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《Science | 动态变化的北极环境与灰鲸的繁荣-萧条周期》

  • 来源专题：战略生物资源
  • 编译者： 李康音
  • 发布时间：2023-10-14

  • 2023年10月12日，俄勒冈州立大学的研究人员在Science 上发表了题为Boom-bust cycles in gray whales associated with dynamic and changing Arctic conditions的文章。

    气候变化正在影响广泛的全球系统，其中极地生态系统的变化最为迅速。尽管气候影响对低营养级和短寿命物种的影响最为直接，但长寿和流动物种对极地迅速变暖的反应却不太清楚，因为它们可能具有在适应新条件的同时适应生态破坏的短期能力。

    该研究发现，一个标志性的和高度流动的极地相关物种的族群动态与北极猎物的可获得性和进入觅食区紧密相连。当猎物生物量低而冰层覆盖面积大时，灰鲸经历了重大的死亡事件，每次事件都使种群数量减少15% 至25% 。这表明，随着北极变暖，即使是移动的、长寿的物种也对动态和变化的条件敏感。

  • 原文来源：https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.adi1847
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相关报告

  • 《研究发现南加州沿海灰鲸迁徙路线的变化》
    • 来源专题：中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者：liguiju
    • 发布时间：2019-09-20
    • 由Scripps海洋研究所的研究人员领导的一项新研究发现了南加州沿海灰鲸迁徙路线的变化。研究人员发现近年来东北太平洋灰鲸迁徙近岸的比例一直在增加，使鲸鱼更接近可能有害的人类活动。 在同一项研究中，研究人员还发现，一年一度的灰鲸迁徙似乎与鲸鱼的生物钟更为一致，而不是与海洋温度升高或北极海冰量减少等环境因素相吻合。 Regina Guazzo领导了这项研究，并于8月29日在科学杂志《Marine Ecology Progress Series》上发表。她在Scripps读博期间为她的论文进行了相关研究。 为了进行这项研究，Guazzo和Scripps鲸声学实验室的其他科学家分析了在南加州海湾地区的七个迁徙季节期间收集的声学和视觉种群普查数据，从圣地亚哥延伸到Point Conception的近海地区。近年来，南加州湾的鲸鱼死亡率一直呈上升趋势，研究人员正试图找出原因。 Guazzo说，随着鲸鱼靠近海岸并穿越繁忙的航运港口，他们面临着与人类及其技术发生负面互动的更大风险。潜在影响包括船舶撞击、渔具缠绕、海上交通噪音污染以及城市径流造成的化学污染。 “过去一年中，沿着迁徙路线搁浅的灰鲸比平时更多，像这样的长期研究可以帮助我们理解为什么会发生这种情况，”Guazzo说。“这项研究可以帮助我们了解影响灰鲸迁移的因素，这可以帮助政策制定者做出明智决策，以最好地保护和监测这一物种。” 灰鲸在寒冷的北极海域以小型底栖甲壳类动物为食，每年夏季迁徙到墨西哥下加利福尼亚州温暖的太平洋泻湖，在那里它们交配、分娩和度过冬天。以前的移民调查显示，大多数穿过南加州海湾的灰鲸在海峡群岛附近并远离海岸。但是这项新的研究表明，越来越多的鲸鱼正在向海岸线迁移得越来越近。 研究人员通过观察水听器记录的灰鲸发声数量，发现了这种近岸迁徙的增加情况。水听器是一种位于海峡群岛附近海域的水下麦克风。他们将这些声学数据与在同一时期内从圣巴巴拉和洛杉矶岸基地点发现的鲸鱼数量进行了比较。视觉观察由美国鲸鱼协会-洛杉矶分会和灰鲸计数收集（Gray Whales Count）项目负责。Gray Whales Count是一个研究和教育项目，用于统计圣巴巴拉的鲸鱼。 另外，研究人员还将同一七年的视觉和声学数据与卫星和CalCOFI巡航的环境测量结果进行了对比。他们进行了统计建模分析，并测试了可能影响鲸鱼迁移的不同变量，包括日期、时间、海面温度和北极海冰的冻结时间。他们发现最好的鲸鱼计数模型包括时间变量，但不包括环境变量。科学家表示，这一证据得出的结论是，鲸鱼生物钟的迁移时间似乎比环境因素更多。 “这一发现令人惊讶，因为我预计一旦他们的喂食区被冰覆盖，鲸鱼就会开始迁徙，”Guazzo说。“如果灰鲸基于日期迁移而不是基于环境，那么它们可能会在它们吃饱之前向南迁移。” 她指出，如果灰鲸在秋季迁移而没有足够的脂肪来帮助它们持续到下一个春天，这可能会导致鲸鱼挨饿。Guazzo说，这项研究的下一步是对鲸鱼在北极地区的主要食物来源进行长期研究，小型底栖端足类生物将受到气候变化导致的北极冰川减少和早期春季融化的直接影响。由于灰鲸直接依赖这些动物的生存，因此需要了解它们的丰度以及它与灰鲸种群和迁徙的关系。 Guazzo最近还领导了另一项关于灰鲸的研究，发表在8月30日的《Scientific Reports》杂志上。她与美国国家海洋和大气管理局西南渔业科学中心合作，展示了不同的自动化方法（声学和红外线）如何在灰鲸迁徙时被用来感知和计数。在NOAA的研究人员开始视觉普查之前，声学数据显示可能有比之前估计更多的鲸鱼迁徙，因此视觉观察者将在今年和2020年提前一个月开始，以确保他们有最准确的数量估计。 （於维樱 编译） 图片源自网络
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  • 《阿巴拉契亚盆地页岩气繁荣研究中天然气的影响评价》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2019-12-19
    • 天然气已经成为美国最大的发电燃料，占能源生产和消费的三分之一。然而，天然气对环境和社会经济的影响还没有得到全面的考虑。一项新的研究估计了21世纪初阿巴拉契亚盆地页岩气繁荣对空气质量、气候变化和就业的累积影响。研究发现，对空气质量和就业的影响遵循了繁荣与萧条的周期，但对气候变化的影响可能会持续几代人。该研究还考虑了如何弥补这些影响，为该领域的长期决策提供了见解。 这项研究由卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)、普林斯顿大学(Princeton University)和斯坦福大学(Stanford University)的研究人员共同完成，发表在《自然可持续性》(nature sustainability)杂志上。 “虽然天然气开发促进了区域经济的各个方面，但私营企业并没有面临天然气开发的全部成本，”尼古拉斯·z·穆勒(Nicholas Z. Muller)解释道，他是卡内基梅隆大学泰珀商学院(Tepper School of Business)的经济学、工程学和公共政策副教授，也是这项研究的合著者。“在我们的工作中，我们试图评估当前能源体系的累积和不同影响，以指导政策制定。” 由于水平钻井技术和水力压裂技术(一种向基岩地层注入加压液体的增产技术)的发展，美国天然气产量迅速增加，这极大地改变了世界能源市场和国内能源前景。过去10年，美国一直是最大的天然气消费国和生产国，占全球市场的20%，而国内页岩气市场导致了价格波动和全球天然气流动的变化。 在这项研究中，研究人员分析了从2004年到2016年，美国储量和产量最大的天然气盆地阿巴拉契亚盆地页岩气的繁荣和衰落。在此期间，该地区页岩油产量每年都在增长，2013年钻探量达到峰值。区域天然气电力消耗和处理量也有所上升。页岩气产量超过了地区需求，导致大量出口到美国其他地区。 具体来说，研究人员调查了由大气氧化的氮氧化物和挥发性有机化合物排放形成的细颗粒物和二次颗粒物导致的过早死亡。他们还估计了二氧化碳和甲烷排放造成的全球平均气温变化，以及天然气开发对就业的影响。 该研究估计，页岩气生产降低了空气质量，导致1200至4600人过早死亡(损失23亿至610亿美元)，同时增加了46.9万个就业年或持续一年的就业机会(创造价值80亿至330亿美元的工资收入)。作者推测，这些结果与页岩气开发的盛衰周期相一致。但研究还发现，天然气生产对气候的影响(根据对社会成本的假设，成本从120亿美元到940亿美元不等)将持续几代人，远远超过该地区天然气活动的时期。 “我们的研究为天然气系统累积的社会经济和环境影响提供了见解，”另一位合著者、CMU前总裁贾里德·l·科恩(Jared L. Cohon)说。“天然气可能成为桥梁燃料的观点，部分是基于其相对于煤炭的气候优势，以及相对于可再生能源和其他能源技术的成本优势。然而，如果天然气价格不能反映生产企业的实际经济状况，或者不能反映气候和空气质量损害的成本，那么这种说法就站不住脚。” 研究还发现，就业影响主要集中在天然气生产的农村地区，但76%的空气污染导致的累积过早死亡是在美国城市地区的下风处。根据这项研究，甲烷和二氧化碳排放在30年期间对全球平均温度的累积影响几乎相等，但从长期来看，累积的气候影响主要是由二氧化碳造成的。 作者估计，对天然气生产征收每千立方英尺2美元的税，将弥补整个供应链上气候和空气质量的累积影响。这比目前0.08美元/mcf的费用要高得多。作者并没有主张在其他能源燃料没有类似政策的情况下征收这种税。 “我们的目标之一是评估不同影响之间的权衡，并比较物理影响，以揭示有关天然气开发决策所涉及的隐含权衡，”领导这项研究的CMU博士后学者埃林·n·梅菲尔德(Erin N. Mayfield)说。“根据我们对空气污染和就业造成的过早死亡的累计估计，我们得出的结论是，在一个系统层面上，每过早死亡对应的工作年数是217年，也就是说，每减少3年寿命对应的工作年数是217年。” 作者指出，该研究的局限性之一是，对空气污染影响的估计不包括与此类污染相关的所有影响，而且天然气对健康的影响超出了与空气污染相关的范围，因此没有被纳入研究。 ——文章发布于2019年12月17日
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