海洋酸化是21世纪人类面临的重大环境问题之一，其对海洋生态环境将产生难以预估的深刻影响。人类活动大量排放二氧化碳被海洋水体吸收是导致海洋酸化的主要原因。在海洋酸化的背景下，钙化生物的生存面临严重威胁，珊瑚礁首当其冲。海底地下水排泄（Submarine Groundwater Discharge）指的是大陆边缘上从海底( 海床) 到沿岸海域中的任何水流。它主要包括陆源淡水和再循环海水，是陆源物质进入近岸水体的主要方式。海岸含水层是咸淡水混合地带，因特殊的生物地球化学过程，海底地下水通常具有较高的DIC值和pCO₂值以及较低的pH值。先前的相关研究表明，海底地下水是珊瑚礁泻湖碱度的主要来源，这在一定程度上能够缓解珊瑚礁的酸化。然而，在富含碳酸盐的砂体中，潮汐驱动下的海底地下水排泄（海底地下水的一种）已经被证实是导致珊瑚礁pH值降低的主要因素。在这些区域，SGD信号和pH值变化具有十分显著的相关性。沿岸珊瑚礁系统pH值变化实际上受多种因素影响，鉴于其复杂性，我们对它的机制了解仍然有限。仅有的一些研究成果也仅限于少数几种珊瑚礁类型，定量研究更加匮乏。

为了探明海底地下水对沿岸珊瑚礁生态系统的影响，定量地研究其影响过程和机制，我实验室王桂芝老师课题组在南海三亚湾展开研究。基于时间序列观测和同位素技术，估算出三亚湾海底地下水通量及其对珊瑚礁系统碳酸盐系统各参数的贡献量。研究成果显示，该区域潮汐变化大，从天文大潮到天文小潮的潮汐变化剧烈，与之相对应也带来了DIC,TA，pH，pCO₂的剧烈变化。更有趣的是，受控于潮泵效应和生物活动，这些参数的日变化幅度随着从天文大潮到天文小潮而变小。在天文大潮的退潮期间，课题组观测到了最小的盐度值， DIC, pCO₂、Ra同位素活度的最大值，以及pH、文石饱和度的最小值。这些观测结果和用达西定律和²²⁶Ra活度分布估算得到的海底地下水排泄速率一致吻合。这表明，潮汐变化驱动下的海底地下水排泄，带来了pH值相对较低的水体，是造成该地沿岸珊瑚礁酸化现象的主要原因。这一研究成果不仅表明海底地下水对近岸生态系统的影响不容忽视，同时，在全球二氧化碳浓度不断增加的背景下，珊瑚礁生态系统将面临更严峻的威胁，该成果对沿岸珊瑚礁保护工作具有指导意义。