作者:刘燕飞 裴惠娟 刘文浩 来源:中国科学报 发布时间:2018/5/8 8:58:01
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科学家找到大西洋经向翻转流减弱证据

 

科学家找到大西洋经向翻转流减弱证据

近日,《自然》期刊发表题为《大西洋翻转流减弱的观测指纹》的文章指出,自20世纪中叶以来,大西洋经向翻转环流已经减弱了大约15%。人为造成的气候变化可能是影响这种变化的主要原因。

AMOC是地球主要的洋流循环系统,它能重新分配地球的热量,进而影响气候。由于缺乏直接的环流观测,科学家并不了解自工业化以来AMOC的变化。波茨坦气候影响研究所领导的科研团队利用最新的高分辨率气候模式结果来识别海表温度特征指纹,海表温度特征指纹包括近极地环流区域的变冷和墨西哥湾流区域的增暖,其在冬季和春季最为明显。在气候模式中,该特征指纹与由于二氧化碳增加导致的AMOC减弱有关。在海表温度长期观测数据中也能发现该特征指纹,这表明自20世纪中叶以来,AMOC存在明显的减弱。该特征指纹出现的原因可能是,AMOC减速使得向北热量传输减少进而导致近极地环流区域变冷,同时AMOC减速使得墨西哥湾流向北移动进而导致墨西哥湾流区域增暖。

该研究基于修正的海表温度数据定义了AMOC指数,并利用1870年至2016年海表温度观测数据和第五次耦合模式比较计划模式重建了AMOC时间序列演变趋势。结果表明,自20世纪中叶以来,AMOC减弱大约15%,AMOC在近年来达到了一个新的记录低点。(刘燕飞)

全球变暖加速山顶植物种类增长

近日,《自然》发表题为《山顶植物物种丰度增加的加速与变暖有关》的文章指出,欧洲范围内山顶植物物种数量的加速明显与全球变暖有关。

20世纪中叶开始,全球范围内社会发展和人类对环境的影响都处于加速状态,研究人员将这一趋势称作“大加速”,并将其作为人类世开始的一个关键标志。大量研究指出,生态环境对“大加速”的响应在倍增,而这些生物响应的幅度是否会随着时间推移而加速还不清楚。这方面的知识空白源自于大范围时空尺度生物多样性变化的连续时间序列数据难以获取。丹麦奥胡斯大学科研人员领导的大型国际研究小组,利用记录了1871年至2016年欧洲大陆302个山顶的植物丰度的调查数据,评估山顶植物多样性变化的时间轨迹。

研究结果表明,整个欧洲大陆植物物种丰度的增加速度不断提高,2007年至2016年的物种丰度要比1957年至1966年高出5倍。同时,这种加速与全球加速变暖显著同步,与全球变化的各种驱动因素不相关。研究结果揭示,即使在地球上的偏远地区,也能观察到气候变化引发的生物变化加速,这不仅会影响到生物多样性,也会对生态系统的功能和服务产生深远影响。(裴惠娟)

近三成氮源自地球基岩风化

近日,《科学》刊发美国加州大学戴维斯分校题为《地表环境中广泛分布的氮气来源于岩石的综合证据》的文章称,生态系统中多达26%的氮气来自于地球岩石圈基岩,其余来自大气。该成果揭示了大气圈—生物圈—岩石圈之间的重要联系,突破了氮气来源于大气的传统认识,或将改写教科书。

几个世纪以来,人们一直认为全球范围内植物生长所需的氮元素都是来自大气层。这些氮气促进了森林和草地的生长,并使它们隔绝更多的二氧化碳,具有重要生态意义。但是,在美国国家科学基金会支持下,美国加州大学戴维斯分校研究人员对岩石基岩风化与氮元素之间的关系进行了开创性研究。结果发现,岩石风化是土壤和生态系统氮素的重要来源,超过四分之一的氮来自基岩的风化。研究人员分析了加利福尼亚州北部克拉马斯山脉采集的岩石,发现岩石和周围树木具有同源氮,他们对岩石中氮的迁移和反应活性进行了三种不同且独立的评估,结果得到了趋同的估计。研究结果显示,每年有(19~31)×108 kg的氮从地表的基岩中迁移出来,(11~18)×108kg的这种氮在原位化学风化,从而将未受管理(工业化前)的陆地氮平衡从8%增加到了26%。

研究人员表示,这项结果突破了环境科学奠定的长达数世纪的传统氮素来源的相关结论,将导致传统教科书相关观点的再次改写。这一研究成果也提供了一个全球化的视角来调整地球的氮源,并对营养物驱动的陆地碳汇控制产生了影响,还将开创一个氮研究(植物不可或缺的元素)的新时代。(刘文浩)

《中国科学报》 (2018-05-08 第2版 国际)
 
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