研究室
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加勒比地区复原力倡议:与粮农组织和墨西哥合作适应气候变化,2022年10月-2023年2月
加勒比地区由于气候变化面临重大挑战,作为回应,该地区正在实施适应和韧性策略。从2022年10月18日至2023年2月23日,西北生物研究中心(CIBNOR-CONACYT)的专家们一直在领导一系列研讨会,作为“墨西哥-CARICOM-FAO加勒比气候变化适应和韧性合作倡议”的一部分,也被称为“加勒比韧性倡议”。国际合作打造韧性加勒比这一努力源于联合国粮食及农业组织(FAO)与墨西哥政府之间的合作,由外交部(SRE)和墨西哥国际发展合作署(AMEXCID)提供支持。为了加强韧性水产养殖并确保加勒比地区的粮食安全,FAO与CIBNOR携手举办了题为“2022-2023年粮食安全和气候韧性水产养殖和水培培训”的研讨会。该计划旨在培训参与者实施可持续和适应性水产养殖实践。研讨会主要面向CARICOM成员国的成员,但也向全球所有有兴趣的人开放,从而实现广泛的知识和经验交流。除了技术培训外,研讨会还旨在赋予当地农民权力,为他们提供改善生计的工具。通过为他们提供提高生产和市场影响力的技能,期望这些农民在其社区中因其在粮食安全中的角色而获得更高的认可。该倡议强调经济可行、环境可持续和社会可接受的水产养殖实践,促进一个气候变化不会阻碍区域发展而是激励创新和韧性的环境。
Kerno Geo创新工具利用地球物理技术在巴西绘制树根和树干图
在巴西,有效管理城市树木对于确保市民的安全和福祉以及保护城市财产至关重要。准确评估这些树木的健康和稳定状态是至关重要的,尽管用于此类诊断的工具有限。
得益于FAPESP的小企业创新研究计划(PIPE)的支持,Kerno Geo公司开发了Kerno ANDAS,这是一种创新的诊断工具,应用地球物理方法评估城市树木。该技术不仅生成树干的内部图像,还对根系进行三维映射,提供有关土壤特性及其与当地根系相互作用的信息。
城市树木映射的创新
根据项目的主要研究员Vinicius Neris dos Santos的说法,地球物理学的研究允许通过间接方法检查地球内部,现在这些方法被应用于城市绿化的分析。这种创新方法可以检测树干中的空洞或退化区域,并绘制根系系统的地图,从而全面评估树木倒塌的风险。
精确的映射有助于为适当管理树木做出明智的决策,减少与倒塌相关的社会和经济风险,并最大限度地降低未来因移除或更换树种而产生的成本。
以前,用于绘制根系的工具有限,尤其是在有不透水地面的区域。为了研究根系而打破路面会增加成本和时间。然而,当前的地球物理方法允许以高效和经济的方式进行这些研究。
2018年,Vinicius Neris dos Santos与地质学家Marcelo...
NASA评估在失控重返大气层的风险下对哈勃望远镜进行受控销毁
NASA 正在与时间赛跑,以决定标志性的哈勃太空望远镜的未来。这个太空探索的象征面临着关键挑战,因为地球大气层由于最近的太阳活动而扩展,产生了强大的阻力,导致其逐渐向我们的星球下降。工程师们正在权衡复杂的拯救行动或可控的销毁来解决这个问题。NASA 对 哈勃望远镜 的计划评估的最激进的解决方案之一是将哈勃的残骸安全地引导至海洋。由于缺乏自身推进器来调整其轨道,外部干预是必不可少的。如果不采取措施,望远镜可能会失控重返大气层,成为对人口稠密地区的潜在威胁。NASA 认为将其引导入海是避免灾难的最安全方法。然而,由于一项有前途的技术测试,仍然有希望。由 Katalyst Space Technologies...
细菌减少可可中的镉:哥伦比亚生产商应对世卫组织法规的创新解决方案
使用细菌有望成为一种创新的解决方案,以减少镉在可可植物中的含量。这种重金属虽然自然存在于土壤中,但如果被可可等植物吸收并进入消费者体内,可能对健康有害。细菌防止可可中的镉目前,农产品中的镉含量严格按照世界卫生组织的标准进行监管。最近的研究表明,某些细菌可能阻止这种金属进入植物。镉于1817年在德国被发现,通过植物的根部被吸收,进入可可的杏仁中,这可能增加人类患肺癌、肝癌或肾癌等疾病的风险。全球可可行业,尤其是在哥伦比亚的担忧日益增加。2021年,该国生产了69,000吨可可,但镉的存在是进入要求严格的国际市场(如欧洲)的障碍。研究员Feria在桑坦德的San Vicente de Chucurí开展了一项研究,该地区以其高产量的可可和火山土壤而闻名。他的目标是识别对镉表现出耐受性的本土细菌属。在八个农场进行了采样和分析,并根据pH值和镉浓度选择了四个农场。在每个农场中,评估了土壤的物理化学性质,并进行了微生物分析以分离和表征细菌。识别出12种细菌属对镉具有显著的耐受性,高达每百万20个单位,而桑坦德的土壤中含有1.2到1.6个单位。这些细菌通过三种主要方式与镉相互作用:生物吸附、生物积累和生物转化。特别是,Klebsiella sp.属在将镉转化为植物不可吸收的形式(如碳酸镉)方面显示出有效性。除了减少镉的吸收,使用细菌还可以补充可持续农业实践,改善土壤质量。这项研究与UNAL麦德林校区科学学院和国家巧克力公司的教授合作,强调了公私合作伙伴关系在实现更安全可可方面的重要性。
一项研究表明,智利北埃查乌伦冰川在七十年间失去了65%的表面积。
北埃查乌伦冰川位于迈波峡谷(智利大都会区),自1955年以来已失去65%的表面积。这一研究由詹姆斯·麦克菲领导,他是智利大学的学者。
这项发表在《冰川学年鉴》上的研究记录了七十年的监测,揭示了如今冰川已被分割并覆盖沉积物,这改变了其动态,使其成为理解超级干旱和智利中部温度升高影响的关键案例。
加速退缩
1955年,冰川覆盖面积为0.52平方公里,比梵蒂冈的面积还大。
到2023年,仅剩下0.18平方公里,相当于18个足球场。
退缩包括表面变薄、碎屑覆盖和分裂成三个较小的单元。
不再存在可见的“干净冰”:表面被岩石和沉积物覆盖,这改变了与大气的能量交换。
区域和全球重要性
北埃查乌伦是南美洲仅有的两个“参考冰川”之一,另一个是玻利维亚的宗戈冰川。其数据对于验证关于冰川质量损失和海平面上升的模型至关重要。然而,其退化迫使人们在智利寻找新的代表南半球的参考冰川。
解释退化的因素
降雪不足:自2010年以来,超级干旱使降水量减少了30%,使冰川暴露在夏季高温下。
0°C等温线的上升:2015年记录到每年有110天的融化期;到2020年,这一数字增加到166天,这意味着冰川几乎有半年处于融化条件。
气候韧性的终结:与厄尔尼诺的历史关系被打破;即使在多雨的年份,降水也无法抵消高温和太阳辐射。
历史监测和当前技术
自70年代以来,冰川一直在被监测,最初是通过骑马或步行安装的标桩。如今,使用卫星图像、LiDAR和航空摄影创建具有毫米级精度的3D地图。
这一努力是对几代致力于冰川研究的智利科学家的致敬,其中包括切多米尔·马兰古尼克、哈维尔·纳尔博纳和豪尔赫·金特罗斯。
后果和关注
北埃查乌伦的消失将意味着失去一个理解该地区冰川波动的关键参考。此外,还将危及迈波河流域的水安全,该流域为大都会区供水。
气候变化通过改变雪库的分布和海洋条件,为智利中部的冰川带来了更不可预测的未来。
北埃查乌伦的研究是一个明确的警告:智利中部的冰川正因超级干旱、温度升高和气候韧性丧失而面临加速风险。识别新的参考冰川和加强监测的必要性迫在眉睫,以预测对水资源、生物多样性和数百万人的生活的影响。
对虎鲸的恐惧导致巴塔哥尼亚海豚大规模搁浅:新的科学证据
一项发表在皇家学会开放科学的研究揭示,阿根廷巴塔哥尼亚地区大量普通海豚搁浅与虎鲸作为捕食者的存在有关。
研究集中在圣马蒂亚斯湾的圣安东尼奥湾,鲸类动物因压力进入浅水区,被困在沙洲上。
近期事件
在2021年至2023年间,记录了两个显著事件:
2021年9月:52只普通海豚死亡;对38只进行了尸检。
2023年4月:约有570只海豚搁浅,但在志愿者和当局的干预下,所有海豚都被送回海中。
分析排除了人为因素、疾病或营养不良的原因。动物的身体状况良好,这进一步支持了避免捕食者的假设。
捕食者-猎物动态
由玛格达莱娜·阿里亚斯领导的团队得出结论,虎鲸的存在对海豚造成极端压力,它们聚集在紧密的队形中,游向浅水区以逃避。这种群体行为放大了恐慌的效果:当部分群体逃向海岸时,其余的也会效仿,从而增加搁浅的风险。
海湾的地理特征,沙洲和强烈的潮汐,更加提高了动物被困的可能性。
社区响应
在2023年的事件中,志愿者使用皮划艇和小型船只将海豚引导回海中。科学家、渔民和当地社区之间的协调是避免死亡的关键。
研究强调,识别这些事件的自然原因可以优化救援响应,并减少关于疾病或污染的不必要警报。
生态影响
研究挑战了之前认为大规模搁浅仅与人为或环境因素有关的观点。捕食者-猎物动态成为一个决定性的自然因素。
虎鲸在圣马蒂亚斯湾的日益增多对海豚和其他海洋物种施加了新的压力。持续监测将是预测风险和加强紧急管理的关键。
研究得出结论,像虎鲸这样的捕食者施加的压力可能显著改变海豚的行为,并导致大规模搁浅。这一发现重新定义了对这些现象的理解,并强调需要在巴塔哥尼亚的海洋保护战略中整合自然因素。
一项研究显示,自2000年以来,极端热浪后紧随干旱的情况增加了八倍
极端的热浪引发的突发干旱正在以惊人的速度在全球范围内蔓延。韩国和澳大利亚的研究人员最近在Science Advances(2025年3月6日)上发表的一项研究表明,随着地球变暖,这些复合现象——极端高温紧随其后的干旱——正在增加。
在20世纪80年代,这些事件每年仅影响2.5%的陆地面积。到2023年,这一数字上升到16.7%,十年平均为7.9%。作者警告说,加速的速度更令人担忧:在过去的22年中,增长率是前两十年的八倍。
闪电干旱:比普通干旱更具破坏性
当高温首先来袭时,干旱变得更加剧烈和突然。这些“闪电干旱”发生是因为更温暖的空气更快地从土壤中抽取水分,留给人口和农业部门的准备时间很少。
气候学家Yong Jun Kim解释说,这种干旱比传统干旱更具破坏性,因为它们突然出现并加剧了森林火灾的风险。
最近的例子
研究人员引用了几个典型事件:
2010年俄罗斯热浪,导致了毁灭性的火灾。
2019-2020年澳大利亚火灾,由极端高温和干旱引发。
2021年太平洋西北部的热穹,在加拿大莱顿的温度接近50℃,随后发生了摧毁该地的火灾。
2022年中国长江干旱。
2023-2024年亚马逊创纪录的干旱。
受影响最严重的地区
研究指出,由热浪引发的干旱增加最多的地区是:
南美洲。
加拿大西部和阿拉斯加。
美国西部。
中非和东非。
研究人员在2000年左右检测到一个转折点,这与北极的快速变暖、海冰的减少和北半球春季积雪的下降相吻合。
厄尔尼诺的角色
厄尔尼诺现象加热太平洋部分地区并改变全球气候,也发挥了关键作用。1997-1998年的强烈事件可能加速了地球气候和生态系统的变化。最近的模型预测今年年底将出现另一个强烈事件,这可能会进一步加剧复合极端现象。
研究证实,气候变化不仅增加了热浪和干旱的频率,还改变了它们的相互作用方式,产生更严重和突然的风险。极端高温、干旱和森林火灾风险的结合构成了一个危险的气候鸡尾酒,威胁着粮食安全、公共健康和整个生态系统的稳定。
一项研究警告极端变暖可能引发长期全球冰期
几十年来,气候变化一直被解释为向更温暖世界的明确倾斜:更多的二氧化碳,更多的热量,更多的冰融。然而,新的研究表明,地球的气候系统可能会对极端高温产生“过度反应”,并在地质时间尺度上引发全球冰川期。
加州大学河滨分校和不来梅大学的一个科学家团队发现了地球碳循环中可能的不稳定性。根据他们的模型,过热且缺氧的海洋可能会启动大规模冷却机制,有点像地球自然恒温器的“故障”。
碳循环作为调节器
从长远来看,地球的温度通过地质过程进行调节。其中一个最重要的是硅酸盐风化:当二氧化碳增加和气候变暖时,降雨侵蚀岩石并将碳和营养物质(如磷)带入海洋。
在海洋中,浮游生物起着关键作用。这些生物利用碳形成矿物结构,死亡后沉入海底,将二氧化碳捕获在海底。这个过程减少了温室气体浓度,有助于地球降温。
到目前为止,这个系统被理解为一个稳定的调节器:更多的热量激活冷却过程,反之亦然。新的研究表明,在某些条件下,这种平衡可能会被打破。
缺氧海洋的恶性循环
模拟显示,极端变暖会增加大陆侵蚀和向海洋输送营养物质。这将引发浮游植物和藻类的繁殖,它们会消耗大量氧气并产生缺氧海洋。
在缺氧的情况下,磷再次释放到水中,进一步促进生物繁殖。这样就形成了一个恶性循环:更多的藻类,更多的氧气消耗和更多的碳捕获在沉积物中。
结果是,海底吸收大气中的二氧化碳的速度远远超过火山或人类活动补充的能力。在地质时间尺度上,这可能导致热崩溃,能够引发严重的冰川期,类似于过去的大冰河时代。
地质时间与人类时间
作者警告说,这一机制在几十万年的时间尺度上运行。它不会在本世纪冷却地球,也无法避免气候变化的直接后果。
事实上,如果它被激活,将会太晚且过于激烈,当时人类文明已经遭受了全球变暖的最严重影响。
复杂且极端的系统
这项工作强化了一个令人不安的想法:地球气候不是为我们生存而设计的微妙平衡,而是一个能够产生极端反应的复杂系统。地球可以自我调节,但不一定以与人类生命稳定性兼容的方式进行。
Kerno Geo创新工具利用地球物理技术在巴西绘制树根和树干图
在巴西,有效管理城市树木对于确保市民的安全和福祉以及保护城市财产至关重要。准确评估这些树木的健康和稳定状态是至关重要的,尽管用于此类诊断的工具有限。
得益于FAPESP的小企业创新研究计划(PIPE)的支持,Kerno Geo公司开发了Kerno ANDAS,这是一种创新的诊断工具,应用地球物理方法评估城市树木。该技术不仅生成树干的内部图像,还对根系进行三维映射,提供有关土壤特性及其与当地根系相互作用的信息。
城市树木映射的创新
根据项目的主要研究员Vinicius Neris dos Santos的说法,地球物理学的研究允许通过间接方法检查地球内部,现在这些方法被应用于城市绿化的分析。这种创新方法可以检测树干中的空洞或退化区域,并绘制根系系统的地图,从而全面评估树木倒塌的风险。
精确的映射有助于为适当管理树木做出明智的决策,减少与倒塌相关的社会和经济风险,并最大限度地降低未来因移除或更换树种而产生的成本。
以前,用于绘制根系的工具有限,尤其是在有不透水地面的区域。为了研究根系而打破路面会增加成本和时间。然而,当前的地球物理方法允许以高效和经济的方式进行这些研究。
2018年,Vinicius Neris dos Santos与地质学家Marcelo...
NASA评估在失控重返大气层的风险下对哈勃望远镜进行受控销毁
NASA 正在与时间赛跑,以决定标志性的哈勃太空望远镜的未来。这个太空探索的象征面临着关键挑战,因为地球大气层由于最近的太阳活动而扩展,产生了强大的阻力,导致其逐渐向我们的星球下降。工程师们正在权衡复杂的拯救行动或可控的销毁来解决这个问题。NASA 对 哈勃望远镜 的计划评估的最激进的解决方案之一是将哈勃的残骸安全地引导至海洋。由于缺乏自身推进器来调整其轨道,外部干预是必不可少的。如果不采取措施,望远镜可能会失控重返大气层,成为对人口稠密地区的潜在威胁。NASA 认为将其引导入海是避免灾难的最安全方法。然而,由于一项有前途的技术测试,仍然有希望。由 Katalyst Space Technologies...
细菌减少可可中的镉:哥伦比亚生产商应对世卫组织法规的创新解决方案
使用细菌有望成为一种创新的解决方案,以减少镉在可可植物中的含量。这种重金属虽然自然存在于土壤中,但如果被可可等植物吸收并进入消费者体内,可能对健康有害。细菌防止可可中的镉目前,农产品中的镉含量严格按照世界卫生组织的标准进行监管。最近的研究表明,某些细菌可能阻止这种金属进入植物。镉于1817年在德国被发现,通过植物的根部被吸收,进入可可的杏仁中,这可能增加人类患肺癌、肝癌或肾癌等疾病的风险。全球可可行业,尤其是在哥伦比亚的担忧日益增加。2021年,该国生产了69,000吨可可,但镉的存在是进入要求严格的国际市场(如欧洲)的障碍。研究员Feria在桑坦德的San Vicente de Chucurí开展了一项研究,该地区以其高产量的可可和火山土壤而闻名。他的目标是识别对镉表现出耐受性的本土细菌属。在八个农场进行了采样和分析,并根据pH值和镉浓度选择了四个农场。在每个农场中,评估了土壤的物理化学性质,并进行了微生物分析以分离和表征细菌。识别出12种细菌属对镉具有显著的耐受性,高达每百万20个单位,而桑坦德的土壤中含有1.2到1.6个单位。这些细菌通过三种主要方式与镉相互作用:生物吸附、生物积累和生物转化。特别是,Klebsiella sp.属在将镉转化为植物不可吸收的形式(如碳酸镉)方面显示出有效性。除了减少镉的吸收,使用细菌还可以补充可持续农业实践,改善土壤质量。这项研究与UNAL麦德林校区科学学院和国家巧克力公司的教授合作,强调了公私合作伙伴关系在实现更安全可可方面的重要性。
在超过60%的亚马逊粉红海豚中发现溶血性支原体细菌,对其健康构成日益严重的威胁
受到威胁的亚马逊粉红海豚面临新的挑战:研究人员在其血液中发现了一种细菌,这项研究由动物卫生研究中心(INIA-CSIC)进行。该发现最近发表在《新兴传染病》上,引发了对这些水生物种健康的担忧。亚马逊粉红海豚面临新的细菌威胁科学家们在两种亚马逊海豚中发现了血液支原体的DNA:玻利维亚粉红海豚(Inia boliviensis)和亚马逊粉红海豚(Inia geoffrensis),在超过60%的分析样本中发现。令人惊讶的是,亚马逊海牛(Trichechus inunguis),与大象关系密切的动物,并未显示出这种细菌的存在。为了研究需要捕获海豚,这一过程得到了当地前渔民的帮助,他们现在参与保护工作。尽管这些动物的聪明才智使得捕获变得困难,科学团队在专家兽医的帮助下,成功获取了所需样本,并尽量减少了对动物的压力。血液支原体通常在陆地哺乳动物中发现,如人类和海狮。在海豚和海牛中出现,二者均被视为亚马逊生态系统健康的指标,这对雨林的生物多样性来说是一个令人担忧的新现象。根据该研究的主要作者Aricia Duarte Benvenuto的说法,目前尚不清楚这些细菌在水生环境中如何传播。在陆地上,像蜱虫这样的寄生虫是嫌疑犯,但在水中的机制仍然是个谜,需要进一步研究以评估其对海豚健康的影响。额外的环境压力除了细菌威胁外,海豚和海牛还面临严重的环境风险。由于采金活动导致的河流汞污染,以及为了开辟牧场而进行的森林砍伐和加剧该地区干旱的气候变化,威胁着它们的生存。非法捕猎海豚用于商业捕鱼的诱饵也构成了重大风险。根据INIA-CSIC的兽医Carlos Sacristán Yagüe的说法,持续的研究至关重要,此前在这些物种中发现了两种类型的疱疹病毒。这项工作对于野生动物的保护至关重要。参考文献:Duarte-Benvenuto A...



