环境

关于君主蝴蝶状况的激烈讨论中，乔治亚大学的最新研究发现可能揭示了困扰研究人员的一个关键问题。他们正在努力理解为什么冬季种群在减少，而繁殖群体却保持稳定。 在关于君主蝴蝶健康的热烈讨论中，乔治亚大学的新发现可能揭示了困扰蝴蝶研究人员的核心问题。为什么我们看到冬季种群数量下降，而繁殖种群似乎保持稳定？ 根据发表在《国家科学院院刊》的研究，君主蝴蝶在前往墨西哥的秋季迁徙过程中似乎正在死亡。 在迁徙时，君主蝴蝶不在夜间飞行；相反，它们会在树木或灌木上聚集成群休息，这种行为被称为栖息。该研究利用了来自公民科学家的数据，记录了在蝴蝶迁徙路径上的2600多个观察，数据积累了17年。 研究结果显示，这些栖息点的大小减少了多达80%，而且从迁徙路线的北部到南部，栖息点的数量出现了明显下降。…

最近一项全面的审查强调了纳米和微塑料对蜜蜂及其他有益昆虫的不利影响，强调这些微小的塑料颗粒阻碍了它们的授粉能力。这对全球粮食安全构成了重大威胁。 纳米和微塑料颗粒（NMP）在城市和农村环境中变得越来越普遍，这些颗粒与蜜蜂以及其他有价值的昆虫接触。当这些昆虫从食物或空气中摄取塑料垃圾时，可能会损害它们的器官并改变它们的行为，抑制其执行授粉和害虫管理等基本生态系统功能的能力。因此，塑料污染对全球的生物多样性、农业生产力和粮食安全构成严重威胁。这是《自然通讯》期刊上发表的一项新审查的关键见解，该项工作由国际团队合作完成，其中包括来自弗赖堡大学的研究人员。 农业用地上塑料的来源 微塑料的大小范围从一个微米到五毫米，而更小的颗粒则被归类为纳米塑料。虽然在水生环境和特定物种中，NMP的有害影响已被记录，但关于它们对农业生态系统影响的系统性审查却很缺乏。为了解决这个问题，审查的作者首次分析了21项已发表的研究。他们旨在了解授粉者和有益昆虫接触NMP的方式及其摄入后产生的后果，特别是对依赖它们的生态系统和农业生产力的影响。 研究人员成功识别出了导致NMP出现在农田上的各种来源，包括塑料薄膜、肥料、污染水源和空气中颗粒。这些塑料颗粒在土壤中积累，授粉者和有益昆虫（对害虫管理至关重要）从食物和空气中摄入这些颗粒，或将其用于巢穴建设。…

气候变化的影响对食品安全构成了严重挑战。由维也纳大学的沃尔夫拉姆·韦克维尔特领导的一项近期研究专注于探索不同鹰嘴豆基因型之间的自然变异及其抵御干旱条件的能力。研究人员发现，鹰嘴豆在干旱期表现出韧性，且蛋白质含量高，使其成为粮食生产系统中有价值的补充，即使在城市环境中也是如此。研究结果发表在科学期刊《植物生物技术》上。 由于气候变化，持续干旱的现实影响了中欧，威胁到了植物生产力、收成产量，最终影响到食品安全。同时，植物遗传多样性的下降导致全球食品系统日益统一。尽管全球有近7000种可食用植物，但大约三分之二的食品生产仅依赖九种作物。“这种有限的遗传多样性可能导致多种负面结果，包括对疾病和害虫的脆弱性增加、耐旱能力降低，以及经济不稳定性加大，”维也纳大学的分子生物学家沃尔夫拉姆·韦克维尔特说。“为了有效地使农业适应未来不断变化的条件，保持植物和遗传上的强大多样性至关重要。我们的新研究在这个追求中代表了重要的进展，强调了鹰嘴豆作为未来重要食品来源的价值，”韦克维尔特强调。 目前，鹰嘴豆并不是主导全球饮食的主要作物之一。在沃尔夫拉姆·韦克维尔特的领导下，国际研究团队调查了不同鹰嘴豆基因型的自然变异及其耐旱性，取得了令人鼓舞的成果。该团队成功地在维也纳市区的实验田中，在干旱条件下栽培出多种鹰嘴豆品种，展示出鹰嘴豆作为高蛋白含量的优秀豆类选择，适合在城市地区促进粮食生产。“不同品种和野生祖先表现出多种应对持续干旱压力的策略。这种遗传多样性对适应气候变化和保障植物生存至关重要，”韦克维尔特解释说。 “在我们的研究中，我们利用压力易感指数（SSI）来评估干旱压力如何影响作物产量。该方法使我们能够找出在困难条件下表现优秀和不佳的基因型。我们的结果对选择适合繁殖耐旱鹰嘴豆的基因型至关重要，”本研究的首席作者、维也纳大学的帕拉克·查图尔维迪说。团队运用人工智能、多元统计和建模技术来识别增强对干旱压力抵御能力的遗传标记和机制。 “像鹰嘴豆这样的豆类，以其高蛋白含量和耐旱性而闻名，代表了一种有前途的未来食品来源。另一个好处是，增加豆类在一个国家农业中的比例可以提高整体氮效率，使农业实践更加可持续，”韦克维尔特总结说。

研究人员利用机器学习观察老鼠如何处理彼此之间的攻击性互动。他们的结果表明，雄性老鼠可以通过接近雌性老鼠来转移攻击性雄鼠的注意力，从而减少这种攻击行为。 由美国特拉华大学的约书亚·诺伊纽贝尔领导的研究团队，利用机器学习研究老鼠对其他老鼠的攻击反应行为。他们的研究结果于10月15日在开放获取期刊PLOS Biology上发表，表明雄性老鼠通过奔向雌性老鼠来分散攻击雄鼠的注意力，从而减轻攻击性对峙。 研究人员观察了两只雄性老鼠和两只雌性老鼠之间的互动，持续了五个小时。老鼠和许多其他物种一样，建立社会等级，在他们记录的几乎每组中，一只雄鼠对另一只雄鼠的攻击性明显更强。 研究社会互动可能非常复杂，因此研究人员采用了一种机器学习技术来分析攻击性行为及老鼠随后的反应。他们跟踪了雄性老鼠之间超过3,000起攻击事件，机器学习系统帮助识别了对攻击的最常见反应，并判断这些反应是否解决或升级了局势。…

一项最近的研究利用机器学习解决一个具有挑战性的问题：确定新的保护自行车道的最佳位置，以最大化其效益。研究团队结合了先进的机器学习技术和优化方法来指导此类决策，这需要创新的计算策略。 来自多伦多大学工程学院的研究人员进行了一项最近的研究，利用机器学习解决一个复杂的问题：新的保护自行车道的最佳位置在哪里，以实现最大的益处？ “目前，一些个人可以很好地访问保护自行车道，使他们能够骑自行车上班、购物或去休闲场所，”土木与矿业工程系的博士后研究员、发表在《交通地理学杂志》上的一篇论文的主要作者马德琳·博恩斯马-费舍尔解释道。 “增加车道数量可以增加可达目的地的多样性，早期研究表明，这可能会导致骑车出行次数的增加。 “然而，许多人缺乏足够的安全骑行路线，这限制了他们的流动性。这个情况提出了一个问题：我们应该优先考虑连接目的地和潜在出行次数的数量，还是应该专注于最大化对最大数量人群的访问？”…

更有效和更具韧性的太阳能电池材料对于成功的绿色转型至关重要。卤化物钙钛矿正在成为传统硅材料的有前景的替代品。位于瑞典的查尔默斯科技大学的研究人员揭示了钙钛矿材料功能的新见解，标志着该领域的一项重大进展。 有效和韧性材料对于太阳能电池在向更绿色未来的过渡中至关重要。卤化物钙钛矿被认为是传统硅材料的可行替代品。瑞典查尔默斯科技大学的研究团队对钙钛矿材料的运作方式进行了新发现，这代表了一次重要的飞跃。 卤化物钙钛矿是指一系列材料，这些材料在柔性和轻量太阳能电池以及LED照明等多种光学应用方面表现出显著的前景和成本效益。它们的有效性源于其独特的高效吸收和发射光的能力。然而，这些材料的快速降解是一个挑战。为了优化其应用，理解降解背后的原因和材料的基本机制至关重要。 利用计算机模拟和机器学习 在钙钛矿的组合中，包括3D和2D材料，后者通常表现出更大的稳定性。查尔默斯科技大学物理系的研究团队利用复杂的计算机模拟和机器学习技术研究了多种2D钙钛矿材料，从中获得了其属性的关键见解。这项研究的详细信息已发表在《ACS…

  美国缺乏有效的空气质量监测对数百万人的健康产生严重影响，而少数族裔和低收入社区面临最大的影响，根据美国化学学会的《环境科学与技术快报》的研究人员的说法。受到美国环境保护署（EPA）新制定的空气污染标准的启发，该团队利用模型创建了基于实际数据的详细空气污染地图，揭示出填补EPA监测框架中空白的迫切需要。 “国家空气污染监测网络的设计是为了保护所有美国人的健康，”首席作者王宇洲表示。“然而，我们的研究结果表明，许多人，尤其是边缘化群体中的人，依然未能得到这些监测器的充分保护。因此，他们将从更严格的标准中受益较少。” 美国户外空气污染的主要负面影响可以归因于细颗粒物（PM）。这些微小颗粒物可由烟灰或液滴等物质组成，直径小于2.5微米，被称为PM2.5。在2024年2月，EPA实施了更严格的标准，以更好地保护美国人免受吸入这些颗粒物带来的健康风险。为了确保遵守空气污染规则，EPA依赖于大约1,000个昂贵而精确的监测站，分布在全国各个城市和城镇。先前的研究表明，边缘化群体在户外PM2.5的暴露更大。然而，这些社区的监测站比其他地区少，这意味着他们在新的空气质量标准下可能得不到充分保护。 尽管EPA正在更新国家空气污染监测网络，以解决环境正义问题，但这一网络在准确找出违反新空气污染法规地区的有效性仍未得到检验。因此，由约书亚·阿普特领导的研究人员采用统计模型，找出整个大陆美国监测网络覆盖的不足。该实证模型基于观察数据和地理因素，帮助检测PM2.5水平超出该机构新设定的较低阈值的潜在区域。…

研究表明，热带森林中近三分之二的关键生物多样性区域（KBA）目前正面临由于气候变化而导致的前所未有的温度条件。 KBA是全球重要的地点，支持着关键物种及其栖息地。 由埃克塞特、曼彻斯特城市大学和剑桥大学进行的一项最新研究分析了全球热带地区KBA森林冠层下三十年的温度数据。 研究表明，66%的热带森林KBA已转变为新的“温度状态”，这意味着现在超过40%的温度读数超出了先前记录的范围。 其余34%的区域尚未遇到这些新的温度条件，研究人员因此建议这些地区可能成为各种生物多样性的关键庇护所。…

新的研究强调了野生动物巡护员在狮子保护中的关键作用，突出了乌干达尼罗河三角洲作为一个重要的保护区。 最近发表在《自然通讯生物学》上的一项研究展示了乌干达野生动物管理局的野生动物巡护员如何能够收集关于乌干达尼罗河三角洲的狮子种群的准确而可靠的数据，这一地区是非洲狮的重要避难所。 这项研究表明，虽然野生动物巡护员是全球保护倡议的重要组成部分，但在科学调查中往往被低估，然而，他们可以显著提高世界标志性大型猫科动物的保护工作。 巡护员在狮子监测方面表现出色，但常常被低估 研究揭示，接受过搜索接触调查培训的巡护员（狮子监测的基准）成功提供了关于狮子种群的可靠和经济的数据。…

对不同气候环境中叶片垃圾分解的研究表明，在炎热干燥的地区，尤其是在温暖的月份，大型无脊椎动物是这一过程的主要驱动因素。研究显示，包括土蠐螂和甲虫在内的较大型昆虫显著促进了多种栖息地及不同季节的叶片垃圾分解， comparable to 微生物和较小型无脊椎动物的作用。 研究表明，像土蠐螂和甲虫这样的较大昆虫在各种栖息地和季节中的叶片垃圾分解中与微生物和较小无脊椎动物同样重要。…

研究人员最近在马达加斯加的雨林中发现了七种新的树蛙物种，它们发出独特的叫声。这些不寻常的高音哨声让人想起著名科幻系列《星际旅行》中的音效。因此，研究人员选择以该剧七位传奇舰长的名字为这些新发现的物种命名。 一支国际研究团队在马达加斯加的雨林中发现了七种发出超凡叫声的树蛙。这些奇异的高音哨声听起来更像科幻系列《星际旅行》的音效。因此，研究人员将这些新物种命名为剧中七位最具标志性的舰长的名字。 虽然你可能认为所有的青蛙都发出呱呱声，但这七种新鉴别出的树蛙属 Boophis 的物种并非如此。在马达加斯加的雨林中，它们使用独特的鸟叫似的哨声进行交流。…

一项在俄勒冈州喀斯喀特山脉进行的研究探讨了一种小型、难以捉摸的臭鼬，揭示该生物的活动范围超出鹿，并且对气候变化尤其是严重的冬季条件非常敏感。 一项在俄勒冈州喀斯喀特山脉进行的研究探讨了一种小型、难以捉摸的臭鼬，揭示该生物的活动范围超出鹿，并且对气候变化尤其是严重的冬季条件非常敏感。 这项研究具有重要意义，因为西部斑点臭鼬等小型哺乳动物由于人类活动驱动的土地使用变化而面临严重威胁，俄勒冈州立大学的研究生玛丽·托萨解释道，她花费了2年半的时间研究这些臭鼬。她的见解将有助于塑造未来的监测工作，识别对其生存的潜在威胁。 西部斑点臭鼬通常体重在1到2磅之间，大小与松鼠相似，比城市地区更常见的条纹臭鼬要小。 “简单来说，它们看起来像一只长筒袜，”托萨说，她现在是俄勒冈州立大学的博士后研究员。“它们就像长筒袜一样黑白相间，身体大部分是黑色，覆盖着白色的斑点。值得注意的是，它们的额头上有一个大白斑。它们非常可爱。”…