，在過去 25 年裡，北海的一些魚類每十年就將其生存範圍下移 3.6 公尺。
報告指出，這些變化並非純粹的地理變化，出現在新棲息地的海洋動物，也會以不同方式與周圍的海洋生物互動。其他由氣候驅動的海洋變化，例如氧氣供應減少和海洋酸化，也在重塑海洋生物的模式。
科學家警告，海洋變暖、氧氣流失和酸化是海洋生物的致命三重奏，不斷變化的環境已經使海洋生物的生存變得更加困難。研究預測，在本世紀全球地表升溫超過 1.8°C 的情境下，從本世紀中葉開始，海洋氣候將超過 1995~2014 年的異常值，2040 年之前，即使是環境變化速度最慢、最有可能保留生物多樣性的所謂氣候避難所也會消失。該研究已發表在《地球的未來》期刊。
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