生态发现

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海洋酸化导致了史上最严重的生物大灭绝

美国《科学》杂志近日发表研究显示，海洋酸化可能是造成2.52亿年前地球生物大灭绝的元凶。

在距今约2.5亿年前的二叠纪末期，发生了地球有史以来最严重的大灭绝事件，估计地球上有96%的物种灭绝，其中90%的海洋生物和70%的陆地脊椎动在灾难中消失，科学界将其称之为“二叠纪灭绝”。这场灭绝的原因一直是科学界的谜团。长期以来，科学家们提出的假说很多，甚至超过了小行星撞击引起6500万年前恐龙和许多动物消失的那次大灭绝。长期以来，研究者怀疑是当时地球上海洋酸化导致的，但至今没有找到直接的证据。

本次研究在分析了位于阿联酋海底的二叠纪末期岩石之后，得出结论：2.52亿年前，西伯利亚火山猛烈喷发，产生的二氧化碳改变了海洋酸度，结果导致大部分陆地生物和海洋生物死亡，成为地球史上5次生物大灭绝中规模最大的一次。当时，被称为“西伯利亚地盾”的暗色岩大规模喷发，这是过去5亿多年以来最大规模的火山活动之一，从二叠纪末期到三叠纪之初持续了100多万年。火山喷发产生了巨量的二氧化碳，对陆地和海洋生物造成了可怕的后果，灭绝持续了约6万年，三叶虫和海蝎子等存在于海洋亿万年的生物消失，陆生动物面临全球变暖和气候干燥的威胁，除了人类在内的现代哺乳动物等几个少数谱系，大多数哺乳动物、爬行动物死亡。大灭绝也为2000万年后第一代恐龙的出现铺平了道路。

爱丁堡大学地理学家瑞秋·伍德说：“这是少数我们能够证明的发生在那个时期的海洋酸化事件之一。今天的海洋也在酸化，我们相信这个研究有助于我们理解现代海洋酸化对海洋生命的威胁。”

海洋酸化对海洋生命的威胁

植物根系分泌物会降低土壤碳汇稳定性

美国俄勒冈大学科学家近日在《自然气候变化（Nature Climate Change）》期刊上发表研究称，尽管土壤曾被认为能够半永久地储存二氧化碳，但研究发现土壤向大气中释放二氧化碳的速度可能超乎人们之前的设想。

这项研究发现，植物根系分泌的化学物质可以与结合在土壤矿物质中的碳元素相互作用，打破碳元素与矿物质的结合，让这些碳元素被微生物分解，并随后以二氧化碳的形式释放到大气中。随着植物的根系分泌物将碳元素与保护性的矿物质相分离，土壤释放碳元素的速度也随之加快。

此外，气候变暖很有可能也在这一过程中起了催化作用。温暖的天气和空气中更高浓度的二氧化碳能够促进植物生长，从而导致植物根系分泌更多的化合物。这将导致更多原本储存在土壤中的碳元素以二氧化碳的形式进入大气，进一步加速气候的变暖。

令人担忧的是这种排放碳元素的机制目前还没有被纳入全球碳元素循环模型中。由于未考虑土壤中碳元素加速分解的因素，目前的气候变化模型中，每年从土壤中排放出的碳元素可能低估了约1%。虽然1%听上去并不是个很大的数字，但全球储存在土壤中的碳元素比储存在植物中或大气中的碳元素多得多，因此即使发生微量变化也会给大气碳浓度带来严重影响。

60%到80%的有机物进入土壤一年内会被分解，最终变成二氧化碳。余下的大部分碳元素经过一系列物理和化学机制后会与土壤中的矿物质结合，这样微生物就无法再分解这些碳元素。在过去，科学家们认为这些碳—矿物质结合体是持久性碳汇，可以稳定储存数个世纪。

但有一个问题悬而未决：如果碳元素不断进入土壤并储存，为什么我们却没有被碳淹没？是否有某种机制将碳元素带回到自然循环之中？克莱博认为这个问题在过去并未得到很好的解答，也正是他们希望探寻的方向。

西藏发现两种鸟类新纪录

西藏生物影像调查机构（TBIS）公布的最近一次考察成果中，声称发现了中杜鹃和灰柳莺两种鸟类新纪录，补充了西藏鸟类的研究记录。

于2013年8月完成的本次野外考察，主要是对西藏阿里地区冈仁波齐以及玛旁雍错附近的生物进行的影像调查。调查直接记录到的鸟类影像58种、哺乳类11种、两栖爬行类2种、昆虫超过23种（其中已鉴定23种）、植物超过65种（其中已鉴定65种）。除发现中杜鹃和灰柳莺外，考察还多次直接目击拍摄到珍稀猫科动物猞猁，证明西藏阿里地区维持着一个健康的猞猁种群。

中杜鹃

青海湖面积连续10年增加 为15年来同期最大值

从青海省气象科学研究所表示：青海湖面积已连续10年增加，今年为15年来同期（4月为枯水期）最大值。

据青海省气象科研所高级工程师刘宝康介绍，4月26日卫星遥感资料监测显示：青海湖面积为4389.31平方公里，比去年同期增加9.08平方公里，与历年（2001～2014年）同期平均相比，增大了125.05平方公里，为15年来同期最大值。

青海湖

新研究发现转基因玉米没能成功抵御虫害

美国北卡罗来纳州立大学和克莱姆森大学共同完成的一项最新研究发现，一种广泛种植的转基因作物的毒性对于螟蛉虫这种害虫几乎没有作用——这个结果与20年前的预测是一致的，但是那个预测几乎一直被我们忽略了。这项研究可能是一个信号，让我们更加密切地关注那些警告信号，谨慎发展能抵御农业害虫的转基因作物。

研究中涉及的是一种转基因玉米，它能产生苏云金杆菌蛋白质，而这种蛋白质能够产生一种叫做Cry1Ab的毒素。本来，开发这种转基因玉米的目的是为了对付欧洲玉米蛀虫这种害虫，它于1996年被推向市场。

Reigis说，“我们曾经得到过警告，玉米夜蛾可能对这种毒素产生抗药性。但是我们使用Cry1Ab的方法却没有任何变化，现在玉米夜蛾似乎真的产生了抗药性。但是，这项研究仍然非常重要。我们一直使用的判断抗药性的方法不够严谨。以前我们一直在实验室里用诊断剂量来判断抗药性。我和其他很多人都觉得，实地观察可以发现发生了什么变化，但是这样的方法基本上被忽视了。这也是我们进行这项研究的原因之一。”

“这些发现提醒我们，我们要关注有关抗药性的潜在线索，”Reisig说。“我们不能指望总能找到新的转基因毒素，来代替旧的那种。”

绿化屋顶能提高工作效率？

据国外媒体报道，澳大利亚墨尔本大学的一项研究表明：除了喝咖啡，在工作之余看看窗外的自然风景，也有助于保持专注度，从而提高工作效率。此外，即使人们看到的只是绿色的自然风景画，也可以起到类似效果。该项研究由墨尔本大学的主任研究员Kate Lee和她的团队完成，已经发表在《环境心理学》杂志上。

在他们的实验中，150名学生需要根据电脑屏幕上不断闪现的数字（除了3），按下相应按键。并且在实验进行的过程中，学生们有40秒的休息时间。在休息时间里，一半学生会看到牧场似的绿化屋顶，另一半看到的则是水泥屋顶。Kate Lee说：“在观看不同的屋顶后，我们发现前一半学生发生的错误要少得多，他们表现得更加专注。因此，绿化屋顶不仅对环境有益，还能提高人的专注度，它能够对周围办公室中的数千名员工产生极大的正面影响。”

Lee博士主要研究如何在城市中加入绿色空间，她说：“绿化屋顶可以提高城市生活质量，特别是那些没有足够空间修建公园的城市。这项研究将增加我们绿化城市的动力，因为它表明，要更好的完成工作，我们只需要不到一分钟的时间看看一幅大自然画作。”

绿化屋顶可以提高城市生活质量

中科院成都生物所发现可吸附重金属浮萍

据《科技日报》报道，中科院成都生物所赵海研究团队历时2年、通过近10万组数据对比研究证实：水生植物浮萍可替代目前公认废水处理能力最强的水葫芦，高效处理废水中的氮磷，并转化成高品质生物质材料。其相关研究成果目前已在《生物资源技术》等国际知名期刊发表，并申请10项国家发明专利。该研究团队在云南滇池、四川什邡等地研究、试验证实：浮萍与目前公认废水处理能力最强的水葫芦具有相同的氮磷吸收能力和更高的资源回收利用潜力。其在废水中停留6天，可使典型的农村生活污水实现达到一级A类的排放标准，而处理废水后的浮萍还含有粗蛋白33.34%（其中氨基酸25.8%）或积累淀粉达40.19%，在开发生物质能源等领域应用空间巨大。由于浮萍可以与水稻共同生长，其未来在治理稻田镉污染中应用潜力巨大。

猫头鹰翅膀为风力涡轮机安静运行带来灵感

《中国科学报》最近刊文称，能在空气中不声不响移动的并不只是鸟类。研究人员日前表示，受到猫头鹰悄无声息飞行的启发而建的风电场能在不打扰附近居民的情况下产生更多的能量。

涡轮机利用风力使像推进器一样的叶片绕着转子旋转，产生零排放的电力。不过，环保主义者一直担心涡轮机发出的噪音给陆地和海洋生物带来的影响。同时，生活在涡轮机附近的人们也要求其安静运行。

现在，英国剑桥大学的Nigel Peake和他的同事转向猫头鹰寻求灵感。猫头鹰是出了名的沉默捕食者，能消声的翅膀往往使其猎物大吃一惊。Peake研究了两个让猫头鹰翅膀变得无声的特征。在猫头鹰飞行时，均匀分布的羽毛加上宽的翅膀能分散声波，阻止它们累积在一起产生噪音。与此同时，厚厚的绒毛减少了翅膀表面的气压，从而提供了消音效果。“这些特征对猫头鹰来说绝对是独一无二的。”Peake说。

接下来，该团队制作了自己的“翅膀”：找来一个机翼，并且加装一些在表面边缘来回滑动的翼片。翼片复制了猫头鹰均匀分布的羽毛，同样能扰乱机翼的表面压力，从而减少其产生的声波。当研究人员在风洞中测试这些“翅膀”时，他们发现，当翼片在机翼上相距1毫米分布时，减少噪音的效果最好。

涡轮机翼模拟猫头鹰翅膀

全球地下含水层下降惊人

据参考消息网报道，美国航空航天局（NASA）6月16日公布的最新卫星资料显示，世界上最大的地下含水层中，三分之一的水位正在以惊人的速度下降，其中包括中国的地下含水层。

据美国之音电台网站6月18日报道，美国航空航天局重力恢复和气候实验卫星GRACE（Gravity Recovery and Climate Experiment satellites）提供了地下含水层最详细的图片，37个最大含水层中的21个水位下降到可持续性临界点，它们位于中国、印度、法国和北非等地，也就 是说，在10年的研究期间，从这些地下含水层抽出的水量高于储蓄速度。

NASA的这项研究首次对地下含水层进行了详细评估，证实了长期以来科学家的怀疑，即人类超支使用地下含水层。研究人员说，随着人类越来越依赖地下水，地下含水层的恢复速度难以跟上农业、人口增长和工业用水需求增长，问题会越来越严重。

研究发现，世界上压力最大的地下含水层，也就是水位下降最快，几乎没有康复迹象的含水层，是阿拉伯含水层，这个含水层要支撑6000万人口。其次是印度西北部、巴基斯坦和北非地区。这些贫穷地区人口拥挤，缺乏替代水源，缺水可能会很快导致社会动乱。

二氧化碳有望变成地下电池

如果将二氧化碳从一种废弃物转化成能帮助稳定人类能源供应的巨大电池，情况将会怎样？

人们可以在解决来自可再生能源的间歇性能源供应问题的同时，使碳储存起到效果。来自美国加利福尼亚州劳伦斯利物莫国家实验室的Tom Buscheck及同事，在日前于奥地利维也纳举行的欧洲地球科学联盟全体会议上展示了这种能量存储设计。

他们的设计可在能量需求较低时将可再生和传统能源产生的多余能量储存起来，同时锁住全球变暖的主要起因——二氧化碳。Buscheck团队提出，通过两种形式即压力和热量储存这些多余能量。过剩电力会带动泵，使其将处于气体和液体混合状态下的超临界二氧化碳注入距地表5～10千米处沉积岩中的地下盐水。相较于蒸汽，超临界二氧化碳会更加高效地驱动涡轮，同时承受大量的压缩和加热，从而提高其储存能量的能力。

另一组管子接入沉积岩中的地下盐水。随着用泵吸入二氧化碳，它将排出一些随后在地表被收集起来的盐水。多余能量还能被用来加热盐水，并使其向下循环到能高效储存热量的深层岩石中。

当加热的盐水同二氧化碳接触，便会使后者膨胀，由此增加被储存二氧化碳的压力。热量可通过为二氧化碳减压并且旋转由超临界二氧化碳驱动的涡轮机收集起来。这比使用蒸汽的效率提高了50%。该团队的建模显示，这个系统能重新收集高达96%的储存热量。

储能系统运行十年后的压强分布情况