《英学者研究认为全球变暖抑制海洋鱼类的生长发育》

  • 来源专题:气候变化科学领域监测服务
  • 编译者: wangqh
  • 发布时间:2014-05-05
  • 英国阿伯丁大学(University of Aberdeen)的研究人员指出,在过去近40年的时间里,随着海洋水体温度的不断上升,北海地区普遍消费的小口鳕、牙鳕、鲱鱼等鱼类种类的规模大约缩 减了20%。这一研究成果将发表于2014年第4期的《全球变化生物学》(Global Change Biology)期刊上。论文题为《温度变暖与体型缩减:北海鱼类生长中的同步变化》(Warming Temperatures and Smaller Body Sizes: Synchronous Changes in Growth of North Sea Fishes)。

相关报告
  • 《全球海洋变暖研究获进展》

    • 来源专题:中国科学院亮点监测
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2019-04-06
    • 自美国国家海洋和大气管理局(NOAA)研究员S. Levitus于2000年在《科学》(Science)撰文正式发布第一条全球上层海洋热含量变化时间序列,发现20世纪下半页全球海洋次表层升温的现象以来,全球海洋到底变暖了多少,一直是一个争议不断的问题。2013年发布的国际政府间气候变化第五期评估报告(IPCC-AR5)列出的5个海洋热含量变化趋势估算中,最小的估计竟只有最大的估计的一半。对海洋变暖速度估算的不确定性,一方面限制了人们对全球变暖的科学认知,影响地球系统能量不平衡、气候敏感性等关键气候参数的估算;另一方面也阻碍了对气候模型的评估:从能量变化的角度,气候模型能否准确反映出过去的气候变化,进而对未来做出合理预估呢?   中国科学院大气物理研究所副研究员成里京联合美国圣-托马斯大学J.Abraham、加州大学伯克利分校Z.Hausfather和美国大气研究中心K.Trenberth在Science上撰写perspective论文,对上述问题进行了解答。   海洋变暖多少的争议来源于过去海洋观测数据质量和数量的不足。自IPCC-AR5发布以来,研究人员发现传统的估算方法低估了过去几十年海洋热含量上升速率。虽然2005年之后,海洋科学家们在海洋中布放了一些新的仪器Argo,得到了较好的全球海洋热含量估计。但是科学家们永远无法穿越到2005年之前,重新用高精度的仪器观测过去的海洋状况,因此海洋数据领域科研人员一直在持续不断地改进旧数据的质量、发展新的技术以更准确地重构过去海洋的状态。   大气所团队多年研究解决了历史海洋热含量估计中的一系列问题,于2017年提出了一个新的海洋上层2000米热含量估计;同时日本气象厅、澳大利亚联邦科学与工业研究组织、美国普林斯顿大学等也提出了更新的或改进的方法对海洋热含量变化进行估算。这些新的方法显示出非常一致的自1955年以来的全球海洋热含量上升趋势。   最近一些估计一致性表明:热含量研究领域已经逐步解决已有问题,可以对全球海洋变暖做出更准确的计算了。根据最新估算,1971-2010年间全球海洋上层2000米变暖速率为0.36~0.39 Wm-2。新的估算显示出比IPCC-AR5更强的海洋变暖速率:IPCC-AR5的同期估计仅为0.20~0.32 Wm-2。海洋变暖在上世纪90年代后显著加速:1991年后海洋上2000米变暖速率为0.55~0.68 Wm-2。这直接反映了大气中不断积累的温室气体对海洋的影响。   气候模型能否准确模拟过去的海洋变化呢?Science研究表明,耦合模式比较计划5(CMIP5)模型集合平均可以非常好地模拟历史海洋变暖:1970-2010年间,CMIP5模拟的海洋上层2000米变暖速率为0.39 Wm-2,与最新的观测几乎一致。模型对过去情况的优秀的模拟效果极大提升了其对未来预估的可信程度。根据CMIP5模型预估,在rcp8.5情景下(假设未来不施行任何气候政策),2081-2100年间,整个上层2000米海洋将平均变暖0.78摄氏度(相对于1991-2005年的平均状态),这是过去60年海洋变暖总量的6倍。在rcp2.6情景下(假设未来将接近或达到《巴黎协定》目标),2081-2100年间海洋上层2000米将平均变暖0.4摄氏度。   人类活动已经深刻地改变了海洋环境,海洋增温已经造成了海平面上升、溶解氧下降、极端事件加剧、珊瑚白化等后果。然而,由于海洋对温室气体响应的“滞后效应”,海洋正在加速变暖,更强的海洋增暖将发生在本世纪。即使接近或者达到《巴黎协定》目标,海洋升温及其带来的影响也将持续。若不积极应对,未来人类和地球生态系统都将面临严重的气候风险。   论文于北京时间2019年1月11日上线,得到国际媒体的广泛关注。美国国家航空与航天局戈达德空间科学研究所主任Gavin Schmidt在接受采访时指出“海洋热含量确实是地球系统能量不平衡的最佳度量”,评论文章称“该发现进一步验证了已有的科学研究工作,并为本世纪末的气候预估提供了更强的可信度”。
  • 《东亚古人类牙齿生长发育研究取得进展》

    • 来源专题:中国科学院亮点监测
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2019-04-02
    • 01月17日,《科学》子刊《科学进展》在线发表了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所邢松等与国际同行合作完成的关于许家窑古老型人类幼年个体的牙齿生长发育研究结果。该研究发现:在形态特征上还比较原始的许家窑人在牙齿生长发育规律(被认为反应生活史)上已经步入现代人变异范围内。提示人类在演化成如今模样之前,可能就已经像现代人一样遵循着一个较慢的生理节律。   区别于现生的其他灵长类,现代人有着独特的、较长的生理系统生长和发育期。具体表现为,幼童时期长、第一次生育期晚、寿命长等,也就是“Live slow and die old”。除了在形态、遗传、行为等方面的鉴定标准外,生长发育也是判断是否现代人的一项重要指标。现代人这一特殊的生长发育模式何时出现一直以来未受关注。由于在化石记录中,软组织难以保存,保留生长轨迹的牙齿就成为生长发育演化研究的重要材料。这主要基于两点原因:1)牙齿在生长过程中,留下了以天为单位的短周期线以及多天为单位的长周期线,通过对这些长短周期线的观察和计数,可以复原其生长轨迹;2)牙齿的生长发育指标,如齿冠形成时间、第一臼齿萌出时间被认为与生活史指标有相关性。   以往研究表明,南方古猿、非洲早期人属、直立人牙齿生长发育节奏较快,与现代人差别较大。尼安德特人牙齿的部分生长发育指标已经进入现代人变异范围内反映较快节奏的一侧,但仍与现代人有明显差别。那么直立人之后、智人之前的代表过渡类型的古老型人类在牙齿生长发育上表现如何呢?   在中国化石记录中,恰恰保存下了一件产自河北许家窑地点的幼年个体上颌骨材料,其第一臼齿刚刚萌出不久,其他门齿、犬齿、前臼齿和第二臼齿还都在颌骨中未萌出或即将萌出。年代测定显示许家窑人生活在距今14.8-24.8万或10.4-12.5万年前,处于中晚更新世的交替,也是现代人起源的一个关键时间点。1976、1977、1979年三次在许家窑地点的发掘共发现包括头骨片、下颌骨片、单颗牙齿在内的人类化石共20件,其中编号I的就是许家窑幼年个体的上颌骨,是在1976年发现的。针对许家窑的演化地位开展了一系列研究,一致认为其代表过渡性的古老人类,其形态特征具有镶嵌型,既有直立人的原始特征,又表现出智人的进步特征,还有在尼安德特人中高频出现的性状。   该项研究使用同步辐射扫描技术对许家窑幼年个体的萌出和未萌出的恒齿进行了高精度扫描,复原了许家窑幼年个体牙齿的内外长短周期线,并完整推算出该个体所有恒齿的齿冠形成时间、齿根形成时间和速率、齿冠钙化的开始时间、第一臼齿的萌出时间、釉面横纹的分布规律。并计算出该幼年个体的死亡年龄为6.5岁。随后,通过与南方古猿、非洲早期人属、傍人、直立人、尼安德特人、智人比较后发现,除了较快的齿根延伸速率外,许家窑幼年个体牙齿的绝大多数生长发育指标都落入现代人变异范围内,表现为齿颈侧较多的釉面横纹、较长的齿冠形成时间、较晚的第一臼齿萌出时间(~6.0岁)。   这一研究是先进的同步辐射技术首次在中国古人类化石研究中的应用,并报道了东亚古人类中最早表现出现代人牙齿生长发育模式的化石证据,提示现代人这种慢节奏的生活史可能在过渡类型的古老人类上开始出现。   该研究得到自然科学基金和中国科学院先导专项资助。