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Picarro | 沿海鹽沼生態(tài)系統(tǒng)NH3源和匯研究
沿海鹽沼生態(tài)系統(tǒng)是一種位于海洋與陸地交界處的生物多樣性豐富的獨特生態(tài)環(huán)境。它不僅具有重要的生態(tài)功能,在碳儲存、環(huán)境凈化和防風(fēng)護(hù)堤方面發(fā)揮著重要作用,還對人類社會活動有著極大的支持和調(diào)節(jié)作用。氨氣是大氣環(huán)境中含量豐富的堿性氣體,其在沿海鹽沼生態(tài)系統(tǒng)中的作用不可忽視。但是,過量的氨氣輸入也給其帶來了一系列問題。沿海鹽沼生態(tài)系統(tǒng)NH3源和匯研究背景介紹氨(NH3)是大氣中含量最多的堿性氣體。在氣溶膠形成中發(fā)揮重要作用,而氣溶膠會對人類健康產(chǎn)生不利影響,同時會降低能見度,改變地球輻射平衡,并通過大氣沉積促進(jìn)活性氮(Nr)的全球再分配。農(nóng)業(yè)集約化是NH3的主要人為來源,導(dǎo)致進(jìn)入生物圈的Nr增加一倍。NH3的其他來源包括工業(yè)過程、車輛排放及土壤和海洋的揮發(fā)。農(nóng)業(yè)和城市源通過大氣沉積過程直接或間接排放NH3,其會改變鹽沼的結(jié)構(gòu)和功能。此外,大氣沉積過程是NH3進(jìn)入沿海水域的主要途徑, NH3沉積到敏感的生態(tài)系統(tǒng)(如鹽沼)可導(dǎo)致土壤酸化、富營養(yǎng)化和生物多樣性喪失等一系列負(fù)面影響。研究方法研究人員于2018年6月21日至7月20日在圣瓊斯保護(hù)區(qū)利用Picarro SI2103氨氣分析儀進(jìn)行了NH3濃度連續(xù)和高時間分辨率測量,并計算NH3通量,結(jié)合其他測量指標(biāo)如:CO2、CH4、H2O、pH值、水位、電導(dǎo)率、鹽度、溶解氧、水中溶解無機(jī)氮等以加強(qiáng)對沿海鹽沼生態(tài)系統(tǒng)NH3地氣交換過程的理解。結(jié) 論潮汐水位可能對沼澤NH3的排放有顯著影響。低潮時,更多的土壤暴露,可觀察到最大的通量。雖然預(yù)計在空氣溫度最高時NH3通量將達(dá)到峰值,但漲潮與太陽輻照度中午峰值同時發(fā)生,導(dǎo)致NH3通量減少。此外,結(jié)果還發(fā)現(xiàn)這片沿海濕地生態(tài)系統(tǒng)既可以作為NH3的匯,也可以作為NH3的源。
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8月28日《自然》雜志精選
封面故事:病毒在深海沉積物生態(tài)系統(tǒng)中的作用 深海沉積物含有大量以微生物質(zhì)形式存在的碳,這一生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)只是到現(xiàn)在才正在被確定。上期Nature上的一篇論文指出,在一個大面積的沉積物真核生物群落中,古細(xì)菌相對于細(xì)菌來說居支配地位。在本期Nature上,Danovaro等人報告了病毒感染在這一生態(tài)系統(tǒng)中的影響。來自232個沉積樣品的數(shù)據(jù)表明,病毒的產(chǎn)量是非常高的。病毒感染能使真核生物質(zhì)產(chǎn)量減少80%以上(在1000米深度之下接近100%),從而將大量溶解的有機(jī)碳釋放進(jìn)深海中。在因其他原因缺乏資源的水域,營養(yǎng)物的這種注入尤為重要。因此,病毒在全球生物地球化學(xué)循環(huán)、深海代謝和我們生物圈最大生態(tài)系統(tǒng)的總體功能方面似乎扮演一個重要角色。本期封面圖片所示為深海病毒和細(xì)菌之間的爭斗,在這一爭斗中,被病毒破壞的細(xì)菌為其他細(xì)菌提供食物。 人類利他和合作行為形成的時間 小孩子在特殊設(shè)計的測試(比如說游戲)中進(jìn)行互動的方式,可以幫助了解人類利他和合作行為背后的機(jī)制。Fehr等人提供的證據(jù)表明,小孩子們替他人著想的偏好(在一個分享游戲和一個嫉妒游戲中,研究人員用不同的糖果作為獎賞)表現(xiàn)為一個特別的形式――對不平等的反感。這種行為模式在3歲和8歲之間形成。三四歲的小孩大多數(shù)都行為自私,而到了七八歲,他們絕大多數(shù)都更愿意接受可消除不平等的資源分配。但如果對自己有優(yōu)勢的...
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《自然》大幅報道青藏高原氣候與環(huán)境研究的最新進(jìn)展
2008年7月24日,《自然》(NATURE)第454期以“世界第三極”的標(biāo)題大幅報道了青藏高原氣候與環(huán)境研究的最新進(jìn)展。中國科學(xué)家的研究工作是這一報道的主體。這充分說明了我國青藏高原研究受到了世界高度關(guān)注,也說明了中國青藏高原研究在國際科學(xué)研究的地位在進(jìn)一步提高。以下是全文譯文(未刪減)。世界第三極 相對于南北兩極而言,世界對青藏高原的關(guān)注明顯小得多,但青藏高原卻蘊藏著世界上除兩極以外最大的冰雪儲量;而青藏高原的冰雪正在快速消融。在過去的半個世紀(jì)中,青藏高原的冰川退縮面積達(dá)82%(譯者注:此數(shù)據(jù)有誤)。在過去的十年中,高原上的凍土消失了10%。而氣候變化的加劇所帶來的影響將不僅僅限于青藏高原,它還將影響數(shù)十億人的正常生活所需的水資源,甚至改變北半球的大氣環(huán)流格局。 高原的作用主要在于它的高度。它平均海拔在四千米以上,因而成為同緯度最冷的地區(qū),也是極地以外最冷的地區(qū)。拉薩作為西藏自治區(qū)的首府,其海拔相對于整個西藏而言還是較低的,約為3650m。孰不知,這個高度比玻利維亞這個世界上最高的首都拉帕斯的高度還要高。拉薩的年均溫為8℃,而位于同緯度的休斯頓、德克薩斯的年均溫都在21℃。高海拔使西藏變冷,特別是冬季更為顯著;那里的雪和冰川反射太陽光,更加劇了寒冷的程度。高原隆升面積巨大,也影響了高空風(fēng)的流動,同時,這樣的海拔使其地表更接近平流層...
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國家環(huán)保部發(fā)布地震災(zāi)區(qū)水源監(jiān)測技術(shù)指南
地震災(zāi)區(qū)地表水環(huán)境質(zhì)量與集中式飲用水水源監(jiān)測技術(shù)指南(暫行) 第一章 總 則 第一條 在地震災(zāi)區(qū)重點地表水集中式飲用水源地、重要城市上下游設(shè)立監(jiān)測斷面。有關(guān)省市可視當(dāng)?shù)厍闆r增設(shè)監(jiān)測斷面?! 〉诙l 監(jiān)測頻次為每日一次,可根據(jù)災(zāi)后重建進(jìn)展進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整?! 〉谌龡l 為保證水質(zhì)監(jiān)測工作的時效性,優(yōu)先采用快速監(jiān)測方法和設(shè)備,把現(xiàn)場的快速排查和實驗室的確認(rèn)分析有機(jī)結(jié)合起來。分析方法可參考附表?! 〉谒臈l 密切監(jiān)視各種潛在污染源,重點監(jiān)測對人體有毒害作用的污染物質(zhì),可根據(jù)當(dāng)?shù)仄髽I(yè)生產(chǎn)情況、污染源現(xiàn)場排查最新的信息,確定特征污染物質(zhì)。 第五條 應(yīng)當(dāng)在顯著地點和位置建立水源地保護(hù)標(biāo)識,并把有關(guān)水源地保護(hù)的規(guī)定通告有關(guān)部門、單位?!〉诙?#160; 水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測要求 第六條 建立重要監(jiān)測斷面和飲用水源地的定時巡查制度,無特殊情況每天不少于1次。對水質(zhì)變化的指示性指標(biāo)pH、電導(dǎo)率以及高錳酸鹽指數(shù)(有條件的可以包括TOC)等進(jìn)行重點監(jiān)測,具備條件的監(jiān)測站,視情況可增加氨氮、酚類等其他常規(guī)監(jiān)測項目?! 〉谄邨l 現(xiàn)場巡查時要注意觀察與記錄水體的顏色、氣味及漂浮物等感...
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植物生命需水信息診斷研究進(jìn)展I――作物葉生理指標(biāo)
引自國家節(jié)水灌溉中心楊凌工程技術(shù)中心網(wǎng)站作者:張燕 我國是水資源十分匱乏的農(nóng)業(yè)大國,而水對作物的生長至關(guān)重要,在保證農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的前提下,大力發(fā)展節(jié)水灌溉是一項十分緊迫而重要的任務(wù)。 作物根系從土壤中吸取水S,通過莖桿輸送到葉面供給蒸騰Z,在一般情況下S=Z,作物正常生長,如果出現(xiàn)S1.葉片外觀 葉面積指數(shù)可以反映棉花生長發(fā)育狀態(tài),水分虧缺下葉片狹小。學(xué)者研究認(rèn)為植株葉子的葉尖運動狀況能反映缺水狀況,只要保證測量時葉尖軌跡在控制區(qū)內(nèi),用計算機(jī)視覺技術(shù)可實現(xiàn)對葉尖實時、有效的監(jiān)測。缺水條件下作物出現(xiàn)葉片增厚、下垂、顏色變深、變暗,下部葉子葉尖枯死不易折斷,葉片卷曲等萎蔫現(xiàn)象。葉片卷曲由葉片細(xì)胞膨壓降低所引起,是內(nèi)部水勢狀況和滲透調(diào)節(jié)結(jié)果的外部形態(tài)表現(xiàn),能直觀地反映作物對土壤水分脅迫的敏感程度。水稻葉片卷曲度與土壤、植株含水量、水勢和葉片表皮細(xì)胞的膨壓的關(guān)系已有相關(guān)研究,作為鑒定水稻抗旱能力的指標(biāo)在育種和栽培上已有應(yīng)用。梁銀麗等(1999年)研究表明,水分脅迫使小麥生長速度、葉片伸展速度降低,植株葉面積減小。張憲法等(2002年)試驗得出,水分過高...
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科學(xué)家稱海冰消融加速北極增溫
據(jù)英國《衛(wèi)報》報道,相關(guān)研究已經(jīng)確認(rèn),海冰消融會引發(fā)氣溫上升并形成惡性循環(huán),而這一循環(huán)已經(jīng)使得北極冰面消融速度超過預(yù)期。 該研究分析顯示,海冰面積的縮小對北極地區(qū)不正常的暖化負(fù)有責(zé)任,并再次強(qiáng)調(diào),在北極地區(qū),海冰消融和氣溫升高已經(jīng)形成一個正相關(guān)的關(guān)系,這將進(jìn)一步加速海冰消融和全球變暖?! ∵@一研究將重新引發(fā)關(guān)于北極地區(qū)已經(jīng)超越一個關(guān)鍵臨界點的話題,即海冰消融速度將會大大超過預(yù)期速度。大部分的預(yù)測表示,到2050年北極地區(qū)將會在夏季出現(xiàn)無冰現(xiàn)象,而有些研究模型則認(rèn)為,北極冰面將會在十年內(nèi)全部消失?! ∝?fù)責(zé)該研究的澳大利亞墨爾本大學(xué)的詹姆斯?斯克林(James Screen)說:“關(guān)于北極海冰臨界點的問題至今還處于激烈的爭論之中。我們的研究結(jié)果還不能證明北極已經(jīng)越過這個臨界點。我們能說明的是,目前在該地區(qū)出現(xiàn)的關(guān)于海冰與氣溫的強(qiáng)烈正相關(guān)關(guān)系只能增加進(jìn)一步暖化和海冰消融的可能性。” 近幾十年,北極地區(qū)的升溫比世界其他地區(qū)要快兩倍,也就是我們所說的“北極擴(kuò)大”現(xiàn)象。一直以來有科學(xué)家懷疑海冰消融是主要誘因,但是其他因素,例如風(fēng)向改變、云團(tuán)改變和洋流改變都可能造成這一后果。 斯克林和他的同事伊恩?西蒙斯(Ian Simmonds)在《自然》雜志上撰文表示,他們已經(jīng)利用新的數(shù)據(jù)證明了之前預(yù)測的海冰—氣溫關(guān)系確實存在?!坝捎谌狈Ρ睒O地區(qū)的數(shù)據(jù),之前的相關(guān)研究都進(jìn)展遲緩?!?..
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發(fā)展城市森林 建設(shè)低碳城市
在武漢召開的第七屆中國城市森林論壇上,我國城市森林建設(shè)領(lǐng)域的專家學(xué)者,圍繞“城市森林?低碳城市?兩型社會”的主題,就發(fā)展城市森林和建設(shè)低碳生活環(huán)境進(jìn)行深入探討。在演講中,他們暢談了建設(shè)城市森林、打造低碳城市的理念與思路、對策與建議?! 〈蛟斓吞汲鞘?大有可為 專家們在演講中說,發(fā)展城市森林、打造低碳城市,是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長方式轉(zhuǎn)變的重要內(nèi)容,是調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的有力舉措,是消除個人碳足跡的有效途徑?! ≈袊挚圃菏紫茖W(xué)家盛煒彤介紹說,森林能夠改善小氣候,夏天防暑降溫,冬天防寒保暖。森林能夠固碳貯碳,是一個巨大的碳庫,森林通過光合作用吸收二氧化碳,將碳貯存在木材和土壤中。木材可以代替石化燃料,可以代替鋼、水泥、鋁等高能耗材料,并降低二氧化碳排放量和能耗。在當(dāng)前難以有效減少能耗和排放的情況下,發(fā)揮森林的“碳匯”作用,能夠拓展城市生態(tài)環(huán)境容量,促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展。 中國科學(xué)院院士蔣有緒說,大規(guī)模植樹造林,增加森林面積,加強(qiáng)森林管理,可以促進(jìn)二氧化碳的吸收,增加森林碳匯能力。森林的吸碳減排作用巨大,效果明顯,是工業(yè)直接減排所不可比擬的。城市森林植被所增加的碳匯,可以抵消其工業(yè)生產(chǎn)和社會消費排放碳總量中的相當(dāng)一大部分。盛煒彤認(rèn)為,我國許多城市在近郊或遠(yuǎn)郊有大面積丘陵山地的森林,這部分森林面積大,森林生長量和碳匯能力的潛力也很大,對于發(fā)展城市低碳潛力巨大。 蔣有緒認(rèn)為,發(fā)展城市森林應(yīng)當(dāng)作為低碳...
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美制成新型柔性太陽能電池
日前,美國科學(xué)家找到了一種行之有效的方法,能使硅基太陽能電池具有足夠的柔韌性,從而可使其包裹在一支鉛筆粗細(xì)的物體之上或者附著在建筑物的窗戶甚至汽車的玻璃表面。10月5日出版的《自然?材料》雜志報道了這一成果,并稱該技術(shù)可將之前極易破碎的硅片轉(zhuǎn)印到柔性材料之上,為傳統(tǒng)的硅切片工藝提供了新的可能?! ∝?fù)責(zé)此項研究的伊利諾伊大學(xué)香檳分校的約翰?羅杰斯說,這項技術(shù)將為新型太陽能建筑的推廣打開大門,“我們可使它足夠的薄,然后將其‘轉(zhuǎn)印’在一個塑料片上,從而將其制成可卷曲的系統(tǒng),這樣,類似于膠片厚薄的薄膜就可被貼附在建筑物的玻璃表面上。” 據(jù)了解,由于全球變暖和高油價的影響,依靠光電轉(zhuǎn)換的太陽能電池被譽為最具希望的綠色能源之一。包括日本消費電子制造商夏普和德國Q-Cells在內(nèi)的不少公司都在進(jìn)行薄膜太陽能電池相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)。但相對于傳統(tǒng)太陽電池,薄膜太陽能電池較低的光電轉(zhuǎn)化效率一直是困擾業(yè)界的難題?! ×_杰斯稱,此項技術(shù)是以光電轉(zhuǎn)換效率較高的單晶硅作為原料。為了克服單晶硅硅片極脆易碎的缺點,他們使用了一種特殊的蝕刻方法,能從較大的硅晶體上削下比傳統(tǒng)的硅片薄10倍到100倍的超薄硅片。按其不同的厚薄程度可被應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。當(dāng)硅片被削切下來之后,就會被一個裝置拾起,然后將其像蓋章一般“轉(zhuǎn)印”到一個新材料的表面之上。最后,再用電氣系統(tǒng)將這些如同細(xì)胞的太陽能電池連成整體。相對于傳統(tǒng)的太陽能電池板,...
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海底動物稀少之謎獲解
為什么海洋動物很少去海底,即便那兒有很多食物?意大利海洋生物學(xué)家說,數(shù)以萬億的深海病毒可能要對此負(fù)責(zé),它們控制了世界上最深的食物鏈,這些病毒“居民”將碳和營養(yǎng)“圈”在了海底,使得其他海洋動物無法享用。 意大利曼切科技大學(xué)的羅伯特?丹瓦羅和他的研究團(tuán)隊收集了世界各地的幾十份沉淀物樣本。結(jié)果發(fā)現(xiàn),每份沉積物頂部的幾厘米處都包含大量病毒,平均每克沉淀物包含多達(dá)10億個病毒,相當(dāng)于在海底每平方米包含8萬億個病毒。而且無論這些沉積物樣本是來自于相對淺(距離海面僅幾百米)的大陸架還是距海面6000米的深淵,結(jié)論都是如此。沉積物上的病毒傳染了處于食物鏈中最低級的原核生物。 通常,較大的生命機(jī)體吃掉原核生物來吸收營養(yǎng)物和碳,但是當(dāng)原核生物被病毒傳染時,情況就不同了。病毒破開原核生物,將其中的碳和營養(yǎng)融入水中。這就是人們所知的“病毒分流”,營養(yǎng)被分流到食物鏈上沒有被感染的細(xì)菌處保留下來,致使這些細(xì)菌產(chǎn)生更多的細(xì)菌,“款待”更多的病毒。丹瓦羅發(fā)現(xiàn),樣本來源的地方越深,病毒越活躍。 這項新研究在所有的樣本中發(fā)現(xiàn),沉積物中的原核生物越多,存在的病毒就越多,研究團(tuán)隊因此得出結(jié)論說,病毒和原核生物相互喂養(yǎng),而更大的生物體必須尋求其他能量來源,因此,它們避開了海底。 海洋濾過性微生物學(xué)之父、美國南加州大學(xué)的杰...
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全球變暖導(dǎo)致北極創(chuàng)下30年來最大融冰紀(jì)錄
美國科學(xué)家說,全球暖化導(dǎo)致北極冰蓋持續(xù)融化,8月的融冰面積,更創(chuàng)下衛(wèi)星觀測30年以來的第二大夏季融冰紀(jì)錄。據(jù)新加坡《聯(lián)合早報》8月29日報道,美國國家冰雪數(shù)據(jù)中心(NSIDC)說,8月26日的測量顯示,冰蓋面積只有526萬平方公里,小于2005年9月21日的532萬平方公里;這使它取代2005年的紀(jì)錄,成為歷來第二大的夏季融冰紀(jì)錄。 總部設(shè)在科羅拉多的冰雪數(shù)據(jù)中心說,自8月1日以來,北極冰蓋已縮小了206萬平方公里。 冰蓋融化的速度之快和面積之廣,意味著它可能融化到小于2007年夏天的425萬平方公里面積;該面積是衛(wèi)星觀測到的最小的北極冰蓋面積。 由于距離夏末秋初還有好幾個星期的時間,因此,冰蓋的面積可能融化至小于2007年的水平。 冰雪數(shù)據(jù)中心說,在2007年夏末,北極冰蓋已經(jīng)比1979年至2000年間的平均723萬平方公里面積,小了40%。 北極的融冰季節(jié)從6月中旬開始;9月中旬是冰蓋縮小至最小面積的時候,而冰蓋長得最快的時候,是3月中旬之前的冬天。 冰雪數(shù)據(jù)中心的冰河學(xué)家塞雷澤曾在6月底告訴法新社,今年9月的北極可能沒有冰,那將是現(xiàn)代歷史上的第一次。 他解釋說:“北極地區(qū)現(xiàn)在是被非常薄的冰所覆蓋,這層冰我們稱為‘當(dāng)年冰’,即夏天會融化的冰?!?#160;他說,冰蓋消失的幾率是50%,而如果他的預(yù)測成真,“船...
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本世紀(jì)末可能出現(xiàn)極端炎熱天氣
多個地區(qū)地表溫度將逼近50°C 據(jù)2008年第10期美國《地球物理學(xué)研究通訊》載文報道,聯(lián)合國政府間氣候變化研究專家小組近日發(fā)布《2007年度全球氣候變化研究報告》,預(yù)測從1990年到2100年的一個多世紀(jì)時間里,地球表面平均氣溫將可能升高1.1°C至6.4°C,到本世紀(jì)末,地球表面可能出現(xiàn)極端炎熱天氣?! 蟾嬷赋?,由于全球溫室氣體的排放有增無減,自然生態(tài)破壞嚴(yán)重,全球變暖的趨勢越發(fā)明顯,地球表面溫度不斷升高,預(yù)計到21世紀(jì)末期,地球上很多地區(qū)的地表溫度將逼近甚至超過50°C,將出現(xiàn)名副其實的災(zāi)難性天氣?! 『商m皇家氣候研究所的安德里亞?斯特爾研究小組長期跟蹤研究全球氣候變暖,他們研究的核心課題是:究竟地球何時會出現(xiàn)預(yù)測中的極端炎熱天氣?;诜植荚诙鄠€國家的17個氣溫觀測站多年來的研究數(shù)據(jù),科學(xué)家們進(jìn)行了嚴(yán)格的模擬歸納推理,最終得出了令人信服的研究結(jié)果:在本世紀(jì)末,世界上很多地區(qū)的地表溫度都將超過50°C,尤其是澳大利亞、印度、中東、北非和南美地區(qū)。而且,由于特殊的地理位置,處在喜馬拉雅山南麓的印度在本世紀(jì)前半段的氣溫升高速度將明顯快于世界其他地區(qū),并呈現(xiàn)出緩慢逐步升高的規(guī)律性,在2050年,印度的氣溫就可輕松突破48°C的高溫。而在南歐和美國的絕大部分地區(qū),2100年時平均溫度才將超過40°C,屆時法國南部...
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