2008101501

Nature vol.455 (7210), (11 Sep 2008)

老龄林也能积累碳

http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=68306&issue=7210

人们曾经假设，老化的森林会停止积累碳，因此它们不受国际条约保护。现在，通过对有关森林碳通量估计值的文献和数据库进行广泛搜索，研究人员发现，生态系统的净生产力（老化森林中碳的净余额）通常是正的。这些发现表明，老龄林也能对碳的积累做出贡献，并且它们能提供全球生态系统碳净生产力的至少10%。如果这些森林被扰动的话，这种碳、甚至土壤碳的大部分将会回到大气中，所以在分析碳流量时应当将保护老龄林所起作用考虑进去。

Nature vol.455 (7211), (18 Sep 2008)

封面故事：异常热年份之后陆地生态系统CO2吸收量减少

http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?issue=7211

地球的陆地生态系统通过净植物生产力（CO2吸收）和土壤微生物呼吸（CO2释放）的季节性变化对大气中的CO2水平产生强烈调控作用。几十年前科学家就知道，这些过程对气候的季节变化、尤其是气温有反应，导致全球CO2曲线呈现为“之”字形，但在跨年度时间尺度上定量确定一个单一气候变化因素的影响所需的实验数据却一直没有。现在，利用在大型受控环境室（如本期封面所示即为这样一个环境室）中的完好高草草原生态系统所进行的一项为期4年的研究项目，提供了一些所缺失的数据。这些研究所获得的结果表明，一个异常热的年份能减少该年份及随后一年的净生态系统CO2交换量。一个“被加热的”生态系统中的碳封存量与对照组的生态系统相比被减少三倍。这些发现表明，异常热的年份更为频繁的出现（由人为因素造成的大气中CO2水平升高所产生的一个可能后果），有可能导致陆地生态系统二氧化碳吸收量持续减少。

Letters to Nature p.383

Nature vol.455 (7211), (18 Sep 2008)

向北极水域添加有机碳可能会减少生态系统中总有机碳

http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=68412&issue=7211

一项将可降解有机碳添加进北极水域的实验获得了反直觉的发现：在某些条件下，碳的添加实际上会减少生态系统中的总有机碳。实验结果取决于食物链内物种相互作用以及它们怎样受营养供应的影响。当矿物营养有限时，有机碳会在系统中积累，而在一个有机碳有限的系统中，海洋细菌能够竞争过浮游植物，其净结果为总有机碳数量减少。这一结果凸现了这样一个关系，即对海洋碳循环当前和未来状态的描述，怎样依赖于对海洋食物链内的碳与限制生长的矿物营养之间的化学计量耦合的认识。

Nature vol.455 (7212), (25 Sep 2008)

北大西洋海洋洋流变化的观测及模拟研究

http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=68488&issue=7212

来自北海的冷而致密的海水越过格陵兰-苏格兰海岭向大西洋的连续流动或“溢流”，是对北大西洋“深水”形成的一个实质性贡献，而这种“深水”则是大西洋“ 经向翻转环流”（meridional overturning circulation）下部的水源。两个主要溢流分支流过丹麦海峡和Faroe Bank海峡。Steffen Olsen等人报告了在1995年和2005年间在Faroe Bank海峡中进行的直接洋流测量结果以及海洋环流模型模拟结果。与以前的、认为溢流在过去50年间已经减弱的报告形成对比的是，他们发现，Faroe Bank海峡的溢流以及总的溢流事实上是稳定的，尽管模型的确显示，大西洋“经向翻转环流”总量因格陵兰-苏格兰海岭以南所发生的变化而有所减弱。

Letters to Nature p.519

Nature vol.455 (7212), (25 Sep 2008)

NAO的中期预测已成为可能

http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=68489&issue=7212

北大西洋涛动（NAO，造成欧洲天气和气候变化的一个主要因素）一般被看成是大气的一个内在模式，在中期到季节时间尺度上没有真正的可预测性。现在，Christophe Cassou提供的证据表明，热带地区主要的气候季内振荡（Madden-Julian Oscillation）对NAO的分布和序列有部分控制，并且在较小程度上控制另外三个每天的天气系统（这三个系统在冬季是该地区的主要天气系统）。这一发现使得人们能够对NAO的阶段进行中期预测，远远超过通常被作为极限的一星期左右。Cassou提出一个简单的统计模型，用来定量评估每天NAO指数或其天气系统（当它们出现时）标志的潜在可预测性。以前12天“Madden-Julian Oscillation”阶段的实际状况作为依据，他所做出的预报在大约70% 的情况下都是成功的。

Nature vol.455 (7213), (2 Oct 2008)

封面故事：物种形成可通过感官驱动而发生

http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?issue=7213

非洲湖泊中的慈鲷鱼是教科书中关于物种快速形成的典型例子，但其中所涉及的机制仍然不是很清楚。现在，对维多利亚湖中的慈鲷鱼所做观测研究，揭示了导致（通过自然和性别选择进行的、由感官驱动的）物种形成过程的视觉系统趋异演化（表现为视觉基因的分化、雄性的彩色化和雌性的喜好）的生态及分子基础。感官驱动假说预测，感觉和信号系统中对不同环境的趋异适应，可在种群的第二接触点（secondary contact）上引起交配前隔离（premating isolation）。除了为证明物种形成可以通过感官驱动发生而不需要地理隔离提供明确证据外，这项工作还为在由人为原因造成的维多利亚湖富营养化期间慈鲷鱼物种多样性的崩溃提供了一个机制性的解释。本期封面所示为彩色的慈鲷鱼Pundamilia nyererei 和 Pundamilia pundamilia以及一种野生的中间形态（图片最上边），背景为不同水深处的光谱。

北半球过去十年温度为千年来最高

http://www.sciencenet.cn/htmlpaper/200893953456793369.html

美国科学家近日研究证实，过去10年北半球的表面温度为1300年以来最高。而且，如果加上有些争议的树木年轮数据的话，这一结果可以推至1700年。相关论文即将发表于美国《国家科学院院刊》（PNAS）上。

论文第一作者、美国宾夕法尼亚州立大学地球系统科学中心主任Michael Mann说：“有些人曾争论说，树木年轮数据不能用于这类型的研究。现在我们排除了树木年轮数据之后，仍然拥有其它足够的替代数据，从而能够得到北半球的长期温度记录。”

这些替代数据信息分别来自海洋与湖泊沉积物、冰核及珊瑚核等。在排除了树木年轮数据之后，研究人员发现，北半球过去10年的温度为公元700年来最高；而如果包括树木年轮数据的话，这一结论可以推至公元300年。Mann说：“我们研究了一个更为广阔的数据库，方法也比以前的要更为成熟。对南半球和全球的研究结论较为不确定，我们认为这要归因于南半球较为稀少的可替代数据导致的不确定性。 ”

使用树木年轮数据引起争论的原因之一是所谓的“时间片段长度瓶颈”（segment length curse）。发生的原因是树木的年轮每年增加，但老树增加的年轮较窄。所以当研究人员从两棵树拼凑年轮级数的时候，他们必须考虑怎样将一棵树上的后期年轮与另一颗较年轻树上的早期年轮结合起来。在这个过程中，一些关于长期趋势的信息就有可能丢失。

这项研究显示，只要多加小心，树木年轮数据可以使用。不过即使排除这一数据，近来地球反常的升温——大部分科学家认为是人类活动对气候影响的结果，也已经成为事实。（科学网梅进/编译）

科学家修改海平面上升数据

http://www.sciencenet.cn/htmlpaper/2008951438546013416.html

据9月5日的《科学》（Science）杂志报道说，根据某些海平面起伏模型的预测，到2100 年的时候，由于格陵兰和南极冰层的崩解，海平面会上升2 米。但是，研究人员现在说，这种上升幅度是不真实的，在2100 年的时候，一种更为精确的估计是海平面的上升幅度在0.8-2 米之间。

由W. Pfeffer 及其同事介绍的这些发现对目前的海平面上升模型进行了修正。与以往大多数的评估不同，因为这些评估试图将每个来源的冰块进入海中的估测值进行合计，这一由 Pfeffer 及其同事所做的实验则计算需要有多少从格陵兰和南极的冰块进入海中才能产生不同幅度的海平面上升。他们的发现披露，现行的对2100年时海平面上升幅度的估计需要有比过去所报告的更多的格陵兰和南极的冰块进入海中。尽管这些夸大的上升幅度并非完全不可能，但文章的作者指出，它们不应该作为一个主要的工作假说而被人采用。

东非降雨和北半球气候有关

http://www.sciencenet.cn/htmlpaper/200892614545133619.html

坦噶尼喀湖（图片来源：Flickr/Worldtraveler）

钻取自东非大湖地区沉积物芯显示该地区的降雨对北半球的气候变化高度敏感。

对这些沉积物芯的分析表明降雨量对北亚冬季的风和印度洋海洋表面温度的变化敏感。这些距今6万年的岩芯收集自东非裂谷的坦噶尼喀湖的湖底。

该研究发表在了9月11日出版的《科学》（Science）杂志上。该研究的第一作者、美国布朗大学的地质科学家Jessica Tierney说，这些泥芯所覆盖的时间跨度——它跨越了上一个冰期——可能帮助科学家理解未来的非洲热带地区如何对全球变暖做出响应。

这组科学家通过监测湖底沉积物植物叶腊中的脂肪酸从而测量了过去的降雨量。所得结果和来自马拉维湖的其他研究进行了比较，而且符合对中国洞穴的土壤分析结果。

这些结果否定了原先的一项假设，即热带辐合带的云量、降雨和温度的变化相符。热带辐合带是一个天气系统，它的迁移跨越了东非地区。

这些结果还表明降雨量的一些变化只是在最近300年才发生的，这提示在人口密集的热带非洲地区的降雨模式可能对人类引起的气候变化导致的变迁做出突然反应。

这项长达10年的研究被称为尼亚萨计划，研究在美国亚利桑那大学进行，该研究的参与者还包括来自坦桑尼亚达累斯萨达姆大学的Hudson Nkotagu 和Evelyn Mbede以及该大学的50多名学生，后者接受了两个月的实地研究训练。

该研究得到了坦桑尼亚渔业研究所的帮助，后者在坦噶尼喀湖有一个实地观测站。

该研究的作者之一、布朗大学的地质科学助理教授James Russell说，东非地区特别是大湖地区是一个“对于全球水循环至关重要的区域”，需要对它进行进一步的研究，因为对它的认识还很不充分。（来源：科学与发展网络 Zablon Odhiambo and Christina Scott）

（《科学》（Science），DOI: 10.1126/science.1160485，Jessica E. Tierney，Andrew S. Cohen）

物种上下求索以避暑热

http://www.sciencenet.cn/htmlnews/2008/10/211977.html

研究人员说，在热带地区，许多物种如果缺乏一个可以迁往的较为凉爽的地方的话，它们不久将面临全球气候变暖带来的种群数下降及灭绝局面。这些地球上的热带地区对物种来说是一种独特的挑战，因为纬度方向的迁徙（向东或向西）并不能给它们提供足够的救助。这些物种必须将其活动范围向高处迁移才能躲避暑热。Robert Colwell及其同事分析了热带的植物、昆虫和真菌等1902个物种的数据并得出结论：低地的物种种群数不久即会出现生物多元性和物种丰富程度的下降，这是因为还没有什么已经适应了较高温度的物种源可以取代那些因气温变暖而被驱往更高海拔的物种。在此期间，研究人员提出，较高海拔的物种当面临向更高海拔攀登的空间已不复存在的时候，它们将会同时面临“山顶灭绝”的处境。

此外，一项新调查显示，在Yosemite National Park内的小型哺乳动物经过气温变暖的一个世纪之后，其活动范围发生了重大改变。某些生活在高海拔地区的哺乳动物如高山金花鼠的活动范围已经缩小，而生活在低海拔地区的动物如巢鼠则已经将其活动范围扩大到了较高的海拔地区。Craig Moritz及其同僚说，气候变暖也搅乱了其他生活在中等海拔和高海拔地区的哺乳动物群落。为了证明这些变化，研究人员将他们的调查数据与20世纪初由 Joseph Grinnell收集的在Yosemite的大量的数据组进行了比较。Joseph Grinnell是一位田野生物学家，他的工作导致了“生态位”概念的问世。尽管物种的活动范围出现了显著的波动，Yosemite在过去100年中一直维持着小型哺乳动物物种的多样性。Moritz及其同僚提出，受到公园保护的广大地区可能因为允许哺乳动物随着气候变化而迁往新的海拔高度从而保持了这动物的多样性。

美国科学家对大约9万年前的冰块矿样和海洋沉积物中的气体进行的分析结果表明，气候变暖、二氧化碳浓度以及海洋环流之间息息相关。这些发现可以让科学家更好地探究这些现象过去如何相互作用，也有助于他们更好地预测未来的气候发展趋势，研究结果发表在10月3日的《科学》（Science）杂志上。

美国俄勒冈州立大学地球学家安·金浩和爱德华·布鲁克在国家科学基金的支持下，分析了 390个采自于南极冰层的冰块矿样。这些样本提供了9万年前到2万年前之间的地球温度和天气的数据。科学家将这些样本小心压碎，从冰冻的气泡中取出气体，接着对这些远古的气体样本进行分析，探测其中的二氧化碳含量。

安和布鲁克随后将这些冰块样本的二氧化碳浓度同来自于格陵兰岛和南极洲的气候数据进行比较———格陵兰岛和南极洲的气候数据同智利和伊比利亚半岛海洋沉积物中气体的温度差不多。海洋沉积物提供的数据，让科学家更好地理解北大西洋海洋环流的速度以及同一时期南部海洋怎样被分层。

研究人员发现，二氧化碳浓度的增加同随后地球温度的增加，以及北大西洋海洋环流的减少息息相关。这些数据也显示，二氧化碳浓度增加伴随着南部海洋水域的弱化，这可能表明，未来全球气候变暖导致海洋环流改变，反过来导致更多的二氧化碳进入大气中，在已经变暖的天气中增加更多的温室气体。

安和布鲁克陈述了许多可能在未来影响气候变化和海洋环流关系的因素。其中之一是，今天大气中的二氧化碳浓度要比安和布鲁克研究的时代大气中的二氧化碳浓度高。这些研究人员希望，未来对于远古气体的研究能够提供更多、更清晰的数据和细节，以解释二氧化碳浓度和地球极地温度的关系。（来源：科技日报刘霞）

严厉政策也无法阻止全球变暖

http://www.sciencenet.cn/htmlpaper/200810131550486693739.html

根据一项新的分析，即便是最严厉的气候政策也无法完全阻止全球变暖。D.P. van Vuuren及其同事认为，除了减少人为温室气体排放的举措，各个社会还应该考虑适应更高全球温度的战略。这组科学家的分析审视了来自不同排放模型的种类广泛的气候政策情景，并证明了在所有这些情景中，地表平均温度的上升将减少，但是不能避免。迄今为止政府间气候变化委员会发表的21世纪气候变化的范围并没有考虑到减少气候变化的举措。

在这项研究中，这组科学家利用两个气候模型预测了多种缓和策略的效果，并考虑到了气候系统和碳循环的不确定性。分析表明，到2100年，在最严格的减排情景下，温度比1990年的基准水平最低上升平均1.4摄氏度。尽管最低温升显著少于没有缓和政策情况下的预测，它还是高于此前把重点仅放在气候惯性上的报告。相关论文发表在美国《国家科学院院刊》（PNAS）上。（来源：EurekAlert!中文版）

（《国家科学院院刊》（PNAS），vol. 105 no. 40 15258-15262，D. P. Van Vuuren，J. M. Reilly）

Nature vol.455 (7214), (9 Oct 2008)

青藏高原为什么今天还存在

http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=68800&issue=7214

人们对青藏高原怎样及何时形成给予了很多关注，但迄今为止对河流向该高原本身的切入作用的控制因素却研究得比较少。Oliver Korup 和 David Montgomery对这个问题进行了研究，它也与青藏高原为什么仍然还在原位这样一个问题相关。尽管该高原拥有地球上最深峡谷之一，但高原边缘却极为清晰，而且根据被广泛接受的水流功率理论，它应被亚洲最强大的河流之一——雅鲁藏布江严重切割。Korup 和 Montgomery提出，该高原的东南边缘之所以被保留下来，部分原因是冰川的存在，在全新世时这些冰川大到足以阻止河流沿高原边缘进行的有力的下切作用。

Letters to Nature p.786

doi:10.1038/nature07322