生態(tài)發(fā)現(xiàn)

生態(tài)發(fā)現(xiàn)

海洋酸化導(dǎo)致了史上最嚴(yán)重的生物大滅絕

美國《科學(xué)》雜志近日發(fā)表研究顯示，海洋酸化可能是造成2.52億年前地球生物大滅絕的元兇。

在距今約2.5億年前的二疊紀(jì)末期，發(fā)生了地球有史以來最嚴(yán)重的大滅絕事件，估計地球上有96%的物種滅絕，其中90%的海洋生物和70%的陸地脊椎動在災(zāi)難中消失，科學(xué)界將其稱之為“二疊紀(jì)滅絕”。這場滅絕的原因一直是科學(xué)界的謎團。長期以來，科學(xué)家們提出的假說很多，甚至超過了小行星撞擊引起6500萬年前恐龍和許多動物消失的那次大滅絕。長期以來，研究者懷疑是當(dāng)時地球上海洋酸化導(dǎo)致的，但至今沒有找到直接的證據(jù)。

本次研究在分析了位于阿聯(lián)酋海底的二疊紀(jì)末期巖石之后，得出結(jié)論：2.52億年前，西伯利亞火山猛烈噴發(fā)，產(chǎn)生的二氧化碳改變了海洋酸度，結(jié)果導(dǎo)致大部分陸地生物和海洋生物死亡，成為地球史上5次生物大滅絕中規(guī)模最大的一次。當(dāng)時，被稱為“西伯利亞地盾”的暗色巖大規(guī)模噴發(fā)，這是過去5億多年以來最大規(guī)模的火山活動之一，從二疊紀(jì)末期到三疊紀(jì)之初持續(xù)了100多萬年?；鹕絿姲l(fā)產(chǎn)生了巨量的二氧化碳，對陸地和海洋生物造成了可怕的后果，滅絕持續(xù)了約6萬年，三葉蟲和海蝎子等存在于海洋億萬年的生物消失，陸生動物面臨全球變暖和氣候干燥的威脅，除了人類在內(nèi)的現(xiàn)代哺乳動物等幾個少數(shù)譜系，大多數(shù)哺乳動物、爬行動物死亡。大滅絕也為2000萬年后第一代恐龍的出現(xiàn)鋪平了道路。

愛丁堡大學(xué)地理學(xué)家瑞秋·伍德說：“這是少數(shù)我們能夠證明的發(fā)生在那個時期的海洋酸化事件之一。今天的海洋也在酸化，我們相信這個研究有助于我們理解現(xiàn)代海洋酸化對海洋生命的威脅?！?/p>

海洋酸化對海洋生命的威脅

植物根系分泌物會降低土壤碳匯穩(wěn)定性

美國俄勒岡大學(xué)科學(xué)家近日在《自然氣候變化（Nature Climate Change）》期刊上發(fā)表研究稱，盡管土壤曾被認(rèn)為能夠半永久地儲存二氧化碳，但研究發(fā)現(xiàn)土壤向大氣中釋放二氧化碳的速度可能超乎人們之前的設(shè)想。

這項研究發(fā)現(xiàn)，植物根系分泌的化學(xué)物質(zhì)可以與結(jié)合在土壤礦物質(zhì)中的碳元素相互作用，打破碳元素與礦物質(zhì)的結(jié)合，讓這些碳元素被微生物分解，并隨后以二氧化碳的形式釋放到大氣中。隨著植物的根系分泌物將碳元素與保護性的礦物質(zhì)相分離，土壤釋放碳元素的速度也隨之加快。

此外，氣候變暖很有可能也在這一過程中起了催化作用。溫暖的天氣和空氣中更高濃度的二氧化碳能夠促進植物生長，從而導(dǎo)致植物根系分泌更多的化合物。這將導(dǎo)致更多原本儲存在土壤中的碳元素以二氧化碳的形式進入大氣，進一步加速氣候的變暖。

令人擔(dān)憂的是這種排放碳元素的機制目前還沒有被納入全球碳元素循環(huán)模型中。由于未考慮土壤中碳元素加速分解的因素，目前的氣候變化模型中，每年從土壤中排放出的碳元素可能低估了約1%。雖然1%聽上去并不是個很大的數(shù)字，但全球儲存在土壤中的碳元素比儲存在植物中或大氣中的碳元素多得多，因此即使發(fā)生微量變化也會給大氣碳濃度帶來嚴(yán)重影響。

60%到80%的有機物進入土壤一年內(nèi)會被分解，最終變成二氧化碳。余下的大部分碳元素經(jīng)過一系列物理和化學(xué)機制后會與土壤中的礦物質(zhì)結(jié)合，這樣微生物就無法再分解這些碳元素。在過去，科學(xué)家們認(rèn)為這些碳—礦物質(zhì)結(jié)合體是持久性碳匯，可以穩(wěn)定儲存數(shù)個世紀(jì)。

但有一個問題懸而未決：如果碳元素不斷進入土壤并儲存，為什么我們卻沒有被碳淹沒？是否有某種機制將碳元素帶回到自然循環(huán)之中？克萊博認(rèn)為這個問題在過去并未得到很好的解答，也正是他們希望探尋的方向。

西藏發(fā)現(xiàn)兩種鳥類新紀(jì)錄

西藏生物影像調(diào)查機構(gòu)（TBIS）公布的最近一次考察成果中，聲稱發(fā)現(xiàn)了中杜鵑和灰柳鶯兩種鳥類新紀(jì)錄，補充了西藏鳥類的研究記錄。

于2013年8月完成的本次野外考察，主要是對西藏阿里地區(qū)岡仁波齊以及瑪旁雍錯附近的生物進行的影像調(diào)查。調(diào)查直接記錄到的鳥類影像58種、哺乳類11種、兩棲爬行類2種、昆蟲超過23種（其中已鑒定23種）、植物超過65種（其中已鑒定65種）。除發(fā)現(xiàn)中杜鵑和灰柳鶯外，考察還多次直接目擊拍攝到珍稀貓科動物猞猁，證明西藏阿里地區(qū)維持著一個健康的猞猁種群。

中杜鵑

青海湖面積連續(xù)10年增加 為15年來同期最大值

從青海省氣象科學(xué)研究所表示：青海湖面積已連續(xù)10年增加，今年為15年來同期（4月為枯水期）最大值。

據(jù)青海省氣象科研所高級工程師劉寶康介紹，4月26日衛(wèi)星遙感資料監(jiān)測顯示：青海湖面積為4389.31平方公里，比去年同期增加9.08平方公里，與歷年（2001～2014年）同期平均相比，增大了125.05平方公里，為15年來同期最大值。

青海湖

新研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因玉米沒能成功抵御蟲害

美國北卡羅來納州立大學(xué)和克萊姆森大學(xué)共同完成的一項最新研究發(fā)現(xiàn)，一種廣泛種植的轉(zhuǎn)基因作物的毒性對于螟蛉蟲這種害蟲幾乎沒有作用——這個結(jié)果與20年前的預(yù)測是一致的，但是那個預(yù)測幾乎一直被我們忽略了。這項研究可能是一個信號，讓我們更加密切地關(guān)注那些警告信號，謹(jǐn)慎發(fā)展能抵御農(nóng)業(yè)害蟲的轉(zhuǎn)基因作物。

研究中涉及的是一種轉(zhuǎn)基因玉米，它能產(chǎn)生蘇云金桿菌蛋白質(zhì)，而這種蛋白質(zhì)能夠產(chǎn)生一種叫做Cry1Ab的毒素。本來，開發(fā)這種轉(zhuǎn)基因玉米的目的是為了對付歐洲玉米蛀蟲這種害蟲，它于1996年被推向市場。

Reigis說，“我們曾經(jīng)得到過警告，玉米夜蛾可能對這種毒素產(chǎn)生抗藥性。但是我們使用Cry1Ab的方法卻沒有任何變化，現(xiàn)在玉米夜蛾似乎真的產(chǎn)生了抗藥性。但是，這項研究仍然非常重要。我們一直使用的判斷抗藥性的方法不夠嚴(yán)謹(jǐn)。以前我們一直在實驗室里用診斷劑量來判斷抗藥性。我和其他很多人都覺得，實地觀察可以發(fā)現(xiàn)發(fā)生了什么變化，但是這樣的方法基本上被忽視了。這也是我們進行這項研究的原因之一?！?/p>

“這些發(fā)現(xiàn)提醒我們，我們要關(guān)注有關(guān)抗藥性的潛在線索，”Reisig說。“我們不能指望總能找到新的轉(zhuǎn)基因毒素，來代替舊的那種?！?/p>

綠化屋頂能提高工作效率？

據(jù)國外媒體報道，澳大利亞墨爾本大學(xué)的一項研究表明：除了喝咖啡，在工作之余看看窗外的自然風(fēng)景，也有助于保持專注度，從而提高工作效率。此外，即使人們看到的只是綠色的自然風(fēng)景畫，也可以起到類似效果。該項研究由墨爾本大學(xué)的主任研究員Kate Lee和她的團隊完成，已經(jīng)發(fā)表在《環(huán)境心理學(xué)》雜志上。

在他們的實驗中，150名學(xué)生需要根據(jù)電腦屏幕上不斷閃現(xiàn)的數(shù)字（除了3），按下相應(yīng)按鍵。并且在實驗進行的過程中，學(xué)生們有40秒的休息時間。在休息時間里，一半學(xué)生會看到牧場似的綠化屋頂，另一半看到的則是水泥屋頂。Kate Lee說：“在觀看不同的屋頂后，我們發(fā)現(xiàn)前一半學(xué)生發(fā)生的錯誤要少得多，他們表現(xiàn)得更加專注。因此，綠化屋頂不僅對環(huán)境有益，還能提高人的專注度，它能夠?qū)χ車k公室中的數(shù)千名員工產(chǎn)生極大的正面影響?！?/p>

Lee博士主要研究如何在城市中加入綠色空間，她說：“綠化屋頂可以提高城市生活質(zhì)量，特別是那些沒有足夠空間修建公園的城市。這項研究將增加我們綠化城市的動力，因為它表明，要更好的完成工作，我們只需要不到一分鐘的時間看看一幅大自然畫作?！?/p>

綠化屋頂可以提高城市生活質(zhì)量

中科院成都生物所發(fā)現(xiàn)可吸附重金屬浮萍

據(jù)《科技日報》報道，中科院成都生物所趙海研究團隊歷時2年、通過近10萬組數(shù)據(jù)對比研究證實：水生植物浮萍可替代目前公認(rèn)廢水處理能力最強的水葫蘆，高效處理廢水中的氮磷，并轉(zhuǎn)化成高品質(zhì)生物質(zhì)材料。其相關(guān)研究成果目前已在《生物資源技術(shù)》等國際知名期刊發(fā)表，并申請10項國家發(fā)明專利。該研究團隊在云南滇池、四川什邡等地研究、試驗證實：浮萍與目前公認(rèn)廢水處理能力最強的水葫蘆具有相同的氮磷吸收能力和更高的資源回收利用潛力。其在廢水中停留6天，可使典型的農(nóng)村生活污水實現(xiàn)達到一級A類的排放標(biāo)準(zhǔn)，而處理廢水后的浮萍還含有粗蛋白33.34%（其中氨基酸25.8%）或積累淀粉達40.19%，在開發(fā)生物質(zhì)能源等領(lǐng)域應(yīng)用空間巨大。由于浮萍可以與水稻共同生長，其未來在治理稻田鎘污染中應(yīng)用潛力巨大。

貓頭鷹翅膀為風(fēng)力渦輪機安靜運行帶來靈感

《中國科學(xué)報》最近刊文稱，能在空氣中不聲不響移動的并不只是鳥類。研究人員日前表示，受到貓頭鷹悄無聲息飛行的啟發(fā)而建的風(fēng)電場能在不打擾附近居民的情況下產(chǎn)生更多的能量。

渦輪機利用風(fēng)力使像推進器一樣的葉片繞著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生零排放的電力。不過，環(huán)保主義者一直擔(dān)心渦輪機發(fā)出的噪音給陸地和海洋生物帶來的影響。同時，生活在渦輪機附近的人們也要求其安靜運行。

現(xiàn)在，英國劍橋大學(xué)的Nigel Peake和他的同事轉(zhuǎn)向貓頭鷹尋求靈感。貓頭鷹是出了名的沉默捕食者，能消聲的翅膀往往使其獵物大吃一驚。Peake研究了兩個讓貓頭鷹翅膀變得無聲的特征。在貓頭鷹飛行時，均勻分布的羽毛加上寬的翅膀能分散聲波，阻止它們累積在一起產(chǎn)生噪音。與此同時，厚厚的絨毛減少了翅膀表面的氣壓，從而提供了消音效果。“這些特征對貓頭鷹來說絕對是獨一無二的。”Peake說。

接下來，該團隊制作了自己的“翅膀”：找來一個機翼，并且加裝一些在表面邊緣來回滑動的翼片。翼片復(fù)制了貓頭鷹均勻分布的羽毛，同樣能擾亂機翼的表面壓力，從而減少其產(chǎn)生的聲波。當(dāng)研究人員在風(fēng)洞中測試這些“翅膀”時，他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)翼片在機翼上相距1毫米分布時，減少噪音的效果最好。

渦輪機翼模擬貓頭鷹翅膀

全球地下含水層下降驚人

據(jù)參考消息網(wǎng)報道，美國航空航天局（NASA）6月16日公布的最新衛(wèi)星資料顯示，世界上最大的地下含水層中，三分之一的水位正在以驚人的速度下降，其中包括中國的地下含水層。

據(jù)美國之音電臺網(wǎng)站6月18日報道，美國航空航天局重力恢復(fù)和氣候?qū)嶒炐l(wèi)星GRACE（Gravity Recovery and Climate Experiment satellites）提供了地下含水層最詳細(xì)的圖片，37個最大含水層中的21個水位下降到可持續(xù)性臨界點，它們位于中國、印度、法國和北非等地，也就 是說，在10年的研究期間，從這些地下含水層抽出的水量高于儲蓄速度。

NASA的這項研究首次對地下含水層進行了詳細(xì)評估，證實了長期以來科學(xué)家的懷疑，即人類超支使用地下含水層。研究人員說，隨著人類越來越依賴地下水，地下含水層的恢復(fù)速度難以跟上農(nóng)業(yè)、人口增長和工業(yè)用水需求增長，問題會越來越嚴(yán)重。

研究發(fā)現(xiàn)，世界上壓力最大的地下含水層，也就是水位下降最快，幾乎沒有康復(fù)跡象的含水層，是阿拉伯含水層，這個含水層要支撐6000萬人口。其次是印度西北部、巴基斯坦和北非地區(qū)。這些貧窮地區(qū)人口擁擠，缺乏替代水源，缺水可能會很快導(dǎo)致社會動亂。

二氧化碳有望變成地下電池

如果將二氧化碳從一種廢棄物轉(zhuǎn)化成能幫助穩(wěn)定人類能源供應(yīng)的巨大電池，情況將會怎樣？

人們可以在解決來自可再生能源的間歇性能源供應(yīng)問題的同時，使碳儲存起到效果。來自美國加利福尼亞州勞倫斯利物莫國家實驗室的Tom Buscheck及同事，在日前于奧地利維也納舉行的歐洲地球科學(xué)聯(lián)盟全體會議上展示了這種能量存儲設(shè)計。

他們的設(shè)計可在能量需求較低時將可再生和傳統(tǒng)能源產(chǎn)生的多余能量儲存起來，同時鎖住全球變暖的主要起因——二氧化碳。Buscheck團隊提出，通過兩種形式即壓力和熱量儲存這些多余能量。過剩電力會帶動泵，使其將處于氣體和液體混合狀態(tài)下的超臨界二氧化碳注入距地表5～10千米處沉積巖中的地下鹽水。相較于蒸汽，超臨界二氧化碳會更加高效地驅(qū)動渦輪，同時承受大量的壓縮和加熱，從而提高其儲存能量的能力。

另一組管子接入沉積巖中的地下鹽水。隨著用泵吸入二氧化碳，它將排出一些隨后在地表被收集起來的鹽水。多余能量還能被用來加熱鹽水，并使其向下循環(huán)到能高效儲存熱量的深層巖石中。

當(dāng)加熱的鹽水同二氧化碳接觸，便會使后者膨脹，由此增加被儲存二氧化碳的壓力。熱量可通過為二氧化碳減壓并且旋轉(zhuǎn)由超臨界二氧化碳驅(qū)動的渦輪機收集起來。這比使用蒸汽的效率提高了50%。該團隊的建模顯示，這個系統(tǒng)能重新收集高達96%的儲存熱量。

儲能系統(tǒng)運行十年后的壓強分布情況