科学家揭开北极湿地甲烷排放量激增之谜

科学家揭开北极湿地甲烷排放量激增之谜畜牧业和化石燃料生产每年向大气中排放数吨甲烷，其作用已被充分研究。尽管不确定性更大，但量化自然湿地的排放量对于预测气候变化非常重要。科学家们预计，湿地甲烷排放量正在上升，因为北方地区和北极地区生态系统的气温正在以大约全球平均气温四倍的速度上升，但是很难说上升了多少，因为在这些广阔且经常被水淹没的环境中监测排放量一直非常困难--直到现在。伯克利实验室研究科学家、资深作者朱清（音译）与伯克利实验室博士后研究员袁坤晓佳（音译）解释说："北方和北极环境富含碳，容易受到气候变暖的影响。本周发表在《自然-气候变化》上的一篇论文介绍了他们的研究方法。""气温升高会增加微生物活动和植被生长，"朱清说，"这与甲烷等气体的排放有关。通过了解甲烷的自然来源是如何变化的，我们可以更准确地监测温室气体，让科学家们了解当前和未来的气候变化状况。通过更准确地了解湿地在全球气候系统中发挥的作用，以及湿地甲烷排放量的增加方式和速度，这项研究可以提供一个科学基线，帮助理解和应对气候变化。"高纬度湿地：量化甲烷排放量及其变化情况尽管甲烷在大气中停留的时间远远少于二氧化碳（10年对300年），但甲烷的分子结构使其使大气变暖的能力是二氧化碳的30倍。气温升高不仅会增强饱和土壤中甲烷释放微生物的活动，而且还会增加水渍土壤的面积，因为冰冻的土壤会解冻，更多的降水会以雨水而不是雪水的形式降下，这些微生物会在水渍土壤中茁壮成长。这就是为什么科学家们预计这些高纬度地区的甲烷排放量会增加，以及为什么迫切需要更准确地量化甲烷。出版物中的地图，显示了北极和北方地区湿地甲烷热点的具体位置和面积。资料来源：伯克利实验室测量温室气体释放的最常见方法是在一个室内的固定位置捕捉土壤中释放的气体，让它们在一定时间内积累。另一种方法是更自主的数米高的涡度协方差塔，它可以在生态系统的大片区域内--通常是在湿地等难以到达的地方持续测量土壤、植物和大气之间的温室气体交换。伯克利实验室的研究团队结合使用这两种方法获得的数据，分析了北极-北方地区各湿地超过307年的甲烷排放数据，从而更好地了解了影响数百英亩土地和数分钟至数十年内甲烷排放的各种因素。研究小组发现，从2002年到2021年，这些地区的湿地平均每年释放20太克（teragrams）甲烷，相当于约55座帝国大厦的重量。他们还发现，自2002年以来，排放量增加了约9%。此外，研究人员还考虑了北极和北方地区的两个"热点"地区，与周围环境相比，这两个地区的单位面积甲烷排放量要高得多。他们发现，大约一半的年均排放量来自这些热点地区，这有助于为缓解工作和未来的测量提供信息并确定目标。影响湿地排放的环境因素研究人员还调查了甲烷排放量增加的环境因素，发现有两个主要驱动因素：温度和植物生产力。气温升高会增加微生物的活动；当气温升高时--无论是由于气候变化造成的平均气温升高，还是由于气候变异造成的某些特定年份的气温升高，都会在这一过程中释放出更多的甲烷。研究小组发现，温度是控制北极-北方生态系统湿地排放及其变化的主要因素。这可能会导致气候反馈，即微生物活动增加所产生的甲烷排放会提高大气温度，从而导致更多的甲烷排放，如此循环。植物生产力越高，土壤中的碳含量就越高，从而促进甲烷微生物的繁殖。研究人员发现，当植物的生产力更高、更活跃，释放出有助于微生物生长的基质时，湿地的甲烷排放量就会增加。研究小组还发现，湿地甲烷排放量最高的2016年也是高纬度地区自1950年以来最温暖的一年。由于甲烷在大气中的停留时间很短，因此可以相对较快地减少和清除，"朱解释说。"通过更准确地了解湿地在全球气候系统中发挥的作用，以及湿地甲烷排放量的增加方式和速度，这项研究可以提供一个科学基线，帮助理解和应对气候变化。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1418537.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1418537.htm

科学家发现以前未知的甲烷排放源

科学家发现以前未知的甲烷排放源甲烷是继二氧化碳之后人类活动产生的第二大温室气体。在二十年内，甲烷的全球升温潜能值比二氧化碳高出80多倍，其中最主要的排放源来自湿地、农业、废物和化石燃料生产。尽管甲烷在大气中的存在时间相对较短，约为12年，而二氧化碳的存在时间则长达数百年，但减少甲烷排放对于在近期和中期内遏制全球变暖具有重大意义。全球甲烷排放的很大一部分发生在城市。许多地方都会有意或无意地排放甲烷。慕尼黑工业大学（TUM）的研究团队选择汉堡作为追踪甲烷泄漏和其他未知来源的地点。汉堡不仅是德国人口第二大城市，也是一个港口和工业城市。它还是港口和工业中心。汉堡拥有各种甲烷来源，为该项目提供了理想的条件。通过该项目，研究小组成功地在汉堡发现了许多以前未被发现的甲烷源。除了易北河等自然排放源之外，人类活动也是甲烷排放的主要来源。这些排放物中约有一半来自泄漏的天然气管道、不完全燃烧以及其他工业和逃逸性排放物。通过移动测量，研究人员还发现了未知的甲烷来源。他们发现，汉堡约有2%的人为甲烷排放来自一家炼油厂和附近一家养牛场的泄漏管道，而最新的排放清单中对这一比例的估计严重不足。研究人员从荷兰研究机构TNO的排放地图入手。该地图提供了汉堡温室气体排放的空间分布图，其依据是使用替代数据（人口密度图等）进行空间分布的国家报告排放量。为了检查和更新地图上显示的数值，团队选择了两种方法："首先，我们使用装有传感器的汽车进行移动测量。我们驾驶汽车经过预计会检测到甲烷排放的地区，以便更好地了解空间分布情况。其次，我们利用传感器网络来测量城市的总体排放量。"慕尼黑工业大学环境传感与建模教授陈佳说："该网络由四个测量装置组成，我们在以前的研究中曾用它们来测量慕尼黑的排放量。我们的传感器网络使用太阳作为光源。由于大气中的每个分子都只吸收特定频率的阳光，因此我们可以确定测量设备和太阳之间的气柱中各种温室气体的浓度"。为了了解汉堡市内温室气体的排放量，研究人员将一个测量装置放置在市中心，其他测量装置分别放置在东郊、南郊和西郊。"这意味着，一个传感器始终位于城市的上风处，而另一个传感器则位于下风处。如果第二个测量值高于第一个测量值，我们就可以利用大气传输模型来量化城市中释放的温室气体。"该研究的第一作者、环境传感与建模教授研究员AndreasForstmaier说："为此，我们使用光学风力激光雷达测量风速、风向和湍流。"为城市设计的方法今后将扩展到利用卫星进行全球测量。研究人员希望通过这项工作，为了解气候变化和减缓气候变化进程做出决定性贡献。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1386947.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1386947.htm

在牛粪中添加一种红色藻类可使甲烷排放量减少近一半

在牛粪中添加一种红色藻类可使甲烷排放量减少近一半瑞典的研究人员发现，通过在奶牛粪便中添加热带Aparagopsistaxiformis(AT)（又称红海翎），可将粪便中的甲烷产生量减少近一半。虽然粪便排放的甲烷仅占动物反刍时产生的甲烷的一小部分，但仍占美国排放到大气中的气体的10%左右。总体而言，奶牛产生的甲烷约占甲烷总排放量的37%。据美国农业部估计，全美有9000万头牛在持续养殖。瑞典农业科学大学的动物科学研究人员MohammadRamin说："我们的研究表明，与不添加AT的粪便相比，在奶牛粪便中添加AT可显著减少44%的甲烷产生量。结果还表明，在日粮中补充AT的奶牛粪便中甲烷的产生量并不比未喂食藻类的奶牛粪便中甲烷的产生量低。"这一切都归因于藻类的主要化合物溴甲烷，它能自然阻断甲烷气体的生成过程。然而，这是科学家们第一次在粪便中挖掘出这种植物的力量。Ramin说："已经有许多研究利用奶牛日粮中的AT来减少肠道甲烷的产生。但是，还没有关于减少粪便甲烷排放的研究报告。"从前端解决问题的一个顾虑是AT含碘量高。在奶牛中，这有可能使牛奶中的碘含量升高，从而导致甲状腺问题等问题，极端情况下还会产生毒性。研究人员正在研究一种含碘较少的AT菌株。虽然甲烷仅占温室气体排放量的20%左右，仅次于二氧化碳，但它在大气中捕获热量的效率至少是二氧化碳的25倍。Ramin说："粪便甲烷的产生确实造成了全球温室气体的排放，需要加以减少。我们的研究显示了如何利用甲烷抑制剂来实现这一目标的潜在途径。"虽然这只是一项小型研究，但科学家们希望它能为其他人研究AT如何阻止粪便中甲烷的产生铺平道路。这项研究发表在《可持续食品系统前沿》（FrontiersinSustainableFoodSystems）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1370651.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1370651.htm

研究袋鼠宝宝的便便可能成为减少奶牛甲烷排放的关键

研究袋鼠宝宝的便便可能成为减少奶牛甲烷排放的关键化学细菌抑制剂和疫苗也已被探索出来。不幸的是，产甲烷的细菌会对化学品产生耐药，而对于世界各地发现的所有不同类型的牛肠道细菌，则需要各种各样的疫苗。此外，一些补充剂、抑制剂和疫苗可能对奶牛的其他生物功能产生负面影响，导致牛奶产量下降等问题。为了寻求一种更有效的替代方法，华盛顿州立大学的一个团队最近将目光投向了袋鼠肠道中发现的一种细菌。以前的研究已经表明，袋鼠的体内微生物分解过程不产生甲烷，而是产生醋酸。进一步的研究显示，这种细菌只出现在小袋鼠身上，而不是成年袋鼠。尽管科学家们无法分离出确切的细菌，但他们继续利用袋鼠宝宝的粪便样本培养出一种混合细菌。随后将这种培养物引入模拟的牛瘤胃（牛胃的一部分），在使用一种化学品暂时减少模型中已经存在的产甲烷细菌数量之后不久。结果发现，在几个月的时间里，来自培养物的醋酸生产细菌取代了产甲烷的细菌，增长到了消化过程所需的数量。因此，在此期间，模拟的瘤胃没有产生甲烷。这一成功主要是由于两种细菌的生长速度大致相同。现在研究人员正在计划对实际的活牛进行试验。这是一种非常好的培养物。首席科学家BirgitteAhring教授说："我毫不怀疑它很有前途。如果这种培养物能够长期运行，那么我们只需不时地抑制甲烷的产生，这将是非常有趣的。然后，它实际上可以成为一种实践。"关于这项研究的论文已经发表在《生物催化和农业生物技术》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1344605.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1344605.htm

为减少打嗝、放屁 英国计划给奶牛喂甲烷抑制剂

为减少打嗝、放屁英国计划给奶牛喂甲烷抑制剂据央视新闻报道，为减少温室气体排放，近日英国政府决定将尝试给本国饲养的奶牛喂食甲烷抑制剂。奶牛食用后，能减缓食物的消化过程、抑制肠胃内气体的产生，进而减少打嗝和放屁的次数，以降低甲烷排放。英国并不是第一个针对此事做出治理的国家，此前新西兰甚至有提案，计划对农业排放物，也就是要对牛、羊打嗝喷出的气体进行专门的定价、收费。一头奶牛每天通过打嗝和放屁，会释放甲烷气体，其中90%到95%通过口腔排出，5%到10%以粪便和放屁的形式释放。 资料显示，正常情况下甲烷对人体是基本无毒的，但浓度过高时，使空气中氧含量明显降低，使人窒息。当空气中甲烷达25%-30%时，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调。若不及时远离，可致窒息死亡。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1353127.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1353127.htm

科学家研究出替代性给药方法 改造益生菌以口服替代注射

科学家研究出替代性给药方法改造益生菌以口服替代注射贝勒医学院和合作机构的研究人员探索了一种更好的给药方式，它不需要注射，但可以像吞下药片一样简单。这项研究最近发表在《美国国家科学院院刊》上。共同通讯作者、贝勒大学综合生理学教授ChristineBeeton博士说："人们不喜欢在他们的余生中都在打针，在目前的工作中，我们探索了使用益生菌Lactobacillusreuteri作为新型口服药物输送平台在动物模型中治疗类风湿性关节炎的可能性。"Beeton实验室以前的工作表明，一种来自海葵毒素的肽，或短蛋白，能有效和安全地降低类风湿性关节炎大鼠模型和斑块状银屑病患者的疾病严重程度。然而，多肽治疗需要反复注射，降低了病人的依从性，而且直接口服多肽的疗效也很低。Beeton与贝勒大学分子病毒学和微生物学教授、DanLDuncan综合癌症中心成员RobertA.Britton博士联手的布里顿实验室已经开发出了对益生菌进行基因改造以生产和释放化合物的工具和专业知识。在目前的研究中，该团队对益生菌L.reuteri进行了生物工程改造，以分泌来自海葵毒素的肽ShK-235。他们选择L.reuteri是因为这些细菌是人类和其他动物肠道的原生细菌。它是乳酸菌群之一，长期以来一直被用作食品工业的细胞工厂，并被美国食品和药物管理局认定为安全。L.reuteri在婴儿、儿童、成人，甚至在免疫抑制的人群中都有很好的安全性。"结果是令人鼓舞的，"Beeton说。"这些分泌肽的细菌，即LrS235的每日递送极大地减少了疾病的临床症状，包括类风湿性关节炎动物模型中的关节炎症、软骨破坏和骨损伤。"研究人员跟踪了细菌LrS235和它在动物模型内分泌的肽ShK-235。他们发现，在给大鼠喂食释放ShK-235的活体LrS235后，他们可以在血液循环中检测到ShK-235。"我们选择L.reuteri的另一个原因是，这些细菌不会永久地留在肠道中。当肠道定期更新细菌所附着的内表面层时，它们会被移除。这为调节治疗管理提供了可能性"。研究人员表示需要进行更多的研究以便将这种新型的药物输送系统带入临床，预计它可以在未来使患者的治疗更加容易。Beeton说："这些细菌可以被储存在胶囊中，可以放在厨房的柜台上。病人可以在度假时服用这些胶囊，而不需要冷藏或携带针头，并继续治疗，而没有每日注射的不便。"这些发现为基于多肽的药物提供了一种替代的输送策略，并表明这种技术和原则可以应用于更广泛的药物和慢性炎症疾病的治疗。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1342129.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1342129.htm