研究发现美国东部的植树造林行动有助于抵御气候变化导致的气温上升

研究发现美国东部的植树造林行动有助于抵御气候变化导致的气温上升 这项研究的主要作者、印第安纳大学的环境科学家马洛里-巴恩斯说："这一切都是为了弄清森林能为我们的环境降温多少以及降温效果的程度。这些知识不仅对旨在缓解气候的大规模植树造林项目至关重要，而且对城市植树等举措也很关键"。这项研究发表在 AGU 期刊《地球的未来》上，该期刊发表了关于我们地球及其居民的过去、现在和未来的跨学科研究。美国东部植树造林的历史背景在欧洲殖民之前，美国东部几乎完全被温带森林覆盖。从18世纪末到20世纪初，木材采伐和农业开垦导致一些地区的森林损失超过 90%。20 世纪 30 年代，为重振森林所做的努力，加上放弃劣质农田并随后重新造林，拉开了长达近一个世纪的东部森林卷土重来的序幕。自此，这些地区的森林面积增加了约1500 万公顷。这项新研究的共同作者、印第安纳大学环境科学家金-诺维克（Kim Novick）说："发生在美国东部的森林砍伐程度令人震惊，后果十分严重。这是一次巨大的土地覆盖变化，而且时间并不长。"蓝色显示的是"变暖洞"或异常冷却区域。资料来源：Barnes et al.在重新生长期间，全球气候变暖，整个北美的气温平均上升了0.7摄氏度（1.23华氏度）。相比之下，从 1900 年到 2000 年，东海岸和东南部降温约 0.3 摄氏度（0.5 华氏度），其中东南部降温最明显。以前的研究表明，降温可能是由气溶胶、农业活动或降水增加造成的，但其中许多因素只能解释高度局部的降温。尽管森林与降温之间的关系众所周知，但研究并未将森林作为异常、大范围降温的可能解释。巴恩斯说："这种广泛的植树造林历史是土地覆盖的巨大变化，但人们还没有广泛研究它是如何导致美国东部出现异常的不变暖现象的，气候科学家称之为'变暖洞'。这就是我们最初着手开展这项工作的原因。"分析森林的降温效应巴恩斯、诺维克和他们的团队综合利用卫星和 58 座气象塔的数据，将森林与附近的草地和耕地进行比较，从而研究森林覆盖率的变化如何影响地表温度以及地表上方几米的空气温度。研究人员发现，如今美国东部的森林每年能使地表降温 1 到 2 摄氏度（1.8 到 3.6 华氏度）。最强烈的降温效果出现在夏季的正午时分，此时树木会将气温降低 2 至 5 摄氏度（3.6 至 9 华氏度） - 在最需要的时候提供了缓解。研究小组利用气体测量塔网络提供的数据表明，这种降温效果还延伸到了空气中，在正午时分，森林可将近地面空气温度降低 1 摄氏度（1.8 华氏度）（以前有关树木降温效果的研究主要集中在陆地温度上，而不是空气温度上）。哈德逊河谷的伐木工人资料来源：阿迪朗达克历史博物馆研究小组随后利用 398 个气象站的历史土地覆盖和每日天气数据，追踪了 1900 年至 2010 年期间森林覆盖与陆地和近地面气温之间的关系。他们发现，到20世纪末，被森林环绕的气象站要比没有植树造林的地方低1摄氏度（1.8华氏度）。300米（984英尺）以外的地点也出现了降温现象，这表明植树造林的降温效果甚至可以延伸到未植树造林的地区。其他因素，如农业灌溉的变化，也可能对研究区域产生了降温效应。作者说，20世纪美国东部的植树造林可能是造成降温异常的原因之一，但不能完全解释这种异常现象。巴恩斯说："能够为'为什么美国东部的变暖速度与世界其他地区不相称？我们无法解释所有的降温现象，但我们认为植树造林是其中的一个重要原因。"对气候适应战略的影响由于美国东部的森林具有固碳和储碳能力，在这些地区重新造林被普遍认为是一项可行的气候减缓战略。作者指出，他们的研究表明，美国东部的重新造林也是适应气候的重要工具。然而，在不同的环境中，如白雪皑皑的北方地区，增加树木可能会产生变暖效应。在某些地方，重新造林也会影响降水、云层和其他区域范围的过程，而这些影响可能是有益的，也可能是无益的。因此，土地管理者在评估森林作为气候适应工具的效用时，必须考虑其他环境因素。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

ASMR 背后的科学：首次同类研究揭示新奥秘

ASMR 背后的科学：首次同类研究揭示新奥秘 波鸿鲁尔大学的研究人员对自主感觉经络反应（ASMR）进行了首次系统性研究。数百万人观看 YouTube 和各种社交媒体平台（如 TikTok），内容创作者通过轻声细语安抚受众，模拟角色扮演（如参观美发沙龙），或有节奏地与电脑键盘等物品互动，吸引受众。大约 25% 到 30% 的观众会体验到与幸福感相关的自主感觉经络反应 (ASMR)，即头皮和颈部特有的刺痛感。德国波鸿鲁尔大学的托比亚斯-洛豪斯（Tobias Lohaus）与同样来自鲁尔大学的帕特里齐亚-托马（Patrizia Thoma）教授和杜伊斯堡-埃森大学的西丽娅-贝林格拉特（Silja Bellingrath）教授共同发表了有关这一主题的第一篇系统综述。这篇系统性综述显示，除其他外，这种现象与对心理健康的短期积极影响有关。研究小组在《意识心理学：理论、研究与实践》杂志上发表了他们的研究成果。安静的声音，比如用指尖触摸麦克风，会让一些人产生愉悦的感觉。图片来源：RUB, Marquard生理和神经效应虽然有些观众觉得这些视频令人恼火，但对包括许多学生在内的许多人来说，这些视频已经成为他们生活的重要组成部分例如，作为在大学辛苦一天后放松身心的一种方式，或者作为入睡的一种方式。但 ASMR 到底是怎么回事呢？为了找出答案，研究人员筛选了 1000 多篇文章，筛选出 54 篇关于 ASMR 主题的文章，这些文章之前经过独立专家的同行评审后发表在科学杂志上。托比亚斯-洛豪斯说："我们发现，ASMR 是一种轮廓清晰的现象，许多人都以非常相似的方式体验和描述过这种现象。ASMR内容的经验丰富的观众似乎也不会受到预期效应的引导。具体来说，对于大约 25% 到 30% 能够体验 ASMR 的人来说，多项研究表明，观看 ASMR 视频会对他们的情绪产生短期的积极影响，同时也会导致心跳减慢、血压降低等生理变化。"托比亚斯-洛豪斯对 ASMR 现象进行了研究。资料来源：RUB、Marquard此外，脑电图研究一再表明，ASMR 体验与所谓的德尔塔波减少有关，德尔塔波通常与深度睡眠有关，但最近也与意识状态有关。"fMRI研究多次表明，ASMR体验涉及一些非常特殊的大脑区域，尤其是与注意力过程有关的扣带回前部，以及与运动有关的大脑区域。长期影响研究正在进行中托比亚斯-洛豪斯强调说："不过，必须指出的是，我们还没有发现一项研究能够证明 ASMR 对心理健康产生的长期影响。这就需要未来的研究对ASMR视频的影响进行更长时间的观察，并与观看对照视频进行比较。"来自波鸿鲁尔大学和杜伊斯堡-埃森大学的研究团队已经计划在一项更广泛的联合研究提案中开展这样的研究。研究小组在 2023 年初发表了一项 ASMR 研究，为他们的新项目奠定了基础。研究结果表明，所谓的步行游览视频，即人们拍摄自己走过某个区域的视频，可以作为合适的对照视频。与 ASMR 片段相比，这些视频的 ASMR 体验要少得多。编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

新研究揭示避孕药与自杀风险的关联

新研究揭示避孕药与自杀风险的关联 全世界每年约有 70 万人死于自杀。然而，自杀仍然是一个禁忌，也是一个鲜为人知的健康问题。在 Dick Swaab 博士教授的指导下，张琳博士致力于研究自杀背后的机制。自杀与黄体酮的关系成为她最新的研究目标。孕酮在妇女的生殖系统中发挥作用，但也可作为一种压力荷尔蒙。后者常常被忽视。斯瓦布解释说："所有与压力有关的物质都可能导致自杀风险，由于黄体酮与压力、抑郁和自杀有关，我们想更多地了解黄体酮如何影响大脑。"张对通过荷兰脑库获得的不同年龄、性别、诊断和死因的大脑样本进行了研究。她的研究表明，下丘脑的下部，即底核，对黄体酮最为敏感。这成为她研究的重点。信息图表 - 避孕药使用者自杀可能性增加的原因是什么？资料来源：荷兰神经科学研究所在因自杀而死亡的抑郁症患者中，张发现产生阿片样物质的细胞数量增加。这种增加的原因是他们同时表达了孕酮受体。斯瓦布"众所周知，服用阿片制剂会增加自杀风险。大脑对阿片类物质很敏感，因为它本身也制造这些物质。因此，黄体酮可能会增加阿片系统的激活，最终导致自杀风险增加"。张博士的另一个值得注意的观察结果是，在老年人群的眼底核中出现了细胞分裂的迹象。成年人，尤其是老年人大脑中新生神经元的生成，仍然是神经科学家们争论的话题。含孕激素的药物经常作为避孕药或治疗更年期不适的处方药。临床研究表明，虽然含有天然孕酮的药物的自杀风险可以忽略不计，但其合成形式可能并非如此，因为它的药效更强。妇科医生已将这一知识纳入其标准做法，在给病人开处方前，先筛查病人是否有抑郁和自杀风险。而全科医生还没有这样做。"我们希望这一发现能促使医生明确询问抑郁症或自杀倾向的迹象，并在必要时建议患者选择其他方案"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

大科技公司认为自己能比其他人更好地植树造林

大科技公司认为自己能比其他人更好地植树造林 几十年来，公司一直采用这种策略，通过植树造林来抵消温室气体排放。公司希望通过付费恢复森林来扩大这一过程，从而抵消公司的碳足迹。这在纸面上听起来很简单。然而，越来越多的证据表明，这一策略屡屡失败。共生联盟似乎认为可以扭转局面。这些公司共同承诺，到 2030 年，将从"影响大、以科学为基础的恢复项目"中购买多达 2000 万吨二氧化碳捕获量的信用额度。他们说，他们将对项目进行质量控制审查，目的是刺激对碳信用额度的需求，因为过去许多碳抵消计划都失败了，所以碳信用额度的名声很差。最近的一个例子是，去年发表在《科学》杂志上的一项针对六个国家 26 个碳补偿项目的研究发现，这些项目几乎没有成功阻止森林砍伐。无论这些项目声称对气候有什么好处，都被夸大了 300%。对世界领先的碳注册机构之一进行的另一项调查发现，其90%的雨林抵消额度被证明是"虚假额度"，很可能并不代表实际的温室气体减排量。非营利性监督机构"碳市场观察"（Carbon Market Watch）在 2022 年的一份报告中指出，欧洲主要航空公司提供的碳抵消额度同样与错误的林业项目有关。问题的一个重要原因是，很难测量树木或森林到底吸收了多少二氧化碳，这就导致一些项目夸大了树木或森林对气候的益处。植树也是一项棘手的工作如果树木活不了几百年，它们就会把储存的碳全部释放出来。在错误的地方种植错误的树木，建立树木农场而不是森林，也会对当地环境造成危害。2020 年，Salesforce 首席执行官马克-贝尼奥夫（Marc Benioff）支持了世界经济论坛的一项植树万亿棵的计划尽管支持这项计划的研究很快遭到了数十位科学家的批评，认为其严重高估了潜在的环境效益。尽管如此，Salesforce、Google、Meta 和 微软确信他们能够避免历史重演。为了实现这一目标，他们与独立专家合作，为林业项目制定了严格的标准。共生公司还在一份新闻稿中表示，它将"让原住民和当地社区参与进来，并给予补偿"，以实现"公平的结果"。共生公司表示，虽然该公司首先开展的是林业项目，但随着时间的推移，它还将采用其他策略，如在土壤中封存二氧化碳。共生执行董事朱莉娅-斯特朗（Julia Strong）在一封电子邮件中说："基于自然的项目复杂而具有挑战性，并不总能达到预期效果。组织的目标是解决迄今为止在自然项目完整性方面所面临的挑战，其方法是在同类最佳市场标准以及最新科学、数据和最佳实践的基础上设定一个高质量的标准。"该联盟以 Stripe、Alphabet、Meta、Shopify 和麦肯锡于 2022 年发起的名为 Frontier 的类似倡议为蓝本。前沿"致力于支持新技术，将二氧化碳排出大气。"目前，Frontier 已签订了超过 51 万吨的碳清除合同，但迄今为止仅交付了约 1700 吨捕获的碳。共生公司和前沿公司的目标都是促进碳清除项目与希望为其服务付费的公司之间的交易。最终，Symbiosis 希望除了其创始人之外，还有更多的公司加入进来。从这个角度来看，所有这些努力加起来也不过是这些公司产生的排放量的一小部分。共生公司承诺的 2000 万公吨基于自然的二氧化碳清除量，仅略高于微软公司上一财年产生的 1540 万公吨二氧化碳。诚然，保护世界森林对地球大有裨益。但以应对气候变化的名义开发森林并不安全。随着高能耗人工智能工具的兴起，大科技公司的温室气体排放量也在增加。如果企业真的要应对气候变化，首先还是要控制其产生的污染量。即使是成功的森林项目，也不可能替他们完成所有脏活累活。 ... PC版： 手机版：

新研究揭示复杂的绿色生物出现于十亿年前

新研究揭示复杂的绿色生物出现于十亿年前 研究中调查的不同藻类的液体样本，全部储存在哥廷根大学的藻类培养收藏馆中。图片来源：Tatyana Darienko他们的研究使他们能够回到过去，研究早在陆地植物出现之前就已出现的藻系。他们的研究结果修正了人们对一组丝状藻类陆地殖民者关系的认识，这些丝状藻类比陆地植物还要古老得多。利用现代基因测序数据，研究人员将多细胞性的出现时间精确到了近十亿年前。研究结果发表在《当代生物学》（Current Biology）杂志上。这项研究的重点是藻类Klebsormidiophyceae，这是一类以能够在全球不同生境定居而闻名的绿藻。研究小组进行了广泛的取样，调查了从溪流、河流和湖岸到沼泽、土壤、天然岩石、树皮、酸性采矿后场地、沙丘、城市墙壁和建筑物外墙等各种栖息地。丝状藻类 Klebsormidium crenulatum 的显微镜图像，这是一种陆栖藻类，由于细胞壁很厚，因此具有很强的抗干燥能力。(比例尺为 10 微米，相当于 0.01 毫米）。图片来源：Tatyana Darienko哥廷根大学微生物学和遗传学研究所的塔季扬娜-达连科博士说："这些微小健壮的小生物在形态上具有如此高的多样性，而且还能很好地适应有时非常恶劣的生活环境，这真是令人着迷。"这次全面采样的目的是绘制克雷伯虫藻的全球分布图，强调它们的适应性、生态意义和隐藏的多样性。根据化石校准的遗传数据，研究人员进行了"分子钟分析"。在深入研究Klebsormidium藻复杂的进化史时，研究人员面临着使用传统标记解析系统发育关系的挑战。为了克服这一难题，他们采用了从来自不同大陆和栖息地的 24 个分离物的转录组中获得的数百个基因。莱布尼兹生物多样性变化分析研究所的 Iker Irisarri 博士解释说："我们的方法被称为系统发生组学，是通过考虑整个基因组或基因组的大部分来重建进化史。这种极其强大的方法可以非常精确地重建进化关系"。多细胞藻类 Streptosarcina arenaria 的显微镜图像，它是另一种陆生藻类，栖息于干旱和热带地区。(比例尺为 10 微米，相当于 0.01 毫米）。图片来源：Tatyana Darienko他们的研究揭示了一种新的生命系统发生组学树，该树分为三个纲。哥廷根大学应用生物信息学博士研究员 Maaike Bierenbroodspot 说："对系统发生组框架和分子时钟的深入研究揭示了 Klebsormidiophyceae 的远古祖先一个在数百万年前茁壮成长的多细胞实体，其后代在 8 亿多年前开始分成三个不同的分支。"这些结果被用来探索链格藻多细胞性的进化历史。研究表明，陆生植物、其他链格藻和Klebsormidiophyceae藻的古老共同祖先已经是多细胞的。哥廷根大学微生物学和遗传学研究所的 Jan de Vries 教授总结道："这一发现揭示了链格藻多细胞性的遗传潜力，表明这一关键特征起源于近十亿年前的远古时代。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

新研究揭示了颗粒物质的普遍特性

新研究揭示了颗粒物质的普遍特性 颗粒状物质的例子：操场上的塑料球、砾石、芝麻和扁豆（从左上角开始顺时针方向）。图片分别由 Julia Kertesz、Martin Olsson、Jitender Kumar 和 Zyance 提供（来源：维基百科）。加利福尼亚大学圣克鲁兹分校和凯斯西储大学的理论物理学家 Onuttom Narayan 和 Harsh Mathur 在最近发表在《欧洲物理杂志 E》上的一项新研究中，对声音在颗粒材料中的传播，特别是在接近所谓的"干扰转换"时的传播作了一些说明。了解颗粒物质的特性对许多实际工业应用都非常重要。值得注意的是，颗粒物质中的声学振动问题最近成为流行文化中的一个讨论主题：新上映的电影《沙丘》引发了一场关于声音能否在沙子中传播的辩论。(答案是：可以）。观察一堆大米就能发现颗粒物质的奇特之处。如果你轻轻推一堆米，它看起来是固体。但如果你拿起一些米，让它从手中滑落，它就会像液体一样倾泻而下。因此，一堆米既不是固体，也不是液体。它是一种颗粒状材料，必须根据其自身的特点来理解。要理解堵塞的转变，可以想象一下将咖啡豆倒入一个带有狭窄喷嘴的漏斗中。如果咖啡豆倒得很慢，它们就会流过喷嘴，但如果大量咖啡豆快速倒入漏斗，咖啡流就会堵塞。当流速增加时，就会出现堵塞现象：物料从流动状态突然转变为堵塞状态。在实验室中，研究人员通常会研究聚苯乙烯珠子包，因为这种珠子包比咖啡豆更适合实验。研究发现，这种珠子包会以一组特征频率发生声波振动。这组特征频率被称为珠包的频谱。频谱因珠包而异，因此问题在于对可能出现的各种频谱进行统计。Narayan 和 Mathur在许多研究人员，特别是俄罗斯伊奥夫研究所的雅罗斯拉夫-贝尔图科夫和罗马萨皮恩扎大学的乔治-帕里西等人的重要前期工作基础上，证明了频谱的某些统计特征是普遍的，而其他特征则是非普遍的。在这里，普遍性指的是任何足够复杂的系统的振动频率所共有的特征；非普遍性指的是受干扰的颗粒物质所特有的特征。研究证明，频谱的普遍特征可以用随机矩阵理论来描述，随机矩阵理论是核物理学家在 20 世纪 50 年代发展起来的数学分支。随机矩阵理论适用于颗粒物质振动的可能性有其重要的先例。但在这项新研究中，研究人员首次令人信服地证明，光谱是由一种特殊的随机矩阵理论（称为拉盖尔集合）描述的。纳拉扬和马图尔还建立了一个关于受阻颗粒物质振动的模型，该模型能够解释频谱的一些非普遍性特征。这个模型与纳拉扬多年前开发的一个模型非常相似，后者的目的是解决颗粒物质的另一个重要难题：应力如何在被压缩的珠粒中分布。寻找不同现象的统一描述是基础物理学的一个主要目标。未来工作的一个重要目标是将这两个相关模型合并为应力分布和振动光谱的统一描述。粒状物质的普遍特征提醒我们，人们不仅要从亚原子世界或宇宙尺度上寻找尚未解决的重要基础问题：在我们身边的日常生活中也可能存在同样具有挑战性的重大问题。 ... PC版： 手机版：