极限数学研究显示 森林比想象中更复杂

极限数学研究显示 森林比想象中更复杂 长期以来,人们一直认为这种被称为分形的特性也适用于整个森林,但布里斯托尔大学的研究人员发现事实并非如此。最近发表在《生态学杂志》 上的这项研究驳斥了一种说法,即在单棵树木内部观察到的自相似性可以扩展到整个林冠和景观。自然界中的分形主要作者 Fabian Fischer 博士解释说:"许多自然系统都存在分化现象。动脉或河流等运输网络的分支方式往往具有自相似性,而树木、蕨类植物或西兰花等许多有机结构都是由看起来像整体的部分组成的。分形提供了一种对我们在自然界中经常观察到的自相似模式进行分类和量化的方法,并被假定为许多自然系统共有的新兴属性。凭直觉,如果你看了一张某物的照片,却无法确定它有多大,那么这就是分形的一个很好的指标。例如,我面前的是一座大山,还是一块看起来像山的小石头?它是一根树枝还是整棵树?在科学上,这种自相似性有一个吸引人的特性,那就是它可以让你用一些非常简单的规则和数字来描述一个看似复杂的物体。"如果自相似性从一棵树的小枝扩展到整个森林生态系统,那么它将帮助生态学家以更简单的方式描述复杂的地貌,并有可能直接比较珊瑚礁和森林树冠等截然不同的生态系统的复杂性。为了验证森林树冠表现得像分形的这一观点,研究小组使用了分布在澳大利亚陆地生态系统研究网络(TERN)九个地点的机载激光扫描数据。这些地点的降雨梯度很大,结构也千差万别:从西澳大利亚稀疏矮小的干旱林地到塔斯马尼亚高耸的 90 米高的山灰林。通过每次激光扫描,他们得出了高分辨率的森林高度图,并将其与森林分形时的高度进行了比较。费舍尔博士说:"我们发现,森林树冠并不是分形的,但它们偏离分形的方式非常相似,无论它们处于哪个生态系统中。它们不是分形的这一点很有道理,也是我们从一开始就提出的假设。虽然有可能把树枝和整棵树混淆,但通常很容易把树和小树林或整片森林区分开来。但令人惊讶的是,所有林冠偏离真正分形的方式是如此相似,而且偏差与树木的大小和环境的干燥程度有关。偏差的一致性也让我们了解了如何比较不同生态系统的复杂性。大多数生态系统,如森林,都会达到一个上限很可能是由其生物的最大体积决定的超过这个上限,其结构就不能再自由变化了。如果我们能确定这些上限,就能开辟出了解非常不同的生物体和系统(珊瑚礁、森林等)如何运作的途径,并检验它们是否可能共享相同的基本组织原则"。影响和未来研究现在,研究小组计划对全球范围内更广泛的森林生态系统进行比较,找出森林内外是否存在类似的组织原则,并通过对时间的多次扫描来发现是什么驱动了这些模式。费舍尔博士总结道:"科学中的一个关键问题是自然界是否存在可推广的模式,而分形就是一个很好的候选模式。我们研究的森林并不是分形的,但所有地点的森林在偏离分形方面有明显的相似之处。从理论角度来看,这为我们找到生物学中的一般组织原则指明了方向。但这也有实际意义:如果我们不能从树木了解森林,反之亦然,那么我们就必须在小尺度和大尺度上对森林进行监测,以了解它们如何应对气候变化和人类日益增长的压力"。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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新研究揭示了非洲植树造林项目背后看不见的风险

新研究揭示了非洲植树造林项目背后看不见的风险 新的研究揭示了非洲错误的重新造林项目的负面影响,在热带稀树草原和草原等非森林生态系统中植树造林威胁到生物多样性和当地社区。该研究敦促对重新造林的定义和实践进行修订,以防止对生态和社会造成危害,这凸显了一项全球性挑战。资料来源:凯特-帕尔,利物浦大学研究人员分析了承诺通过重新造林进行恢复的土地面积,发现许多计划都包括被归类为非森林系统的区域。他们认为,关键问题在于将热带稀树草原和草地等非森林系统包括在内,因为树木覆盖率的增加会对这些系统造成威胁。他们警告说,这些草地在结构上、功能上和组成上都与森林不同,在这些草地上植树可能会给犀牛和角马等野生动物以及依赖这些生态系统的人们带来风险。大学环境科学学院热带生态学教授、该研究的作者凯特-帕尔说:"恢复生态系统是需要的,也是重要的,但必须以适合每个系统的方式进行。热带稀树草原等非森林系统被错误地归类为森林,因此被认为需要用树木来恢复。现在迫切需要修改定义,以免将热带草原与森林混淆,因为树木的增加对热带草原和草地的完整性和持久性构成威胁,现在强调这个问题意味着仍有时间来消除这一威胁,并确保非森林系统得到适当的恢复。"肯尼亚草原。资料来源:利物浦大学凯特-帕尔牛津大学非洲环境特拉普内尔研究员、论文合著者尼古拉-史蒂文斯(Nicola Stevens)博士说:"实施大规模植树的紧迫性促使人们为评估不足的项目提供资金,而这些项目的固碳效益很可能微乎其微,并造成潜在的社会和生态危害。"该研究强调,所提出的问题并非非洲独有,许多其他非森林地区,例如印度和巴西的开阔稀树草原和草原,也可能因不适当的树木"恢复"而面临类似的未来。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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突破性研究凸显陆地生态系统的脆弱性

突破性研究凸显陆地生态系统的脆弱性 重建新墨西哥州幽灵牧场的晚三叠世生态系统。已发表的标本和保存在幽灵牧场的物种被纳入研究小组的全球生态数据集。图片来源:Viktor O. Leshyk/洛杉矶县自然历史博物馆此外,与海洋环境相比,这些陆地环境的恢复期更长,这一发现出乎意料。这一发现对正在发生的全球生物大灭绝事件具有重要意义,而这一事件主要是由人类引起的气候变化造成的。恐龙研究所的合著者、美国国家科学基金会博士后研究员汉克-伍利(Hank Woolley)博士说:"如果你从陆地生态系统中移除大量的小动物,这些生态系统就会分崩离析,比海洋中的生态系统更容易崩溃。其次,陆地生态系统从大规模灭绝事件中恢复过来所需的时间要比海洋生态系统长。"合作研究工作和方法该项目由伍利和许多其他来自国家卫生研究院及其他机构的古生态学家和地质学家共同完成,是第一项深入研究三叠纪末大灭绝事件对陆地和海洋生态系统影响的有据可查的科学研究。除了伍利之外,NHM恐龙研究所的博士生保罗-伯恩(Paul Byrne)和基尔斯滕-福莫索(Kiersten Formoso,后者现在是罗格斯大学新晋的总统博士后研究员)以及博士后贝基-吴(Becky Wu)博士也与南加州大学的同事共同撰写了这项研究报告。Kiersten Formoso 博士说:"这项研究工作还结合了南加州大学和自然历史博物馆的古生物学、古生态学和地球生物学研究人员的专业知识。能有这么多跨学科的作者一起解决关于过去和自然世界的有趣问题,真是令人兴奋"。早起侏罗世陆地生态系统的长期重组与恐龙的多样化同时发生。图片来源:洛杉矶县自然历史博物馆提供"传统的海洋生态空间框架确实非常有效,并被广泛应用于海洋古生态学。因此,虽然有很多关于海洋生态系统在大灭绝中变化的重建,但我们从未能以同样的方式研究陆地生态系统的变化。我们希望这个新的陆地生态空间框架将为未来的研究打开一扇门,比较海洋和陆地群落如何对快速气候变化事件做出相似或不同的反应,"共同作者、现任南安普顿大学1851研究员的艾莉森-克里布博士(Dr. Alison Cribb)说。伍利说:"作为一个研究海洋和陆地生命古生物学的研究小组,我们的研究系统涵盖了从亿万年前的叠层石到恐龙,我们认为这将是一个独特的机会,可以将我们广泛的专业知识结合在一起,以一种新的方式解决一个引人入胜的紧迫课题大灭绝。"最早的恐龙是在2.3亿多年前的三叠纪时期首次出现并扩散的,而在2.015亿年前,一场由二氧化碳引发的灾难性全球变暖导致了三叠纪末期的大灭绝事件,约76%的海洋和陆地生物因此灭绝。大灭绝事件对海洋环境的影响已经通过创建生态空间根据动物的进食和移动方式以及生活地点对动物进行分类的三维表示得到了很好的研究,但这种技术从未应用于陆地生态系统。直到现在,这种技术才被应用于陆地生态系统。研究结果和意义新科学家团队从古生物学数据库中整理了一千多条记录,首次建立了横跨三叠纪末大灭绝的陆地生态空间。接下来,他们对每种动物在三个轴线上的出现情况进行了分类,以了解不同类群的动物在生存方式上的代表性例如,主要生活在树上而吃昆虫,或者在地面上捡拾大型动物的食物。研究人员随后将这一新框架与三叠纪末大灭绝的海洋生态空间进行了比较。研究概念和发现的图示。图片来源:C. Henrik Woolley/洛杉矶县自然历史博物馆"我们的研究结果表明,在三叠纪末大灭绝之后,陆地和海洋的恢复情况不同,陆地生态系统经历的灭绝严重程度更高,而且需要比海洋更长的时间才能恢复起某些生态作用的群体。"福莫索说:"这是因为陆地生态系统中扮演这些角色的类群较少,而在海洋中,许多分类群可能在做相同或类似的事情。"他们的发现可能会对我们的现代陆地生态系统提出严酷的警告,因为我们正在与人类造成的气候变化导致的日益严重的物种灭绝作斗争。首先,三叠纪末期的物种灭绝事件涉及火山喷发二氧化碳。研究结果的另一个启示是,任何大灭绝事件都不会对不同的生态系统产生相同的影响。陆地上的生命有明显的不同开花植物只是三叠纪期间不存在的一类植物,但如果知道这些生态系统可能比以前想象的更加脆弱,就应该敲响警钟。更广泛的影响和未来方向"了解生命在过去是如何应对气候变化的,是古生物学的一个主要目标,也为我们解决现代生物多样性危机提供了洞察力和工具。然而,这需要对各种生物、生态系统和环境有详细的了解。我们在国家卫生研究院和南加州大学合作开展的古生物学项目的一个独特之处在于,它结合了一批具有跨物种、跨系统和跨时间专业知识的古生物学家所有这些都使得像本文这样的大视野研究成为可能。因此,我们对古生物学的影响要大于古生物学家的总和!"国家哈姆雷特博物馆恐龙研究所馆长、伍利的博士和博士后导师内森-史密斯(Nathan Smith)博士说。为这项研究开发的新框架还可以帮助科学家们更好地理解历史上的大规模灭绝。这可能包括我们正在面临的危机,并可能为更有效的缓解和保护工作提供信息。该合作项目还展示了化石和化石记录在了解恐龙世界和我们快速变化的气候方面所具有的价值。研究与收藏高级副总裁路易斯-奇亚佩博士和恐龙研究所所长格雷琴-奥古斯汀说:"洛杉矶县自然历史博物馆收藏了数以百万计的化石,涵盖了整个生命史。我们的藏品非常适合解决与过去和现在的物种灭绝有关的大量问题"。编译自/scitechdaily ... PC版: 手机版:

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新研究发现红树林和盐沼储存的碳比以前认为的多一倍

新研究发现红树林和盐沼储存的碳比以前认为的多一倍 哥德堡大学海洋化学研究员 Gloria Reithmaier。图片来源:Michael Reithmaier哥德堡大学的一份新研究报告显示,气候减缓效果比以前想象的还要好。"我们在红树林和盐沼中发现了更多储存的碳。我们的新发现表明,大部分碳在潮水退去时以碳酸氢盐的形式输出到海洋中,并在海洋中溶解数千年。碳酸氢盐可以稳定pH值,减轻海洋酸化。"哥德堡大学海洋化学研究员 Gloria Reithmaier 说:"这一贡献以前一直被忽视。"碳酸氢盐是生态环境的重要组成部分,日常生活中我们主要将其用于发酵过程,在海洋中,碳酸盐和碳酸氢盐被用于构建贝壳和珊瑚骨骼。Reithmaier 和她的同事们得到了来自 12 个不同国家的科学家的帮助,对全球 45 个红树林沼泽和 16 个盐沼的潮间带碳迁移进行了分析。当他们考虑到从生态系统向海洋输出的碳酸氢盐时,这些生态系统中的碳陷阱规模增加了一倍。"我们的研究结果表明,碳酸氢盐的输出量等于甚至超过了土壤中储存的碳量。因此,以前对这些蓝碳源的估计低估了红树林和盐沼在减缓气候变化方面的潜力,蓝碳生态系统在减缓气候变化方面比以前想象的更加有效。现在,保护和恢复红树林和盐沼生态系统变得更加重要"。编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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研究人员提出一种在政府成本效益分析中评估生物多样性的新方法

研究人员提出一种在政府成本效益分析中评估生物多样性的新方法 研究人员建议各国政府采用一种新方法来量化为子孙后代保护生物多样性和自然环境所带来的益处。政府可在公共基础设施项目的成本效益分析中使用该方法,将动植物物种和"生态系统服务"(如过滤空气或水、为作物授粉或空间的娱乐价值)的损失转换为当前的货币价值。这一进程旨在使生物多样性的丧失和自然保护的益处在政治决策中更加明显。然而,该国际研究团队表示,目前计算生态系统服务价值的方法"存在不足",并设计了一种新方法,他们认为这种方法可以很容易地应用于财政部对未来预算报表的分析。他们的研究方法发表在《科学》杂志上,考虑到了随着人类收入的增加,自然的货币价值也会随时间推移而增加,同时也考虑到了生物多样性可能会恶化,从而使其成为更加稀缺的资源。这与当前的方法形成了鲜明对比,当前的方法不考虑生态系统服务的价值如何随时间而变化。经济原则和价值调整汉堡大学可持续发展经济学教授、本研究的主要作者莫里茨-德鲁普(Moritz Drupp)说:"我们的研究为政府提供了一个估算稀缺生态系统服务未来价值的公式,可用于决策过程。"在这一价值调整中,有两个因素起着关键作用:一方面,收入将增加,世界人口的富裕程度也将随之提高在扣除通货膨胀因素后,估计每年将提高 2%。随着收入的增加,人们愿意为保护自然付出更多。"另一方面,生态系统提供的服务越稀缺就越有价值",Drupp教授说。"稀缺商品变得更加昂贵是经济学的基本原则,在这里也同样适用。鉴于目前的发展态势,不幸的是,我们必须期待生物多样性的丧失继续下去"。研究人员认为,在当今的成本效益分析中,生态系统服务的现值必须定得高得多,如果只包括收入的增加,则必须超过 130%。如果再考虑到对红色名录指数濒危物种的影响,价值调整幅度将超过 180%。考虑这些影响将增加保护生态系统服务的项目通过成本效益测试的可能性。对政策和保护工作的影响研究团队包括三位来自英国的作者:Mark Freeman 教授(约克大学)、Frank Venmans 博士(伦敦政治经济学院)和 Ben Groom 教授(埃克塞特大学)。格鲁姆教授说:"决策者目前在评估公共投资和监管变革时使用的环境货币价值意味着,随着时间的推移,自然的价值相对低于其他商品和服务。我们的工作表明这是错误的。我们建议随着时间的推移提高生态系统的价值。这项建议可以很容易地应用于财政部的分析中,作为未来预算声明的基础"。Venmans 博士补充说:"以珊瑚礁为例。随着气候变化,预计珊瑚礁的面积和生物多样性都将减少,这意味着剩下的珊瑚礁将比现在更有价值,而且随着家庭收入的增加,价值会更高。当我们评估具有长期影响的珊瑚礁保护时,这一点非常重要。"Freeman教授说:"政府正面临着来自多方面的巨大压力,要求增加公共投资。确保生态系统保护的评估方式与其他公共项目(包括 HS2 和其他基础设施支出)保持一致至关重要。这正是我们工作的目标"。研究人员说,由于政治决策可以减轻生物多样性的损失,因此政府必须能够充分评估其决策在当前和未来造成的后果。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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【研究:2022年Q1共发生78起黑客攻击事件,损失约13亿美元】

【研究:2022年Q1共发生78起黑客攻击事件,损失约13亿美元】 4月27日消息,根据Atlas VPN团队的新研究,区块链黑客在2022年第一季度的78起攻击事件中窃取了约13亿美元。此外,针对以太坊和Solana生态系统的黑客攻击仅在本季度就造成了超过10亿美元的损失。这些数据来自Slowmist Hacked,该网站收集了公开承认的对区块链项目的攻击信息。 具体而言,在2022年第一季度,以太坊生态系统被黑客攻击了18次,导致近6.36亿美元的损失。本季度最严重的攻击发生在3月底,当时Axie Infinity侧链Ronin Network被黑客攻击,损失高达6.1亿美元。同期,Solana生态系统被黑客攻击了五次,造成3.97亿美元的损失。

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新研究显示泥炭地正在失去抗旱能力 泥炭地受到干旱的影响比以前预计的要大,这引起了人们的关注,因为泥炭地在应对气候变化方面起着至关重要的作用。长期干旱大大降低了泥炭吸收更多二氧化碳(CO2)的能力。此外,加强生物多样性对提高泥炭抗旱能力的作用微乎其微。拉德布德大学的科学家们在最近发表于《英国皇家学会院刊 B》上的一项研究中报告了这些发现。泥炭是一个巨大的碳汇:每平方米泥炭能够储存的二氧化碳比世界上任何其他生态系统都要多。因此,荷兰以及斯堪的纳维亚和波罗的海国家的泥炭地在应对气候变化方面发挥着重要作用。然而,泥炭正承受着越来越大的压力,并且对气候变化导致的干燥夏季极为敏感。这就是拉德布德生物与环境科学研究所的研究人员得出的结论。领衔作者比约恩-罗布鲁克解释说:"在我们的实验室里,在受控条件下,我们首先确保大块泥炭经过长时间充分湿润。然后,我们将泥炭慢慢烘干。其中一半受到轻度干旱,水位比泥炭本身低大约五厘米。另一半则处于极端干旱条件下;在这种情况下,水位比泥炭低 20 厘米。这相当于三周没有下雨这在荷兰近年来也越来越常见"。正在拉德布德大学进行测试的泥炭。图片来源:Bjorn Robroek,拉德布德大学这些实验表明,遭受轻度干旱的泥炭仍能吸收一定量的碳。Robroek:然而,在极端干旱的条件下,泥炭几乎无法吸收更多的碳。在长期干旱的情况下,泥炭甚至会反过来释放碳。当然,干旱不仅影响泥炭地。干旱的夏季也使其他生态系统变得更加脆弱。不过,以草地为例,我们现在有办法解决干旱造成的问题。增加这类生态系统的生物多样性(通过种植更多不同的植物),如未来堤坝项目,可保持生态系统的健康和复原力。不过,罗伯克认为,就泥炭地而言,通过这种方式提高生物多样性对抗旱作用不大。我们在泥炭实验中测试的不同苔藓对抗旱几乎没有任何作用。这并不意味着生物多样性对泥炭不重要:例如,它有助于碳储存。但在抗旱方面,需要采取不同的方法。消费者可以做一些小事来保护泥炭。例如,购买不含泥炭的盆栽基质和堆肥。不过,归根结底,这主要是一个需要从政治层面解决的问题。过去,河流沿岸的缓冲地带通常由泥炭地组成,但如今其中大部分都是用于农业的草地。这些地区经常被割草和犁地,因此几乎不存水。因此,这些洪泛区的水会更快地排入河流,造成洪水泛滥。转而采用自然管理方法需要花费时间和金钱,但在未来将产生巨大效益。泥炭地,即使是低地泥炭区,也将保留更多的水分,从而提供更好的保护。你可以把这比作一块海绵,它会逐渐将水释放回地表。在这些地方,泥炭也是储存碳的最有效选择。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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