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(guó)《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(lái)最嚴(yán)重的大滅絕事件，估計(jì)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(dòng)在災(zāi)難中消失，科學(xué)界將其稱(chēng)之為“二疊紀(jì)滅絕”。這場(chǎng)滅絕的原因一直是科學(xué)界的謎團(tuán)。長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家們提出的假說(shuō)很多，甚至超過(guò)了小行星撞擊引起6500萬(wàn)年前恐龍和許多動(dòng)物消失的那次大滅絕。長(zhǎng)期以來(lái)，研究者懷疑是當(dāng)時(shí)地球上海洋酸化導(dǎo)致的，但至今沒(méi)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(shí)，被稱(chēng)為“西伯利亞地盾”的暗色巖大規(guī)模噴發(fā)，這是過(guò)去5億多年以來(lái)最大規(guī)模的火山活動(dòng)之一，從二疊紀(jì)末期到三疊紀(jì)之初持續(xù)了100多萬(wàn)年?；鹕絿姲l(fā)產(chǎn)生了巨量的二氧化碳，對(duì)陸地和海洋生物造成了可怕的后果，滅絕持續(xù)了約6萬(wàn)年，三葉蟲(chóng)和海蝎子等存在于海洋億萬(wàn)年的生物消失，陸生動(dòng)物面臨全球變暖和氣候干燥的威脅，除了人類(lèi)在內(nèi)的現(xiàn)代哺乳動(dòng)物等幾個(gè)少數(shù)譜系，大多數(shù)哺乳動(dòng)物、爬行動(dòng)物死亡。大滅絕也為2000萬(wàn)年后第一代恐龍的出現(xiàn)鋪平了道路。

愛(ài)丁堡大學(xué)地理學(xué)家瑞秋·伍德說(shuō)：“這是少數(shù)我們能夠證明的發(fā)生在那個(gè)時(shí)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(gè)研究有助于我們理解現(xiàn)代海洋酸化對(duì)海洋生命的威脅?！?/p>

海洋酸化對(duì)海洋生命的威脅

植物根系分泌物會(huì)降低土壤碳匯穩(wěn)定性

美國(guó)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(chēng)，盡管土壤曾被認(rèn)為能夠半永久地儲(chǔ)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(xiàng)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(hù)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(guò)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(jìn)植物生長(zhǎng)，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(chǔ)存在土壤中的碳元素以二氧化碳的形式進(jìn)入大氣，進(jìn)一步加速氣候的變暖。

令人擔(dān)憂(yōu)的是這種排放碳元素的機(jī)制目前還沒(méi)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(tīng)上去并不是個(gè)很大的數(shù)字，但全球儲(chǔ)存在土壤中的碳元素比儲(chǔ)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(huì)給大氣碳濃度帶來(lái)嚴(yán)重影響。

60%到80%的有機(jī)物進(jìn)入土壤一年內(nèi)會(huì)被分解，最終變成二氧化碳。余下的大部分碳元素經(jīng)過(guò)一系列物理和化學(xué)機(jī)制后會(huì)與土壤中的礦物質(zhì)結(jié)合，這樣微生物就無(wú)法再分解這些碳元素。在過(guò)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(chǔ)存數(shù)個(gè)世紀(jì)。

但有一個(gè)問(wèn)題懸而未決：如果碳元素不斷進(jìn)入土壤并儲(chǔ)存，為什么我們卻沒(méi)有被碳淹沒(méi)？是否有某種機(jī)制將碳元素帶回到自然循環(huán)之中？克萊博認(rèn)為這個(gè)問(wèn)題在過(guò)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(niǎo)類(lèi)新紀(jì)錄

西藏生物影像調(diào)查機(jī)構(gòu)（TBIS）公布的最近一次考察成果中，聲稱(chēng)發(fā)現(xiàn)了中杜鵑和灰柳鶯兩種鳥(niǎo)類(lèi)新紀(jì)錄，補(bǔ)充了西藏鳥(niǎo)類(lèi)的研究記錄。

于2013年8月完成的本次野外考察，主要是對(duì)西藏阿里地區(qū)岡仁波齊以及瑪旁雍錯(cuò)附近的生物進(jìn)行的影像調(diào)查。調(diào)查直接記錄到的鳥(niǎo)類(lèi)影像58種、哺乳類(lèi)11種、兩棲爬行類(lèi)2種、昆蟲(chóng)超過(guò)23種（其中已鑒定23種）、植物超過(guò)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(dòng)物猞猁，證明西藏阿里地區(qū)維持著一個(gè)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(lái)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(lái)同期（4月為枯水期）最大值。

據(jù)青海省氣象科研所高級(jí)工程師劉寶康介紹，4月26日衛(wèi)星遙感資料監(jiān)測(cè)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(lái)同期最大值。

青海湖

新研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因玉米沒(méi)能成功抵御蟲(chóng)害

美國(guó)北卡羅來(lái)納州立大學(xué)和克萊姆森大學(xué)共同完成的一項(xiàng)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(duì)于螟蛉蟲(chóng)這種害蟲(chóng)幾乎沒(méi)有作用——這個(gè)結(jié)果與20年前的預(yù)測(cè)是一致的，但是那個(gè)預(yù)測(cè)幾乎一直被我們忽略了。這項(xiàng)研究可能是一個(gè)信號(hào)，讓我們更加密切地關(guān)注那些警告信號(hào)，謹(jǐn)慎發(fā)展能抵御農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)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(lái)，開(kāi)發(fā)這種轉(zhuǎn)基因玉米的目的是為了對(duì)付歐洲玉米蛀蟲(chóng)這種害蟲(chóng)，它于1996年被推向市場(chǎng)。

Reigis說(shuō)，“我們?cè)?jīng)得到過(guò)警告，玉米夜蛾可能對(duì)這種毒素產(chǎn)生抗藥性。但是我們使用Cry1Ab的方法卻沒(méi)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(xiàng)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(shí)驗(yàn)室里用診斷劑量來(lái)判斷抗藥性。我和其他很多人都覺(jué)得，實(shí)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(jìn)行這項(xiàng)研究的原因之一。”

“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(shuō)。“我們不能指望總能找到新的轉(zhuǎn)基因毒素，來(lái)代替舊的那種?！?/p>

綠化屋頂能提高工作效率？

據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，澳大利亞墨爾本大學(xué)的一項(xiàng)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(zhuān)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(huà)，也可以起到類(lèi)似效果。該項(xiàng)研究由墨爾本大學(xué)的主任研究員Kate Lee和她的團(tuán)隊(duì)完成，已經(jīng)發(fā)表在《環(huán)境心理學(xué)》雜志上。

在他們的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)進(jìn)行的過(guò)程中，學(xué)生們有40秒的休息時(shí)間。在休息時(shí)間里，一半學(xué)生會(huì)看到牧場(chǎng)似的綠化屋頂，另一半看到的則是水泥屋頂。Kate Lee說(shuō)：“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(cuò)誤要少得多，他們表現(xiàn)得更加專(zhuān)注。因此，綠化屋頂不僅對(duì)環(huán)境有益，還能提高人的專(zhuān)注度，它能夠?qū)χ車(chē)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(shuō)：“綠化屋頂可以提高城市生活質(zhì)量，特別是那些沒(méi)有足夠空間修建公園的城市。這項(xiàng)研究將增加我們綠化城市的動(dòng)力，因?yàn)樗砻?，要更好的完成工作，我們只需要不到一分鐘的時(shí)間看看一幅大自然畫(huà)作。”

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?qǐng)?bào)》報(bào)道，中科院成都生物所趙海研究團(tuán)隊(duì)歷時(shí)2年、通過(guò)近10萬(wàn)組數(shù)據(jù)對(duì)比研究證實(shí)：水生植物浮萍可替代目前公認(rèn)廢水處理能力最強(qiáng)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(guó)際知名期刊發(fā)表，并申請(qǐng)10項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利。該研究團(tuán)隊(duì)在云南滇池、四川什邡等地研究、試驗(yàn)證實(shí)：浮萍與目前公認(rèn)廢水處理能力最強(qiáng)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(shí)現(xiàn)達(dá)到一級(jí)A類(lèi)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(dá)40.19%，在開(kāi)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(zhǎng)，其未來(lái)在治理稻田鎘污染中應(yīng)用潛力巨大。

貓頭鷹翅膀?yàn)轱L(fēng)力渦輪機(jī)安靜運(yùn)行帶來(lái)靈感

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

渦輪機(jī)利用風(fēng)力使像推進(jìn)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(guò)，環(huán)保主義者一直擔(dān)心渦輪機(jī)發(fā)出的噪音給陸地和海洋生物帶來(lái)的影響。同時(shí)，生活在渦輪機(jī)附近的人們也要求其安靜運(yùn)行。

現(xiàn)在，英國(guó)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(gè)讓貓頭鷹翅膀變得無(wú)聲的特征。在貓頭鷹飛行時(shí)，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(shí)，厚厚的絨毛減少了翅膀表面的氣壓，從而提供了消音效果?！斑@些特征對(duì)貓頭鷹來(lái)說(shuō)絕對(duì)是獨(dú)一無(wú)二的?！盤(pán)eake說(shuō)。

接下來(lái)，該團(tuán)隊(duì)制作了自己的“翅膀”：找來(lái)一個(gè)機(jī)翼，并且加裝一些在表面邊緣來(lái)回滑動(dòng)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(jī)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(cè)試這些“翅膀”時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)翼片在機(jī)翼上相距1毫米分布時(shí)，減少噪音的效果最好。

渦輪機(jī)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(bào)道，美國(guó)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(guó)的地下含水層。

據(jù)美國(guó)之音電臺(tái)網(wǎng)站6月18日?qǐng)?bào)道，美國(guó)航空航天局重力恢復(fù)和氣候?qū)嶒?yàn)衛(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(gè)最大含水層中的21個(gè)水位下降到可持續(xù)性臨界點(diǎn)，它們位于中國(guó)、印度、法國(guó)和北非等地，也就 是說(shuō)，在10年的研究期間，從這些地下含水層抽出的水量高于儲(chǔ)蓄速度。

NASA的這項(xiàng)研究首次對(duì)地下含水層進(jìn)行了詳細(xì)評(píng)估，證實(shí)了長(zhǎng)期以來(lái)科學(xué)家的懷疑，即人類(lèi)超支使用地下含水層。研究人員說(shuō)，隨著人類(lèi)越來(lái)越依賴(lài)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(zhǎng)和工業(yè)用水需求增長(zhǎng)，問(wèn)題會(huì)越來(lái)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(méi)有康復(fù)跡象的含水層，是阿拉伯含水層，這個(gè)含水層要支撐6000萬(wàn)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(huì)很快導(dǎo)致社會(huì)動(dòng)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(lèi)能源供應(yīng)的巨大電池，情況將會(huì)怎樣？

人們可以在解決來(lái)自可再生能源的間歇性能源供應(yīng)問(wèn)題的同時(shí)，使碳儲(chǔ)存起到效果。來(lái)自美國(guó)加利福尼亞州勞倫斯利物莫國(guó)家實(shí)驗(yàn)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(huì)議上展示了這種能量存儲(chǔ)設(shè)計(jì)。

他們的設(shè)計(jì)可在能量需求較低時(shí)將可再生和傳統(tǒng)能源產(chǎn)生的多余能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，同時(shí)鎖住全球變暖的主要起因——二氧化碳。Buscheck團(tuán)隊(duì)提出，通過(guò)兩種形式即壓力和熱量?jī)?chǔ)存這些多余能量。過(guò)剩電力會(huì)帶動(dòng)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(huì)更加高效地驅(qū)動(dòng)渦輪，同時(shí)承受大量的壓縮和加熱，從而提高其儲(chǔ)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(lái)的鹽水。多余能量還能被用來(lái)加熱鹽水，并使其向下循環(huán)到能高效儲(chǔ)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(huì)使后者膨脹，由此增加被儲(chǔ)存二氧化碳的壓力。熱量可通過(guò)為二氧化碳減壓并且旋轉(zhuǎn)由超臨界二氧化碳驅(qū)動(dòng)的渦輪機(jī)收集起來(lái)。這比使用蒸汽的效率提高了50%。該團(tuán)隊(duì)的建模顯示，這個(gè)系統(tǒng)能重新收集高達(dá)96%的儲(chǔ)存熱量。

儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行十年后的壓強(qiáng)分布情況