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科研动态共计 663 条信息

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1 哥廷根大学开发全球地下水流入海洋的计算模型 2020-03-28

地下水是地球上最大的淡水资源,是世界上最宝贵的自然资源之一,对农作物和饮用水至关重要。地下水存在于我们脚下的土壤、沉积物和岩石的裂缝和孔隙中,新鲜的地下水流可为海洋提供大量的营养和溶质输入。然而,哪些水文地质参数控制着地下水流向海洋的程度,尚未得到系统地量化。由哥廷根大学领导的一个国际研究小组开发出了第一个全球地下水流入海洋的计算模型。他们的分析表明,世界上20%的敏感的沿海生态系统,如河口、盐沼和珊瑚礁,都面临着地下水将污染物从陆地输送到海洋的风险。这项研究发表在3月9日的《Nature Communications》杂志上。 研究人员将新设计的计算模型与全球地形、地下水补给和地下岩石层的特征数据相结合进行分析,对全球沿海地区的地下水流量进行了量化。结果表明,尽管地下淡水的流量很低,但变化很大。这意味着对于海岸线小区域来说,这些地下水流足以成为淡水的重要来源。然而,当由于人类活动而受到污染或携带过多的营养物质时,这实际上会给敏感的沿海生态系统带来风险。 这一新的研究结果质疑了之前关于地下淡水流动会影响整个海洋的碳、铁和硅收支的说法。然而,地下水沿海岸线流动的局部影响非常重要。地下水是一种淡水资源,在世界上许多地方一直、而且仍然是必不可少的。尽管人们对这一点还知之甚少,但地下淡水和海水的混合可能会有益于当地适应微咸水的生态系统。对海岸生态系统最大的负面影响来自于营养物质,如氮和污染物,人们把它们排放入陆地,然后渗透到海岸。这些物质可能需要几年甚至几十年的时间流向海洋,然后将影响海岸带生态系统。 文章第一作者、哥廷根大学结构地质和地球动力学系Elco Luijendijk博士说:“我们非常希望这些新结果和我们的模型所揭示的数据将激发后续更详细的研究。监测和了解地下淡水流动对沿海生态系统的影响非常重要,特别是在迄今尚未详细研究的区域,例如南美洲、非洲和南亚的大片地区以及许多热带岛屿。” (刘群群编译) 查看详细>>

来源:《自然》 点击量:4

2 海洋动物是如何变得如此多样化的 2020-03-28

科学家们推翻了上世纪50年代提出的一种进化论,他们发现,那些对灭绝具有很强抗性的动物也拥有最丰富的生态多样性,它们群落中的成员承担着大量不同的功能。这项研究由夏威夷大学希洛分校(University of Hawai‘i at Hilo)和斯坦福大学(Stanford University)的研究人员完成,并已发表在2月28日的Science杂志上。该研究由美国国家科学基金会(National Science Foundation)资助。 研究人员对过去5亿年间近2万个海洋动物化石属(物种群)以及3万个现存海洋动物属进行了研究。分析结果表明,现代海洋中,生态最多样化的动物群体包含了大多数属种。 物种丰富度和功能分化之间的这种密切联系在海洋生态系统中并不总是如此。在海洋动物进化的最初3亿年的大部分时间里,最多样化的群体是那些物种形成率最高的群体。然而,与多样性较少的群体相比,它们的不同生态系统功能的数量并不一定更多。只有在古代大灭绝事件之后,当前的关联才得以被研究,这一事实只能通过对化石记录的研究来确定。该研究表明,随着时间的推移,世系缓慢而稳定的发展是族群获得最高多样性的关键因素。 (张灿影编译) 查看详细>>

来源:美国国家科学基金会 点击量:5

3 基于砗磲壳高分辨率氧同位素记录研究南海全新世ENSO的易变性 2020-03-28

通过研究古地球环境变化来探索现代气候基本规律,在历史中找寻相似点,从而为预测未来气候变化提供更多有用信息变得越来越重要。因此,提高古气候重建的分辨率,探寻新的古气候载体,更好地对古气候资料进行解读成为了当前古气候研究的热点和重点。 厄尔尼诺(ENSO)是现代太平洋中的主要气候系统,并且可能影响全球气候。位于热带西太平洋的中国南海(SCS)受ENSO活动的影响很大。研究表明,砗磲(Tridacna)的壳是ENSO变化的良好代表。本研究中作者对南海中来自西沙群岛的一个现代和四个化石的砗磲壳进行了高分辨率氧同位素研究,利用化石中的氧同位素组成产生全新世四个时间段内ENSO活动的高分辨率记录。结果表明,在南海地区的四个不同时间段,ENSO季节性变化表现各有不同。距今2.55ka前后、4.16ka前后表现为ENSO活性与现代近似,距今6.72ka前后表现为比现代ENSO更为活跃,而距今6.05ka前后为ENSO相对不活跃期。这些发现与珊瑚、软体动物和沉积物记录的古气候结果一致。但是,在4.7ka处观察到了极低频率和中等强度的ENSO,表明了这一气候转变间隔内ENSO变化的异常模式。另外,全新世期间的季节性温度变化与今天不同,极端季节也可能在较暖的时期发生。这一工作提供了南海地区古ENSO变化的重要信息,为进一步分析全球ENSO的历史变迁提供了基础。 (李亚清编译) 查看详细>>

来源:《自然》 点击量:5

4 氧和温度对深海鱼类群落结构的影响 2020-03-28

理解气候变化对鱼类群落的影响是一个重要课题,但是很难梳理出在自然系统中起作用的单个因素。这使得研究人员很难完全理解气候变化将如何影响未来鱼类的多样性和丰富性。在来自加利福尼亚大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所和蒙特利湾水族馆研究所(MBARI)的一项新的研究中,研究人员利用加利福尼亚湾的自然海洋梯度来研究变化的含氧量和温度对底栖鱼类群落的影响。他们发现在氧气含量极低(7µmol/kg氧气或更低)的地区,鱼类多样性急剧下降。相比之下,海洋表面的氧气浓度通常在200至300µmol/kg之间。面对气候变化,这对深海鱼类群落的未来具有影响。 这项研究发表在3月5日的《海洋生态进展》(Marine Ecology Progress)系列杂志上,研究人员在加利福尼亚湾的三个不同地区进行了调查。海湾独特的海底地理环境在相对较短的距离内提供了截然不同的环境条件。在北部,深海海水温度相对较高,含氧量较高。而在南部,深海温度较低,且氧气含量极低。 斯克里普斯海洋学的海洋生态学家、博士后研究助理Natalya Gallo指出,在如此小的空间范围内发现如此大的差异实在罕见。这让我们能够分析影响我们所看到的鱼类群落类型的一些环境因素,使之成为了一个出色的研究系统。研究人员使用了MBARI的远程操作工具Doc Ricketts进行了北部、中部和南部海湾的海底视频样带研究,发现该地区的鱼类种类繁多。并对底栖鱼类群落的组成、密度和多样性以及环境条件的一些趋势进行了揭示,这些趋势有助于我们理解气候变化,更好地为可持续的未来做准备。 研究小组研究了许多变量,包括氧气水平,温度,深度,栖息地类型,食物输入和纬度,以及它们与底栖鱼群落特征的关系。Gallo提到,他们想利用这些自然梯度来研究环境变量与群落结构的关系,从而了解气候变化的风险和脆弱性。他们发现,一旦氧气浓度超过某个阈值(7 umol/kg),就会对该地区物种多样性的非常强烈的负面影响。他们还发现,氧气浓度和温度会相互作用,在低氧条件下,温度越高,鱼的密度就越低,而在氧气条件较好的情况下,鱼的密度就越高。事实上,当将所有这些变量包括在他们的模型中时,氧气和温度是群落结构的最强驱动力,这确实说明了这两个对气候敏感的环境变量的重要性。尽管存在多样性趋势,但研究小组仍在低氧条件下看到大量鱼类。她认为,由于氧气含量低,由于氧气含量低,我们可能会在一些地区看不到鱼。在基本没有氧气的地区看到高密度鱼类群落真的很让人惊讶。这表明,尽管这些低氧区物种的多样性降低了,但某些物种具有适应性,即使在低氧条件下也能生存。 然后,研究团队将群落分析的结果与对加利福尼亚湾的未来气候模型预测相结合,以确定这些鱼类群落的长期趋势。结果表明,如果气候变化在“一切照旧”的情况下按预期进行,那么在未来80年内,由于变暖和氧气流失以及现有的海洋学条件的双重影响,北部和中部海湾的鱼类群落可能受到最严重的影响。这可能导致某些鱼类物种的栖息地减少,使其群落变得不稳定和脆弱。 这项研究由David and Lucile Packard基金会和MBARI资助。研究有助于了解氧气水平和温度的变化趋势将如何影响未来鱼类群落的发展。MBARI的资深科学家James Barry指出,随着气候变化,这对我们如何管理深海生态系统产生了影响,目前,他们根据对生态系统和繁殖率的了解,为渔业可以捕捞多少鱼制定了指导方针。但随着海洋的变化,这些指导方针可能无法持续下去。 (刁何煜编译) 查看详细>>

来源:斯克里普斯海洋学研究所 点击量:4

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