《城市是气候变化的替代品》

  • 来源专题:外来生物入侵
  • 编译者: 王成卓
  • 发布时间:2018-07-27
  • 城市化是一种无意识的全球实验,它可以提供物种在未来全球变化情景下如何反应和相互作用的见解。城市产生了许多预计将在未来广泛发生的状况,如气温升高、二氧化碳(CO2)浓度升高和干旱加剧。在使用城市作为全球变化的替代者时,要解决气候变化的问题是很有挑战性的,比如从共同发生的温度变化或者混杂的城市变异,比如不透水的表面,然后了解多个气候变量对单个物种和物种相互作用的相互影响。然而,这种相互作用也很难在实验中复制,因此城市的挑战也是它们的独特优势。在这里,我们回顾从城市获得的见解,重点关注植物和节肢动物,以及城市的发现是如何同意或不同意实验预测和历史数据的。我们讨论了可以在城市中得到最好检验的假说的类型,对城市研究的警告,以及如何进一步验证城市作为全球变化的替代品。最后,我们总结了如何实现利用城市物种反应预测未来更广泛的区域和生态系统水平模式的目标。

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  • 《空调的可持续替代品》

    • 来源专题:大气污染防治与碳减排
    • 编译者:李扬
    • 发布时间:2023-10-31
    •    来自麦吉尔大学、加州大学洛杉矶分校和普林斯顿大学的研究人员在一项新的研究中发现了一种廉价、可持续的替代方案,可以在炎热和干旱的气候中使用制冷剂进行机械冷却,并找到一种在停电期间缓解危险热浪的方法。     研究人员着手回答如何在南加州等炎热气候下,在自然空调建筑内的被动冷却方面实现新的基准。他们研究了屋顶材料的使用,即使在阳光直射下,也能将热量辐射到寒冷的宇宙中,以及如何将它们与温度驱动的通风相结合。这些凉爽的散热器材料和涂层通常用于防止屋顶过热。研究人员还使用它们来改善冷水机组的散热。但是,将它们更充分地整合到建筑设计中还有未开发的潜力,因此它们不仅可以以被动的方式将室内热量排入外层空间,还可以推动定期和健康的空气变化
  • 《生物燃料无法成为化石能源的绿色替代品》

    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:金慧敏
    • 发布时间:2015-03-17
    • 世界资源研究所发布的新工作论文《Biofuels and bioenergy take up finite land resources at the cost of food production and carbon storage and doesn’t guarantee carbon emissions cuts》。文中指出虽然某些形式的生物能源确实能发挥作用,但划出土地门培植生物能源作物的做法是不明智的。 利用玉米发动汽车、燃烧木材发电等方法似乎能帮助我们减少对化石燃料的依赖,解决气候危机。虽然某些形式的生物能源确实能发挥作用,但划出土地专门培植生物能源作物的做法是不明智的。这样会占用粮食生产和碳储存所需土地,为生产少量燃料投入大量土地,而且无法减少温室气体排放。 首先,划出土地专门培植生物能源作物会加剧土地竞争。 目前,全球植被覆盖土地的四分之三已用于生产人类所需的粮食和林产品。预计到2050年,人类粮食和林产品需求将上升70%。其余土地大多包含自然生态系统,能够吸收导致全球变暖的二氧化碳、保护淡水供应、维护生物多样性。正因为土地及植被具有上述功能,将土地——即使是退化、利用率低的土地——转化为生物能源,会减少人们迫切需要的粮食、木材和碳储存。 第二,划出土地专门培植生物能源作物会造成土地利用效率低下。 虽然光合作用能有效地将阳光转化为粮食,但将阳光转化为可利用的非粮食能源的效率却很低。因此,从植物中提取少量的燃料需要大量土地(及水)。世界资源研究所发布的新工作论文指出,2050年全球液体运输燃料的10%就相当于目前全球全年粮食能源总产量的30%。 推动生物能源发展不仅包含运输燃料,还包括用于发电和发热的树木和其他生物质能。一些研究显示,到2050年生物能源能满足全球每年20%的能源需求,但所需植被相当于目前粮食收成、植物残渣、木材和牲畜草料之总和——实现目标的确希望渺茫。 第三,划出土地专门培植生物能源作物一般不能减少温室气体排放。 燃烧生物质能——无论是直接燃烧木材还是以乙醇或生物柴油的形式——都会和化石燃料一样释放二氧化碳。事实上,产生等量能源时,燃烧生物质直接产生的二氧化碳比化石燃料还要多。但大多研究没有计算燃烧生物质产生的二氧化碳,因此得出生物能源相对化石燃料燃烧产生的温室气体排放更少的结论。研究者认为燃烧生物质产生的二氧化碳与植物生产生物质时吸收的二氧化碳数量相当或完全抵消。 但是与植物的天然生长相比,将其转化为生物能源并不能增加从大气中吸收的二氧化碳数量,从而无法抵消燃烧生物质产生的排放。此外,砍伐天然林生产生物能源或将农田用于生产生物燃料,温室气体排放量反而会上升。 但也有一些形式的生物能源不会加剧粮食或土地竞争,以这些能源替代化石燃料能减少温室气体排放。例如生物能源需求能刺激生物质生产,如用作能源的冬季覆盖作物,此外还包括木材加工废料、城市废弃木材、垃圾填埋甲烷、少量农业废渣等。 利用所谓的第二代技术将作物秸秆等物质转化为生物能源是一种能避免土地竞争的有效方法。一大难题在于实现规模化,因为大部分作物秸秆已用于动物饲料或增强土壤肥力,而剩余的又很难回收。 除了专门培植生物能源作物之外,还有一些好办法。例如,光伏电池能把阳光直接转换成与生物能源差不多的可利用能源,但能效更高、耗水更少。在全球四分之三的土地上,太阳能光伏系统每公顷生产的可利用能源是生物能源的100倍。电动发动机的能效是内燃机的2到3倍,而太阳能光伏每公顷生产的运输燃料是生物能源的200到300倍。 我们这代人面临的最大挑战之一是如何到2050年为96亿人可持续地提供粮食。利用作物或土地生产生物燃料会对粮食生产构成竞争,使这一目标更难实现。 世界上的土地资源是有限的。随着地球人口越来越多,肥沃的土地及植被对于粮食、木材和碳储存愈加珍贵,而粮食、木材和碳储存都无从取代。