《未来地球简史（出版书）》
作者：《环球科学》杂志社/外研社科学出版工作室
内容简介：
哪些著名地标建筑因自然灾害正在消失？3D打印技术如何用于消灭入侵生物？人工智能可否解决雾霾问题？……气候变暖，冰川融化，地球将被淹没？石油泄漏、农业用肥……人类活动造成海洋生命的窒息？核电站事故将为人们的生活带来何种改变？核废料如何处理？人们已经行动起来，捍卫危机四伏的地球家园。开发新能源，升级环保技术，为动物带来更多生存空间，更重要的是，人工智能的不断升级，为美丽地球提供了更多可能。《未来地球简史》精选《科学美国人》前沿科技资讯，为您展现环境保护领域的新成果、新见解。
目录
序
前言
话题一 地球家园危机四伏
极地告急
海岸“死亡地带”逐渐扩大
窒息生命的海洋
漏油猛如虎
湿地的终结
河口的生态危机
变调的自然交响乐
除草剂导致动物变性
蚯蚓“吞噬”森林
5年后，福岛仍然危险
气候变化威胁美国五大地标
话题二 人类的警醒
遏止全球变暖刻不容缓
煤电厂污染物会使作物减产
实践碳封存技术
虚假的碳交易
埋藏气候变化
否决“气候门”
“度”量气候变化
IPCC审查工作流程
给地球设定安全界限
热带雨林的第二次生命
话题三 人类不是地球的唯一居民
禁捕小鱼破坏生态
让鱼类安全通过水电站
禁售蓝鳍金枪鱼
乌龟拯救小岛生态
秃鹫困境
给美洲豹安家
如何驱逐象群
一个大象脚印，数十种生物的家园
人工选育“超级珊瑚”
话题四 环保技术带来生机
让去污剂更安全
加快绿色专利审批
细菌“吃”掉塑料
足球走向绿色
为地衣搬家
绿色屋顶为蝙蝠提供栖息地
黑足雪貂基因拯救计划
仿生树叶诞生
用假花消灭害虫
狮子面部识别技术
话题五 新能源开启新世纪
灌木丛中的绿色黄金
纤维素乙醇潜力巨大
去太空采集太阳能
叶绿素发电
细菌炼油厂
让风力稳定供电
植物：未来能源工厂
空中发电站
利用病毒发电
福岛核电站的归宿
埋葬“来自地狱的元素”
话题六 智能时代智慧地球
认知计算时代正在到来
医生装备透视眼镜
美国出台无人驾驶汽车法规
虚拟试验教孩子安全过马路
深海取样机器人
无线充电助力物联网
序
集成再创新的有益尝试
欧阳自远
中国科学院院士 中国绕月探测工程首席科学家
《环球科学》是全球顶尖科普杂志《科学美国人》的中文版，是指引世界科技走向的风向标。我特别喜爱《环球科学》，因为她长期以来向人们展示了全球科学技术丰富多彩的发展动态；生动报道了世界各领域科学家的睿智见解与卓越贡献；鲜活记录着人类探索自然奥秘与规律的艰辛历程；传承和发展了科学精神与科学思想；闪耀着人类文明与进步的灿烂光辉，让我们沉醉于享受科技成就带来的神奇、惊喜之中，对科技进步充满敬仰之情。在轻松愉悦的阅读中，《环球科学》拓展了我们的知识，提高了我们的科学文化素养，也净化了我们的灵魂。
《环球科学》的撰稿人都是具有卓越成就的科学大家，而且文笔流畅，所发表的文章通俗易懂、图文并茂、易于理解。我是《环球科学》的忠实读者，每期新刊一到手就迫不及待地翻阅以寻找自己最感兴趣的文章，并会怀着猎奇的心态浏览一些科学最前沿命题的最新动态与发展。对于自己熟悉的领域，总想知道新的发现和新的见解；对于自己不熟悉的领域，总想增长和拓展一些科学知识，了解其他学科的发展前沿，多吸取一些营养，得到启发与激励！
每一期《环球科学》都刊载有很多极有价值的科学成就论述、前沿科学进展与突破的报告以及科技发展前景的展示。但学科门类繁多，就某一学科领域来说，必然分散在多期刊物内，难以整体集中体现；加之每一期《环球科学》只有在一个多月的销售时间里才能与读者见面，过后在市面上就难以寻觅，查阅起来也极不方便。为了让更多的人能够长期、持续和系统地读到《环球科学》的精品文章，《环球科学》杂志社和外语教学与研究出版社合作，将《环球科学》刊登的“前沿”栏目的精品文章，按主题分类，汇编成系列丛书，包括《大美生命传奇》《极简量子大观》《极简宇宙新知》《未来地球简史》等，再度奉献给读者，让更多的读者特别是年轻的朋友们有机会系统地领略和欣赏众多科学大师的智慧风采和科学的无穷魅力。
当前，我们国家正处于科技创新发展的关键时期，创新是我们需要大力提倡和弘扬的科学精神。前沿系列丛书的出版发行，与国际科技发展的趋势和广大公众对科学知识普及的需求密切结合；是提高公众的科学文化素养和增强科学判别能力的有力支撑；是实现《环球科学》传播科学知识、弘扬科学精神和传承科学思想这一宗旨的延伸、深化和发扬。编辑出版这套丛书是一种集成再创新的有益尝试，对于提高普通大众特别是青少年的科学文化水平和素养具有很大的推动意义，值得大加赞扬和支持，同时也热切希望广大读者喜爱这套丛书！
前言
科学奇迹的见证者
陈宗周
《环球科学》杂志社社长
1845年8月28日，一张名为《科学美国人》的科普小报在美国纽约诞生了。创刊之时，创办者鲁弗斯·波特就曾豪迈地放言：当其他时政报和大众报被人遗忘时，我们的刊物仍将保持它的优点与价值。
他说对了，当同时或之后创办的大多数美国报刊消失得无影无踪时，170岁的《科学美国人》依然青春常驻、风采迷人。
如今，《科学美国人》早已由最初的科普小报变成了印刷精美、内容丰富的月刊，成为全球科普杂志的标杆。到目前为止，它的作者包括了爱因斯坦、玻尔等160余位诺贝尔奖得主—他们中的大多数是在成为《科学美国人》的作者之后，再摘取了那顶桂冠的。它的无数读者，从爱迪生到比尔·盖茨，都在《科学美国人》这里获得知识与灵感。
从创刊到今天的一个多世纪里，《科学美国人》一直是世界前沿科学的记录者，是一个个科学奇迹的见证者。1877年，爱迪生发明了留声机，当他带着那个人类历史上从未有过的机器怪物在纽约宣传时，他的第一站便选择了《科学美国人》编辑部。爱迪生径直走进编辑部，把机器放在一张办公桌上，然后留声机开始说话了：“编辑先生们，你们伏案工作很辛苦，爱迪生先生托我向你们问好！”正在工作的编辑们惊讶得目瞪口呆，手中的笔停在空中，久久不能落下。这一幕，被《科学美国人》记录下来。1877年12月，《科学美国人》刊文，详细介绍了爱迪生的这一伟大发明，留声机从此载入史册。
留声机，不过是《科学美国人》见证的无数科学奇迹和科学发现中的一个例子。
可以简要看看《科学美国人》报道的历史：达尔文发表《物种起源》，《科学美国人》马上跟进，进行了深度报道；莱特兄弟在《科学美国人》编辑的激励下，揭示了他们飞行器的细节，刊物还发表评论并给莱特兄弟颁发银质奖杯，作为对他们飞行距离不断进步的奖励；当“太空时代”开启，《科学美国人》立即浓墨重彩地报道，把人类太空探索的新成果、新思维传播给大众。
今天，科学技术的发展更加迅猛，《科学美国人》的报道因此更加精彩纷呈。无人驾驶汽车、私人航天飞行、光伏发电、干细胞医疗、DNA计算机、家用机器人、“上帝粒子”、量子通信……《科学美国人》始终把读者带领到科学最前沿，一起见证科学奇迹。
《科学美国人》也将追求科学严谨与科学通俗相结合的传统保持至今并与时俱进。于是，在今天的互联网时代，《科学美国人》及其网站当之无愧地成为报道世界前沿科学、普及科学知识的最权威科普媒体。
科学是无国界的，《科学美国人》也很快传向了全世界。今天，包括中文版在内，《科学美国人》在全球用15种语言出版国际版本。
《科学美国人》在中国的故事同样传奇。这本科普杂志与中国结缘，是杨振宁先生牵线，并得到了党和国家领导人的热心支持。1972年7月1日，在周恩来总理于人民大会堂新疆厅举行的宴请中，杨先生向周总理提出了建议：中国要加强科普工作，《科学美国人》这样的优秀科普刊物，值得引进和翻译。由于中国当时正处于“文革”时期，杨先生的建议6年后才得到落实。1978年，在“全国科学大会”召开前夕，《科学美国人》杂志中文版开始试刊。1979年，《科学美国人》中文版正式出版。《科学美国人》引入中国，还得到了时任副总理的邓小平以及时任国家科委主任的方毅（后担任副总理）的支持。一本科普刊物在中国受到如此高度的关注，体现了国家对科普工作的重视，同时，也反映出刊物本身的科学魅力。
如今，《科学美国人》在中国的传奇故事仍在续写。作为《科学美国人》在中国的版权合作方，《环球科学》杂志在新时期下，充分利用互联网时代全新的通信、翻译与编辑手段，让《科学美国人》的中文内容更贴近今天读者的需求，更广泛地接触到普通大众，迅速成为了中国影响力最大的科普期刊之一。
《科学美国人》的特色与风格十分鲜明。它刊出的文章，大多由工作在科学最前沿的科学家撰写，他们在写作过程中会与具有科学敏感性和科普传播经验的科学编辑进行反复讨论。科学家与科学编辑之间充分交流，有时还有科学作家与科学记者加入写作团队，这样的科普创作过程，保证了文章能够真实、准确地报道科学前沿，同时也让读者大众阅读时兴趣盎然，激发起他们对科学的关注与热爱。这种追求科学前沿性、严谨性与科学通俗性、普及性相结合的办刊特色，使《科学美国人》在科学家和大众中都赢得了巨大声誉。
《科学美国人》的风格也很引人注目。以英文版语言风格为例，所刊文章语言规范、严谨，但又生动、活泼，甚至不乏幽默，并且反映了当代英语的发展与变化。由于《科学美国人》反映了最新的科学知识，又反映了规范、新鲜的英语，因而它的内容常常被美国针对外国留学生的英语水平考试选作试题，近年有时也出现在中国全国性的英语考试试题中。
《环球科学》创刊后，很注意保持《科学美国人》的特色与风格，并根据中国读者的需求有所创新，同样受到了广泛欢迎，有些内容还被选入国家考试的试题。
为了让更多中国读者了解世界科学的最新进展与成就、开阔科学视野、提升科学素养与创新能力，《环球科学》杂志社和外语教学与研究出版社展开合作，编辑出版能反映科学前沿动态和最新科学思维、科学方法与科学理念的“《科学美国人》精选系列”丛书。
丛书内容精选自近年《环球科学》刊载的文章，按主题划分，结集出版。这些主题汇总起来，构成了今天世界科学的全貌。
丛书的特色与风格也正如《环球科学》和《科学美国人》一样，中国读者不仅能从中了解科学前沿和最新的科学理念，还能受到科学大师的思想启迪与精神感染，并了解世界最顶尖的科学记者与撰稿人如何报道科学进展与事件。
在我们努力建设创新型国家的今天，编辑出版“《科学美国人》精选系列”丛书，无疑具有很重要的意义。展望未来，我们希望，在《环球科学》以及这些丛书的读者中，能出现像爱因斯坦那样的科学家、爱迪生那样的发明家、比尔·盖茨那样的科技企业家。我们相信，我们的读者会创造出无数的科学奇迹。
未来中国，一切皆有可能。
话题一 地球家园危机四伏
大自然是一场交响音乐会：在名为环境的会场里，每个物种都有它们自己的位置，它们所发出的声音汇合在一起就成为了一场优雅而又壮阔的交响乐演出。然而，人类活动已经破坏了大自然的交响乐，生命也许会从生机勃勃变得沉寂无声。我们该怎样让这美妙的交响乐重新奏响？
极地告急
撰文｜彼得·布朗（Peter Brown）
翻译｜李天绮
近年来，极地地区冰川消融加剧令人担忧，一些监测结果显示，地球南北极地区气候变暖的步伐正在加快，这是否是地球气候灾变的前兆？人类的未来将如何？这些仍然是值得深思的问题。
地球南北两极气候变暖的步伐正在加快，拉响了新一轮科学警报。2008年2月28日，美国国家航空航天局（NASA）Aqua卫星上的摄像机航拍发现，一块面积相当于曼哈顿的巨型浮冰正在脱离冰架主体。这块冰架在接下来的10天内不断塌陷、断裂。到了3月8日，南极半岛海岸线外原本由大约1.3万平方千米的浮冰组成的威尔金斯冰架，已有410平方千米的冰块散落进了太平洋中。
算上这一次，近些年来南极地区发生的类似冰架坍塌事件已有7起，而在此之前的400年里，那里的冰盖却相对稳定。其他6起冰架坍塌事件包括：拉森B冰架3,400平方千米冰层解体，古斯塔夫王子道和拉森口冰架瓦解，以及琼斯冰架、拉森A冰架、穆勒冰架和沃迪冰架的消融。所有这些都验证了温度测量的结果：被专业人士称为“香蕉带”的南极半岛西部地区，气温升高的速度是地球上最快的。
就在威尔金斯冰架坍塌事件被发现的几天之后，英国南极调查局的一支科考队无意中拍到了该冰架的实地情况。全世界的科学家都因为这一事件而团结在一起。“现在，全球科学界内的联系空前紧密，”美国哥伦比亚大学拉蒙特－多尔蒂地球观测站的极地科学家罗宾·贝尔说，“我们都更加深切地感受到，变化确实在迅速发生。”相对温暖的空气似乎是导致冰架崩裂的主要原因。在南半球夏季的冰川融化期，浮动的冰架在周围海水的冲击下挤压变形，不可避免地产生裂缝，而冰层融化形成的水会充斥在这些缝隙之中。在较冷的气候条件下，这些裂缝无非是一些浅浅的表层“疤痕”。但缝隙内的液态水却像一把滚烫的刀，直切冰架的底部，将它一分为二。
冰架的分裂和融化本身并不会提升海平面。但冰架就像是一个瓶子的软木塞，阻挡着陆基冰川向海洋缓慢移动的步伐。一旦这个塞子被拔出，那些冰川就可以长驱直入。科罗拉多大学博尔德分校美国国家冰雪数据中心的冰河学家特德·斯坎博估计，在冰架崩裂的“短短数月内”，冰川就会“加速行进”，“一两年内，冰川（流入海洋）的速度就会达到冰架完好无损时流动速度的4倍”。正如贝尔所说，结果会让“更多的冰块掉入海中”，导致海平面上升。
冰川
冰川（或称冰河）是指大量冰块堆积形成的如同河川般的地理景观。在终年冰封的高山或两极地区，多年的积雪经重力或冰河之间的压力，沿斜坡向下滑形成冰川。受重力作用而移动的冰河称为山岳冰河或谷冰河，而受冰河之间的压力作用而移动的则称为大陆冰河或冰帽。两极地区的冰川又名大陆冰川，覆盖范围较广，是冰河时期遗留下来的。冰川是地球上最大的淡水资源，也是地球上继海洋之后最大的天然水库。
由于冰川形成于长年封冻地区，所以，对冰川的研究可以帮我们找到远古时代的地质信息。由于温室效应在高纬度地区和高海拔地区格外明显，地球上的冰川正以惊人的速度消失。对于直接流入大海的冰川来说，这意味着巨型冰山的增多、海平面的上升以及沿海地区可能遭受到的泛滥；对于高山上的冰川来说，这意味着山脚下河流径流量的不稳定，即在大量融雪时造成水灾、其余时间则造成旱灾。
不过短期来看，最令人担忧的问题是北极的变化，即北冰洋海冰和格陵兰岛冰川的消融。温暖的空气和表层水在夏天融蚀着冰盖。海冰融化得越多，反射阳光的白色冰面就越少，更多深色会吸阳光的海面被暴露在外，从而加速海冰的进一步消融——由此形成了一个恶性循环。斯坎博说，这种失控效应会加快北极地区温度的上升，导致北极永久冻土层消失。
在格陵兰岛，气候变化与冰川间的故事也在重演。冰川临海的边缘部分正在加速，它们后面的冰层正在变薄。GRACE卫星对当地引力异常现象所做的测量显示，格陵兰冰盖，特别是南部冰盖，正在快速退化。贝尔说：“这块冰盖正在‘减肥’。”格陵兰的大量冰块滑入了大西洋中。
这些效应全加在一起会不会变成一个拐点？没有人知道确切的答案。研究人员正焦急地寻求着两大问题的答案：冰盖会以多快的速度滑入海中？还需要再升温几度，北极永久冻土层就会完全融化？一旦永久冻土层融化，大量冰封的甲烷就会破土而出。在这些甲烷进入大气的20年后，甲烷使地球升温的能力将是二氧化碳的72倍（100年后也仍然会是二氧化碳升温能力的25倍），所以甲烷一旦释放，地球就将面临一场失控的气候灾变。
冰川消融导致美洲荒漠
北极地区冰融速度的加快会威胁到温带地区。科学模型预测，如果海冰在夏末消融，沙漠带会北移，届时那里的气候会比美国西北部、欧洲东南部及中东地区更干燥。美国国家冰雪数据中心的朱利恩·斯特勒弗及其同事在2007年公布了他们的研究结果，表明北极海冰在过去15年内的消融速度快于现行模型的预测。2050年之前，中纬度地区就将被沙漠化——这比先前的预期提前了20～40年。
海岸“死亡地带”逐渐扩大
撰文｜戴维·别洛（David Biello）
翻译｜刘旸
需要“减排”的不仅仅是二氧化碳，还有“氮肥”——海水富营养化所引起的海岸“死亡地带”正逐渐扩大。
吸收硝酸盐后，藻类开始疯狂生长。它们死后，海洋沿岸一带就会产生一片巨大的缺氧水域，形成“死亡地带”，墨西哥湾便是一个例子。最新研究表明，“死亡地带”的生态环境将日益恶化。分解硝酸盐的反硝化细菌已过度操劳：在充满腐败物质的排水沟中，它们平均能消耗16％的硝酸盐；即使在污染不严重的溪流中，反硝化细菌也只能消耗全部硝酸盐的43％。细菌的分解效率每况愈下，这就又为沿海地带的藻类留下许多食物。
另外，用玉米生产乙醇的计划，可能使现状进一步恶化。密西西比河是美国最大的河流，也是农田灌溉的主要水源。如果玉米种植量的增长速度保持现有水平，越来越多的氮肥将进入该河。到了2022年，密西西比河的氮污染程度将升高34％。科学家认为，如果美国政府既希望提高玉米乙醇的产量，又想降低氮排放量，唯一办法就是，让所有美国人停止食用肉类。
窒息生命的海洋
撰文｜芭芭拉·洪科萨（Barbara Juncosa）
翻译｜高瑞雪
沿岸海域水中不毛之地的出现，不仅是农业用肥惹的祸，气候变化可能也起到了刺激作用。气候模型预测了海洋含氧量的大规模下降，这也许会造成新的、更大的“死亡区”。
“荒漠”这个词，让人想到灰蒙蒙的荒芜景象，在那里生命是短暂而艰辛的——假如那里还有生命存在的话。海洋也同样有荒凉地带。科学家发现，沿岸海域水中不毛之地的出现，不仅是农业用肥惹的祸，气候变化可能也起到了刺激作用。不断扩张的死亡区不仅给生物多样性带来麻烦，还对诸多国家的渔业造成威胁。
死亡区并非新鲜事物。它们在世界重要经济生态系统中季节性形成，如墨西哥湾和切萨皮克湾。很多大规模死亡事件是由农业废料引起的。自20世纪60年代起，氮肥日益广泛的应用使“死亡地带”的数量每十年翻一番，到2008年已有405块死亡区散布在全球海岸线上。
另一种不太为人所知的荒漠也出现了，那里并没有农田营养物质的输入。这类死亡区于2002年夏季在美国俄勒冈州首次被人发现。俄勒冈州鱼类及野生生物部的戴维·福克斯说，通常“我们会看到大量鱼群和众多各异的物种”，但调查显示海底堆满了鱼类及无脊椎动物的尸体。造成这一现象的罪魁祸首是海水缺氧——在深层海水上涌到表层的海区内，有机物质分解后就可能出现这样的低氧环境。
俄勒冈州立大学海洋物理学家杰克·巴思评论说，缺氧区域出现在如此靠近海岸的地方，令研究人员十分震惊。十多年前，科学家从俄勒冈出海至少要航行80千米才找得到缺氧海水，但现在死亡区距离我们如此之近，甚至“从101号高速公路上打出一记全垒打”，棒球就可能落入其中。俄勒冈州立大学海洋生态学家弗朗西斯·陈说，令科学家感到惊讶和沮丧的是，“缺氧已经成为俄勒冈沿岸的一大特色”，因为这种现象每年夏天都会在海岸附近出现。
死蟹堆：美国俄勒冈州佩尔佩图阿角的一个潮水坑中，堆集着窒息而死的邓杰内斯蟹。气候变化似乎使一些水域极度缺氧。
上升流系统，如俄勒冈海域的上升流区，通常都充斥着生命。陆风把表层海水吹离海岸，下方富含营养的冷海水上升取代它们，使浮游生物繁盛，进而为众多海洋生物提供食物。事实上，上升流系统带来了极为高产的生态系统，仅仅1％的海洋面积，支撑了全世界20％的渔业产量。
但是，这些系统一旦增强，死亡区就可能形成。增强的原因可能是化肥物质流入，也可能像俄勒冈沿海那样是由于海洋环流变化。上升流增强会使更多营养物质到达表层，令表层浮游生物暴增。未被吃掉的浮游生物死亡后沉入深层海水，被那里的细菌分解，这一过程需要消耗氧气。如果有机体的分解速度超过表层新鲜含氧海水的供应速度，缺氧就会发生。
除俄勒冈以外，其他地区也出现了死亡区扩大的征兆。在南非，上升流生态系统的变化早在20世纪90年代初就被记录下来。由于沿海反复出现缺氧事件，价格不菲的大鳌虾越来越频繁地来到更靠近海岸的地方寻找富氧海水，退潮后往往意外搁浅在海滩上。在智利和秘鲁沿岸，缺氧现象尽管已经持续数千年，但近几十年来，低氧事件后洪堡鱿鱼和鱼类堆满海岸的报道日渐增多，预示着某些变化可能正在酝酿之中。美国斯克里普斯海洋研究所的海洋生态学家莉萨·莱文指出，这些系统中缺氧期的延长可能导致“物种多样性迅速下降，某些种群，比如甲壳类动物，会更为迅速地绝迹”。
美国迈阿密大学的安德鲁·巴昆认为，全球变暖也许正在推动上升流的这些变化，这种观点是他在1990年首次提出的。随着大陆变热，较暖的陆地上方和较冷的海洋上方气压差异变大，使驱动海水上涌过程的陆风加强。例如，俄勒冈每次出现异常强风期，总是会有缺氧事件随之发生。尽管事实证明风的长期数据难以分析，但智利和南非的陆风几十年来似乎确实有所加强。
气候模型也预测了海洋含氧量的大规模下降。随着表层海水的变暖，它们吸收氧气的效率降低，像盖子一样阻碍氧气进入深层海水。如果氧气耗尽但富含营养物质的深层海水上涌到海岸区域，就可能引发局部缺氧。多项研究已经记录到整个太平洋含氧量的降低，这也可能是俄勒冈沿海出现缺氧事件的原因之一。
俄勒冈州立大学海洋生态学家简·卢布琴科说，科学家面临的主要挑战是，缺乏充足的上升流系统长期监测数据。有研讨会提出加强监测的迫切需要，以及科学家之间持续交流的重要性。卢布琴科指出，“这些系统显然是不完全一致的”，但是对它们进行比较可以帮助研究者计算出缺氧将会如何发展。最终，持续扩大的低氧区最终是否会终结全球渔业（或许更确切的问题是，会在何时终结渔业），要回答这一问题，预言未来气候变化将起到至关重要的作用。
漏油猛如虎
撰文｜戴维·别洛（David Biello）
翻译｜蒋青
2010年4月20日，英国石油公司（BP）的石油钻井“深水地平线”发生爆炸，上百万加仑低硫轻质原油从距离美国路易斯安那州海岸65千米以外、1,500米深的地下喷涌而出，这一事件被称为墨西哥湾漏油事件。该事件所引发的环境灾难可能会持续数十年。
20多年前，埃克森公司的“瓦尔迪兹号”油轮在美国阿拉斯加沿岸倾覆。如今，威廉王子湾的海獭在掘食蛤蜊时，仍能刨到当年泄漏的石油。巴拿马巴伊亚拉斯米纳斯红树林沼泽和珊瑚礁附近的油轮破裂事故，也已经过去了近28年，水面上至今浮油点点。运输燃油的驳船“佛罗里达号”40多年前在美国科德角附近搁浅。时至今日，这片湿地水草之下的油污仍然让这块地方闻起来像个加油站。
美国墨西哥湾海岸恐怕也会遭到类似破坏：2010年4月20日，英国石油公司的石油钻井“深水地平线”发生爆炸，上百万加仑（1加仑≈3.785升）低硫轻质原油从距离美国路易斯安那州海岸65千米以外、1,500米深的地下喷涌而出。事故发生后的一周内，每天都有20万至数百万加仑的原油流入大海。然而，阻止井喷的行动却漏洞百出，而且反应缓慢。这次泄漏的原油总量最终将会超过“瓦尔迪兹号”数倍，长期危及野生动物的生存和当地人的生活。
原油里有多种有害化合物，但是最令人担忧的还是多环芳烃，比如萘、苯、甲苯和二甲苯。这些化合物会让人类、动物和植物患病。“如果吸入或吞入这些烃，那就更麻烦了，”美国得克萨斯理工大学的环境毒理学家罗纳德·肯德尔说，“在哺乳动物或鸟类等生物体内，这些芳烃可以被转化成毒性更强的物质，对DNA造成影响。”最终产生的突变会使动物生育能力减退，患上癌症，或出现其他问题。
然而，也不是所有的多环芳烃都会对环境造成威胁。因为蒸发作用，抵达水面的原油通常会损失20％～40％的烃。美国伍兹霍尔海洋研究所的海洋化学家克里斯托弗·雷迪说：“蒸发是件好事，能够选择性地剔除大量我们不愿意在水体中看到的化合物。”原油也会乳化形成胶凝物，或者凝块形成所谓的“沥青球”。
墨西哥湾漏油事故后续发展
事故发生后，漏油事故附近大范围的水质受到污染，不少鸟类、植物、鱼类以及其他海洋生物都受到严重的影响，如患病及死亡等。美国政府在2010年11月份的调查报告中指出有包括6,104只鸟，609只海龟，100只海豚在内的哺乳动物死亡，这个数字可能包括了自然死亡的动物，所有因深海漏油而死亡的动物数据断定尚待时日。2012年11月，英国石油公司与美国达成和解，接受12.56亿美元刑事罚款，另外提供23.94亿美元支付给野生动物基金会用于环境补救行动，3.5亿美元提供给美国国家科学院。此外在未来三年向美国证交会支付5.25亿美元。
令科学家惊讶的是，扩散达数千米的原油柱是从水面以下约1,000米的地方浮上来的，而在水面之下，石油中的有毒化合物会被冲刷出来，污染水体。雷迪说，这些化合物“在有机会渗入盐沼的过程中，渗透性会更强”，对野生动植物造成影响。受影响的野生动植物种类繁多，据美国得克萨斯农工大学海洋生物学家托马斯·舍利统计，墨西哥湾中就生活着1.6万种动植物。这些生物的很多栖息地“都面临被污染物侵袭的危险”，但在2010年5月12日专为原油泄漏事故召开的新闻发布会上，美国国家海洋与大气管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）局长、海洋生态学家简·卢布琴科表示：“我们没有任何直接的方法确定哪些栖息地受威胁，也无法确定它们的数量。”
舍利说，在井喷区域，“上层水体中的任何东西都会暴露”在石油的化学物质中。这对生活在那儿的数百万浮游动物来说，确实是个坏消息。这些污染最终会层层递进，影响到食物链上层。“如果从这张巨大的食物网中移除一些组成部分，会发生什么？”舍利自问自答，“我们确实不清楚，但恐怕不是件好事。”
海洋牛皮癣：英国石油公司的石油钻井“深水地平线”爆炸之后，墨西哥湾中形成了大量的浮油。石油中有毒的烃在数十年内都会对环境和健康造成威胁。
关于长期危害，研究者们最担心的是油污被冲上陆地的情况。“油污一旦因为高潮或海风的作用被推入海岸湿地，就会陷进沉积物中，”巴拿马史密松亚热带研究所的埃克托尔·古斯曼说道，他曾研究过1986年巴拿马海岸附近的石油泄漏事故，“此后的数十年里，你会发现油不断地渗出来”。沼泽是野生生命的孵化所，孕育着从鱼到鸟的各类生命，因此也特别关键。沼泽地带如果被污染，就可能伤害其中孕育的胚胎，会对一个物种产生持续好几代的影响。
油污能否被阻挡在湿地之外，取决于天气。波涛汹涌的大海会淹没阻挡油污用的障壁。“飓风，甚至热带低气压都是灾难性的，”肯德尔强调说，“它们会把油污推到难于清除的地方。”
当然，人人都希望能把油污尽快清除掉，避免上述危害发生。比起威廉王子湾，墨西哥湾的温暖气候确实有助于细菌和其他自然力加速降解油污。工人们先前更是倾倒了成百上千加仑的化学分散剂，让浮油散开。然而，分散剂本身具有毒性，使用它们会有风险，这也引起了环保主义者的关注。孰是孰非，NOAA的卢布琴科给出了最好的总结：“只要发生原油泄漏事故，就不会有什么好结果。”
湿地的终结
撰文｜萨拉·比尔兹利（Sala Beardsley）
翻译｜波特
湿地是位于陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡性地带，在土壤浸泡在水中的特定环境下，生长着很多湿地特有的植物。湿地广泛分布于世界各地，拥有众多野生动植物资源，是重要的生态系统。美国的一项法案可能会使90％的湿地受到威胁。
2006年2月21日，是法官塞缪尔·阿利托上班的第一天。他坐在美国最高法院那九把高背椅的其中一把上，听取“拉佩诺斯诉美国政府”和“卡拉拜尔诉美国陆军工程兵团”这两起案件。它们虽然不像乔斯·帕迪利亚的反政府请愿案那样轰动，也不像联邦窃听案那样高端，但却可能比那些案件的影响力更大。两案并立，都要求法官们（特别是阿利托这种对投票还摇摆不定的人）做出判定：国家机构是否能够在干燥的、可开发的土地与天然的、受保护的湿地之间的浸水地带行使权力。支持原告的判决将使美国绝大多数湿地处于危险之中。
湿地——地球之肾
湿地指天然或人工形成的沼泽地等带有静止或流动水体的成片浅水区，还包括在低潮时水深不超过6米的水域。湿地与森林、海洋并称全球三大生态系统，在世界各地分布广泛。湿地是地球上有着多功能的、富有生物多样性的生态系统，是人类最重要的生存环境之一。湿地仅覆盖地球表面的6％，却为地球上20％的已知物种提供了生存环境，具有不可替代的生态功能，享有“地球之肾”的美誉。为了提高人们保护湿地的意识，1996年3月《湿地公约》常务委员会第19次会议决定，从1997年起，将每年的2月2日定为“世界湿地日”。
美国华盛顿特区的湿地问题律师玛格丽特·斯特兰德简要地说：“令人不安的是，保护生物多样性变成了对私人财产的调节。”这使得美国的两大原则，即联邦体制和环境保护之间发生了冲突。这种不安起源于1972年的《洁净水法》，它交给美国国家环保局一项任务，保护所有“可以航行的水域”免遭未经许可的排放物污染。后来，“可以航行的水域”又进一步被定义为“美国的水域”。那时，相对更加宽阔的水体而言，湿地仅仅是安全工作的附加保护物。但是，对生物群系生态学价值的重视，促使法院对建立在广泛基础之上的政府权力给予支持。他们能够这样做，是因为“几乎任何一点点潮湿的地方，都被算作了美国的水域”，华盛顿特区的另一位律师唐·卡尔说。
危险：如果最高法院的判决支持原告（他们认为《洁净水法》管得太多了），美国的湿地，比如美国马萨诸塞州中部的这片湿地，就可能会失去联邦的保护。
约翰·拉佩诺斯和琼·卡拉拜尔是美国密歇根州的两名土地所有者，他们的土地与最近的航道有32.2千米的间距，并且中间还有一道护堤阻断了排水系统，但他们获得土地开发许可的申请还是被拒绝了。经过数十年的法庭斗争，请愿者已经形成了一支反对美国国家环保局的大军，他们认为美国国家环保局的权力过大了。在代表请愿者观点的一份摘要中，他们把政府的权力描述为“从最近的航道到向外几百千米的遥远沙漠都要管”——远远超出了他们认为国会给予这项法案的权力。实际上，拉佩诺斯向议员们游说，试图将联邦的权限限制在“实际上适于航行”的水域（即商业航道）和其邻近的湿地。但美国乔治敦大学法律教授理查德·拉扎勒斯认为，这样的诠释将会让90％受保护的湿地遭到掠夺。
关于湿地的糟糕计算
按照美国国家湿地管理者协会乔恩·库斯勒的说法，湿地是“地球上生物种类最丰富的地区”，但是在过去的一个世纪里，一半的湿地已经消失了。土地开发者试图通过在其他地方产生湿地来补偿损失，但是，这种代替通常距离原来的地区很远，不仅破坏了自然生态系统，还破坏了动植物栖息地的环境。
在过去的几年中，湿地保护上许多表面上的成绩——比如，一份2006年美国鱼类与野生动植物管理局（Fish & Wildlife Service, FWS）的报告第一次鼓吹湿地“没有净损失”——依赖于把这些刚刚形成的湿地纳入统计中。实际上，报告（综合了收益和损失的平衡差额）显示，12％的淡水湿地增加量来自新生的淡水池塘，它们“被认为不可能提供与湿地价值相同的环境价值”，报告的作者总结道。正如库斯勒评价的那样：“挖个农田池塘并不是恢复了一片湿地。”
美国国家湿地管理者协会会长乔恩·库斯勒解释说，各州并不愿意取代联邦的执行权力，因为只有一半的州有湿地规划。而且“地方团体对土地开发施加压力”，使地方的指导方针并不那么严格，斯特兰德补充说。卡拉拜尔的经历就是一个很好的例子：尽管密歇根州允许对有争议的土地实行共管，联邦政府却行使自己的权限，否决了这个规定。对于下游的污染问题，依据美国的州法律来处理，会产生更大的问题：在规定不同的州之间倾倒污染物，将导致整个分水岭出现多米诺骨牌效应。“所有的排污者不得不做的事情是，到离上游足够远的地方倾倒污染物，”戴维·苏特法官在口头辩论时分析，“因为这些污染物最终会进入可航行的水道。”
然而，请愿者宣称，他们的土地其实被分隔得很好，不会造成这类问题。2001年最高法院的一项判决为他们提供了先例，确认了“水文学上划分”的湿地管辖在州的权限范围内。联邦制拥护者如罗伯特·皮尔斯，过去是美国陆军工程兵团的一名官员，曾经强烈支持美国国家环保局的法律，他现在则认为，政府对许可申请的否决经常达不到目的。皮尔斯认为，各州其实能够把闲散的资源重新派上用场，而永久性的政府规划只是“主要的经济排水沟”，把本该用于别处的资金浪费掉了。
然而，面对天然湿地的持续减少，政府的效率即使很低，也是有意义的。全球水政策计划组织主任桑德拉·波斯特尔强调说：“要保护国家的生物完整性，你就不能不保护这些水域。”而且，人们还是应该回忆一下，卡特里娜飓风——从那些曾经是湿地，并且本该作为防洪系统缓冲区的地方获得了威力——对社会造成的损失有多大。
然而，联邦的强烈支持者将拉佩诺斯案视为一个限制政治权力的机会。“这个案件不是关于丧失湿地或拯救湿地的，”皮尔斯说，他承认政府的退缩将导致环境破坏，“这个事件要求根据国会的界定，把联邦政府放到它本该处于的位置。在我看来，这才是更重要的问题。”
河口的生态危机
撰文｜罗杰·多伊尔（Rodger Doyle）
翻译｜丁莉
社会发展的代价之一是河流入海口的生态系统退化，河流入海口可能已经成为生态系统中的“死亡区”。保护河口生态系统已经刻不容缓。
河流入海口是淡水与海水交汇的地方，那里生态环境变化多端、异常复杂，也是许多经济种群（极具经济价值的生物物种）重要的栖息地。入海口和近海水域都受到了大致相同的环境压力的影响，生态系统长期退化。实际上，联合国在2006年宣称，中国最大的两条河流——长江和黄河的入海口已经成为“死亡区”。不仅河流入海口和近海海域的环境遭受破坏，连更广阔的海洋也同样受到影响。
为了评估河流入海口和近海海域的受害程度，重建它们的生态史，加拿大达尔豪西大学（位于加拿大新斯科舍省哈利法克斯市）的海克·洛策领导的一个国际研究小组分析了数百份文件。研究小组集中分析了12个位于温带地区的河流入海口及近海生态系统，它们长期受到人类活动的影响，短的有150年，最长的甚至达到2,500年。他们在每一片海域考察了30～80个物种，测定了7种水质参数，还收集了外来物种入侵的数据。
通常，在狩猎采集和农业时代，近海生态环境的退化程度较小。（不过，即使是史前人类也可以造成破坏；在美国旧金山湾，早期狩猎者捕尽了海獭、巨鹅、白鲟和当地的牡蛎种群。）大约300年前，市场经济开始发展，生态系统的生物多样性便急速降低。然而，过去50年来也出现了一些改善的迹象：鸟类的数量有所上升，爬行动物、哺乳动物以及植物的数量也大体保持稳定，只有无脊椎动物和鱼类的数量急剧减少。退化最严重的生态系统，是那些受到高强度商业活动影响时间最久的地区，比如亚得里亚海北部、波罗的海西部和沃顿海。
