http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2013-09-08
环境立法对生态系统的影响获证实
科技日报讯 据物理学家组织网9月3日报道，美国堪萨斯州立大学生态学家参与的一项研究发现，美国于1970年颁布的清洁空气法案帮助森林系统从之前的酸雨和硫化物污染中获得了复原，环境立法对生态系统的影响的确存在。相关论文刊登在美国《国家科学院院刊》上。
堪萨斯州立大学生态学副教授杰西·尼派尔和他的同事用4年时间，对美国东部阿巴拉契亚山脉中的维吉尼亚雪松进行了研究。这些雪松的树龄从100年到500年不等，是当地标志性的树种。该区域位于俄亥俄河谷煤电厂的下风向，上世纪曾饱受二氧化碳和硫排放物的污染。通过对这些雪松的研究，科学家们发现1970年通过清洁空气法案以后，树木的生长状况得到了显著改善。
该研究团队之所以以红雪松为研究对象，是因为它们数量众多且寿命长久，能够很好地记录下环境的变化。红雪松生长缓慢，主要依赖表层土壤中的水分生存，这使得它们对环境变化十分敏感。研究人员对不同树木年轮的碳同位素的稳定性进行了分析，以此作为树木生长状况变化的依据。通过测量每个年轮中碳同位素的稳定性，就能根据树木的生长模式和生理机能，推测出整个20世纪大气的化学变化。
研究结果表明，尽管二氧化碳的排放在初期促进了这些树木的生长，但当其浓度日渐升高，尤其是酸性污染逐渐增加后，树木的生长逐渐减缓。1980年左右，也就是清洁空气法案颁布10年之后，发生了一个戏剧性的变化：从这年开始，这片树林中树木的生长模式出现了不同轨迹。“我们的数据清楚地显示了在1982年时存在一个突变点，此后酸性污染逐渐减少，整个生态系统日渐恢复。我们认为这与清洁空气法案的实施有密切的关系。”尼派尔说。
此次研究中另一个有趣的发现是：1930年代经济大萧条时，树木的生长状况与1980年后的情况极为相似。其原因在于，大萧条时期经济发展迟缓，燃煤电厂和俄亥俄流域化石燃料排放量大幅减少。
尼派尔说，这是个非常有趣的现象，美国历史上这两个非常重要的时期都能在对树木的研究中得到验证，与整个森林生态系统的变化也是完全匹配的。这项研究的意义有两点：一是这种研究方法为此后的其他研究提供了灵感；另一个是证实了环境立法的确会对生态环境产生影响。（王小龙）
《科技日报》（2013-09-05 二版）
[中科网]
温室气体和气溶胶对降雨影响相似
科技日报 讯据物理学家组织网近日报道，美国夏威夷大学马诺阿分校国际太平洋研究中心（IPRC）和斯克里普斯海洋学研究所的最新研究显示，尽管温室气体和气溶胶有着截然不同的属性，但其对降雨变化空间格局的影响却惊人的相似。这项研究成果发表在《自然—地球科学》在线版上。
人为的气候变化大多来自温室气体和空气污染物或气溶胶的辐射效应。但温室气体往往被均匀地混合于大气中，其趋向最终分布到全球各地；而气溶胶局部浓度变化很大，往往被发现于排放源附近，如在亚洲和北美的工业中心。
气溶胶影响气候的方式有两种：一种是在几分钟到几天内快速扰乱云的物理效果和行为；另一种需要几年的时间，由与海洋和大气的相互作用介导。气溶胶对云的快速影响已被极度研究，但其长期的海洋介导效果却很少受到关注。
该团队现在基于三个最先进的气候模型实验结果提供了重要的新见解。尽管气溶胶和温室气体排放集中在地球上截然不同的区域，所有这三个模型在海洋的降雨量上都显示出类似的区域效应。
论文领衔作者、斯克里普斯海洋学研究所气候科学家谢尚平（音译）教授说：“这对于我们来说是一个大的惊喜。该结果意味着很难分辨温室气体和气溶胶的影响，还需要一段时间深入研究。”
科学家指出，气溶胶诱发和温室气体引发的降雨变化，都通过海洋表面温度的空间模式介导。谢尚平教授解释道，虽然大部分气溶胶的研究主要集中在微物理过程，但在海洋上空对气溶胶响应的气候显示出对在云的微观过程中的细节不敏感。由温室气体和气溶胶诱发的气候变化，共享一套常见的海洋大气反馈结构，以解释在这两种类型反应之间的空间相似性。
论文合著者、IPRC博士后研究员项宝强（音译）说：“现在需要创新的模式实验。我们要探测海洋—大气相互作用调节这些降雨模式的机制，并确定以哪些形式为基础。这将使我们未来开发出更可靠的区域气候预测模型。”（华凌）
《科技日报》（2013-09-05 二版）
[中科网]