到20世纪末，他们研究的物种有91％出现了衰竭（即种群数量减少了一半以上），31％的物种已经十分罕见（减少了90％以上），7％的物种已经灭绝。种群数量的减少无法用外来物种（例如软壳蛤）的入侵来解释，也不是气候变化的结果。
过去100年来，包括芬迪湾外部、圣劳伦斯湾南部和马萨诸塞湾在内的一些近海海域，物种种群数量有所增加，这显然要归功于保护得力。其他海域种群数量的减少速度也已放缓。洛策及其同事认为，这些趋势表明生态系统退化已经度过低谷期，开始踏上复苏之路，不过速度仍然缓慢。
变调的自然交响乐
撰文｜迈克尔·坦尼森（Michael Tennesen）
翻译｜蒋青
如果把生命看成是一场音乐会，那么每个物种发出的声音汇合在一起就成为了一场优雅的交响乐演出。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，这种转变足以发人深省。
对生物声学专家伯尼·克劳斯来说，那是一个灵感突然降临的时刻——当时，他正在肯尼亚的马塞马拉国家保护区，为美国加利福尼亚科学院录制自然环境中飞禽、走兽、昆虫以及两栖类动物发出的声音。克劳斯曾经是一位穆格电子琴演奏手，给乔治·哈里森、大门乐队和20世纪60年代的许多其他摇滚歌手伴奏过。在制作一场自然“音响风暴”的声谱时，他意识到“这就像是一份交响乐曲谱：每种动物都有自己的生态位，有自己的音域，就像管弦乐队里的各种乐器一样各有特色”。
克劳斯推断，大自然的这些“音乐家”合奏质量的高低，在很大程度上能够反映环境的健康状况。他认为，许多动物都演化出一种本领，能够在空闲音域中发声，以便附近的配偶及同伴听到它们的声音；但是人类活动产生的噪声无所不在，从头顶上嗡嗡作响的飞机，到路面上隆隆滚动的车轮，都在威胁动物的繁殖活动。
自20世纪60年代末以来，克劳斯已经从非洲、中美洲、亚马孙河流域及美国各地采集了超过3,500个小时的自然音响。他发现，至少40％的“自然交响乐”已经发生了根本性改变，可以肯定“乐队”的许多成员在这些地方已经灭绝。“森林被砍伐，湿地被排干，大地被道路分割，再加上人类的噪声，已经让‘自然交响乐’变得面目全非。”克劳斯现在负责管理美国加利福尼亚州的艾伦谷野生保护区，这里是自然音响资料的宝库。为了寻找未受污染的声音，克劳斯还去过美国卡特迈国家公园和北极国家野生动物保护区。即使在那些地方，要寻获理想的声音也得避开道路。
声音是评价自然环境状况的有用工具，美国康奈尔大学新热带区鸟类专家托马斯·舒伦贝格对此表示赞同，他曾经与人合写过《秘鲁的鸟》一书。舒伦贝格曾经远赴秘鲁东部的比尔卡班巴，那是一片常年被湿润云雾覆盖的蛮荒森林地带，“保护国际”组织想在那里建立保护区。尽管舒伦贝格随身携带着双筒望远镜，但他在观察鸟类的“黎明合唱会”时，还是选择了定向麦克风和录音机。就像他自己所说的：“你能听见的鸟比能看见的要多好几倍。”
舒伦贝格相信动物会对一些噪声污染产生适应性，但这种适应是有限度的，特别是当噪声在环境中持久出现的时候。德国柏林自由大学的生物学家亨里克·布鲁姆在《动物生态学杂志》上撰文指出，在交通繁忙的地带，柏林当地的雄性夜莺鸣唱时，不得不把音量提高5倍。“这会对它们用来鸣唱的肌肉产生影响吗？”舒伦贝格对此很好奇，“它们还能唱得更响吗？还是会陷入困境，最终被人类的噪声掩盖？”
美国国家公园管理局在推行所谓的“自然声音项目”时，也遭遇到了类似难题。该项目主管卡伦·特雷维尼奥引述的一些研究表明：在飞机和直升机的噪声笼罩下，大角羊取食草料的效率降低，山羊则四处逃散，北美驯鹿的顺产率也有所下降。美国国家公园管理局的资深声学专家库尔特·弗里斯特拉普指出，人为声响带来的问题远不止噪声扰民这么简单。换句话说，噪声可以“掩盖自然界中一些轻微却重要的声响，比如脚步声和呼吸声——它们既能帮助捕食者发现并捕获猎物，也能帮助猎物逃脱捕食者的攻击”。
按照克劳斯的说法，声音还可以帮助人们确定，栖息地的破坏如何改变了物种的种群数量。他在内华达山脉的林肯草甸做过一项为期15年的研究。这一地区实行间伐制度，伐木工人声称这里没有发生什么变化。尽管从照片上看不出太多变化，但克劳斯发现，声音记录反映出物种多样性和物种密度的显著下降。克劳斯说：“从生机勃勃的自然交响乐到几乎沉寂无声——这种转变相当发人深省。”
除草剂导致动物变性
撰文｜戴维·别洛（David Biello）
翻译｜朱机
最近的研究表明，常用除草剂莠去津会破坏蛙的性发育。欧盟已经因莠去津的水污染能力而禁用了这种除草剂，而美国国家环保局宣布，考虑到人类健康问题，要对除草剂展开新一轮评估。人类或许应该对除草剂的使用更加慎重。
美国广袤的农田都浸没在农药莠去津当中。这种白色无味的粉末状除草剂，每年约有3.6万吨被施用到美国农田，其中约225吨会在空气中飘荡，最远可以飘到1,000千米之外，再随着降雨落回地面。所有这些莠去津都有可能对动物的性别造成影响：将雄蛙变成雌蛙。
在2010年3月1日的《美国科学院院刊》在线版上，美国加利福尼亚大学伯克利分校的生物学家蒂龙·海耶斯及其同事公布了自己的研究结果。他们把40只非洲爪蟾放在含有2.5ppb（1ppb为十亿分之一）莠去津的环境中饲养了3年，这一含量完全符合美国国家环保局的规定——饮用水中所含莠去津不得超过3ppb。结果，其中30只被“化学阉割”，造成无法生殖等一系列结果。有4只尽管基因型仍然是雄性，但完全变为了雌性，甚至能跟其他雄蛙交配，产下可以孵化的蛙卵。仅有6只爪蟾能够抵抗该药作用，或者说至少还能表现出正常雄性行为。
为了确保研究结果的准确，这些研究人员选用的都是携带ZZ性染色体的雄蛙。在以前的研究中，“如果最后得到了两性同体的蛙，我们没办法通过试验分清它们是长了卵巢的雄蛙，还是长了睾丸的雌蛙，”海耶斯说，“全部都用ZZ雄蛙，我们就能肯定，任何两性蛙或雌蛙都确实是转换了性别的雄蛙。”蛙的性别由性染色体ZZ（雄）和ZW（雌）决定，不像我们熟悉的人类，是由XX（女）和XY（男）决定的。
导致性别改变的罪魁祸首可能是芳香酶，这种蛋白会刺激雌激素的产生，使原本的雄性生殖腺变成卵巢。莠去津可能会促进芳香酶的生成。
自20世纪90年代起，海耶斯就在莠去津生产商先正达公司的资助下开始研究莠去津。正是那一次研究率先提出了这样一个观点：除草剂可能会干扰动物（包括人类在内）的天然激素。大量针对这种内分泌失调的研究随即展开——有些研究确认，蛙等两栖动物正在遭受莠去津的不良影响；另一些研究则发现没有影响；还有一些研究甚至找到了证据，证明农业区男性精子数量减少。根据美国地质勘探局的报告，57％的美国水系中存在莠去津和其他除草剂。
但海耶斯的性别改变实验也不是没有遭到非议。德国柏林洪堡大学的生物学家沃纳·克洛亚斯认为，样品有可能被内分泌干扰物污染，比如塑料容器分解释放或筛选过程中带入的双酚A。他还对单一接触浓度提出了质疑，并指出实验缺少对被试爪蟾雌激素水平的检测。克洛亚斯本人也给先正达公司做过莠去津影响的复核检验，发现在类似于海耶斯的研究所采用的浓度环境下，非洲爪蟾并没有受到影响。
在非洲爪蟾的原栖息地，它们似乎并不怕这种除草剂。“莠去津在南非的使用非常普遍，而我们的研究显示，爪蟾在农业区和非农业区生活得同样良好，”南非西北大学的动物学家路易斯·杜普里兹说，“假如莠去津对野生爪蟾有这么严重的影响，我们肯定不可能到现在还没发现。”
不管怎样，欧盟已经由于莠去津污染水资源而禁用了这种除草剂。克洛亚斯说：“我们欧洲习惯根据宁可信其有的原则对待环境化学品，逐步停止使用能在环境中长期存在的化合物——对于这一点，我个人是赞成的。”
继2006年对化学品处理安全问题表态之后，美国国家环保局又在2009年10月宣布，考虑到人类健康问题，要对除草剂展开新一轮评估。毕竟，这种化学制品会影响许多物种。海耶斯指出：“在斑马鱼、金鱼、凯门鳄、短吻鳄、龟、鹌鹑和大鼠等动物身上，莠去津都会增加芳香酶及雌激素的产量。所以说，事情不仅仅与蛙有关。”
莠去津
英文通用名：atrazine；化学名称：2-氯-4-二乙胺基-6-异丙胺基-1,3,5-三嗪。理化性质：外观为白色粉末，熔点为173℃～175℃，20℃时的蒸气压为40μPa，在水中的溶解度为33mg/L，易溶于有机溶剂，在微酸或微碱性介质中较稳定，但在较高温度下，碱或无机酸可使其水解。
莠去津的除草性质是1957年由瑞士的盖辛和克努斯利发现的，莠去津1958年由瑞士的嘉基公司开发生产，后来发展成世界产量最大的除草剂。中国在70年代开始生产。
蚯蚓“吞噬”森林
撰文｜迈克尔·坦尼森（Michael Tennesen）
翻译｜褚波
生态学家们发现，美国五大湖区的森林正遭到蚯蚓的威胁。物种入侵的背后是人类行为引起的生态系统失衡。这提醒人们：尊重自然规律，人与自然才能和谐发展。
美国明尼苏达大学的生态学家辛迪·黑尔曾给北美五大湖区许多忧心忡忡的居民回复电子邮件。她说，这些居民似乎都在自家花园里放养过蚯蚓，“现在他们却担心花园会寸草不生”。
长期以来，蚯蚓都被视为园丁的“好帮手”——它们能够使土壤松软并充满空气。但在五大湖地区，情况却截然不同。黑尔说，自从10,000年前上一次冰河期本土蚯蚓被严寒赶尽杀绝以来，美国东北部的森林就一直在没有蚯蚓的情况下进化着。现在，蚯蚓却回来了——有些是被垂钓者丢弃在森林里的鱼饵；有些是粘在越野车和运木卡车的轮胎上被带进来的；还有一些则是混在人们从其他地区带进来的覆盖料中“偷渡”来的。
蚯蚓作为一个入侵物种，使枫树、椴树、红橡树、杨树、桦树等阔叶树组成的森林遭到严重破坏（针叶林似乎并未受到太大影响）。按照美国卡里生态系统研究所（位于纽约州的米尔布鲁克）微生物生态学家彼得·格罗夫曼的说法：美国东北部的阔叶林地表都有一层厚厚的腐叶，这是对林中树木扎根十分重要的营养介质。一旦蚯蚓“闯入有着厚厚一层有机营养物的地区，这层有机物就会在2～5年内消失”。
美国五大湖区的阔叶林正遭到外来蚯蚓的破坏，图中的这种普通蚯蚓会吃掉腐叶，而腐叶正是对树木扎根十分重要的营养介质。
由于这个原因，东北地区一些原本有着茂盛林下植被的阔叶林，如今只能生长一种当地的草本植物，连一棵树苗都没有。显然，蚯蚓改变了这些森林地表的微生物生态系统：原来被真菌统治的生态系统，现在却成了细菌的天下。这些细菌使腐叶更迅速地转化为无机物，将植物的有机养分洗劫一空。
并非所有外来蚯蚓都具有破坏性。全球5,000种蚯蚓中，只有16种来自欧亚大陆的变种确实会破坏森林。垂钓者最喜欢用来做鱼饵的普通蚯蚓就是其中一种，体长可达15～20厘米。美国人所说的亚拉巴马跳蚯蚓（又叫蛇蚯蚓或疯蚯蚓）则是另一种破坏森林的蚯蚓，这是一种攻击性很强的亚洲蚯蚓，喜欢高密度群居，能跳离地面，甚至能从垂钓者的鱼饵罐里跳出来。这种蚯蚓胃口极好，对土壤危害也最大。
受到蚯蚓影响的不仅仅是植物。美国佐治亚大学的野生动物生态学家约翰·梅尔茨说，以这些蚯蚓为食的成年蜥蜴繁殖成功率更高，但蚯蚓太大以至于小蜥蜴无法吞食，而这些蜥蜴又是“蛇、小型哺乳动物、火鸡等很多森林动物”的猎物，这导致蜥蜴数量出现负增长。
黑尔说，一旦蚯蚓“落地生根”，人们就很难再把它们逐出森林。考虑到蚯蚓带来的严重影响，美国农业部最近向黑尔及其同事划拨了为期3年、总额为397,500美元的经费，资助他们研究蚯蚓入侵低温阔叶林造成的生态学变化。这些科学家还希望回答一些与营养和碳循环有关的问题，比如蚯蚓到底是在帮助土壤把碳“禁锢”起来，还是在帮助土壤把碳放回大气。黑尔解释说：“这个问题至今没有定论。”
科学家承认，最有希望的解决办法是限制蚯蚓的活动，毕竟如果只靠自己，它们的活动领地每年只能扩大5～10米。这就意味要有新的条例来监管通往森林的交通工具、垂钓者对鱼饵的丢弃行为、伐木工人的卫生设备及其使用等。黑尔还主张控制公共社区的堆肥行为：“我记得第一次听到这件事情的时候，觉得这个想法真棒。不过再仔细想想，你要到处去收集树叶、草种和蚯蚓，把它们混在一起堆成堆，然后再把它们一一分开。这个想法其实很糟糕。”
5年后，福岛仍然危险
撰文｜麦德胡斯利·慕克吉（Madhusree Mukerjee）
翻译｜李想
虽然日本福岛核事故已经过去5年多，但核泄漏发生地的污染废料处理仍是一个难题。
5年前（编者注：本文写于2016年，事故发生于2011年），一场毁灭性的海啸吞没了日本的东北部海岸，引发了自切尔诺贝利核事故以来最为严重的一场核事故。海浪漫过10米高的大堤，使福岛第一核电站的电力设施瘫痪，使其冷却系统失效，近一半的铀反应棒因过热而融穿了钢铁防护层。在接下来的几天内，氢气爆炸摧毁了三座核反应堆建筑，放射性物质因此泄露到空气中。在空中飘散的污染物迫使近16万人抛家舍业、举家逃难。
直至今天，事故发生地仍处于危机状态。当地的放射性水平仍居高不下，那里的原居民在短时间内是不可能重返家园了。而更加棘手的是，危险的核废料目前只增不减。东京电力公司正采用水循环冷却法给三座被毁的反应堆降温，这种方法需要不断地排放具有放射性的污水。更糟糕的是，那些流经受创核电站背后小山的地下水，在汇入大海前也遭到了放射性物质的污染。
东京电力公司每天收集并存储于巨型水箱中的污水就达400吨之多。尽管最近已经开始采取办法降低这些污水中放射性同位素的浓度，但其中仍含有高浓度的氚元素（氚是氢的一种放射性同位素），且污水的最终安置地点问题也未得到妥善解决。此外，数百万袋的受污染表层土、固体垃圾以及铀核燃料也存在相同的问题。相关的健康报告同样令人担忧。科学家发现，虽尚不能确定是否由核泄漏事故引起，但当时居住在福岛的儿童患甲状腺癌的病例确实有所增加。
尽管如此，日本政府仍欲将核电重新提上议程。首相安倍晋三最近便强调了重启核电站的迫切性（在福岛第一核电站灾难发生后，日本所有的核电站都被迫暂停工作）。目前已有两座核电站重新开始满载运行。
数据统计
2020年～2021年 预计移除福岛第一核电站反应堆核残骸的时间
2051年～2061年 预计整个核电站彻底停止运转的时间
1,000亿美元 截至目前，事故所造成的经济损失；旅游业和食品出口所蒙受的间接经济损失尚未计入
3,200人 撤离引发的病致死亡和自杀死亡人数
1,000人 预计死于核泄漏诱发癌症的人数
气候变化威胁美国五大地标
撰文｜安妮·斯尼德（Annie Sneed）
翻译｜马骁骁
气候变化给人类生活带来多种灾害。人们引以为傲的地标性建筑也变得岌岌可危。人们会采取什么措施保护它们不受灾害侵袭呢？
气候变化会带来干旱、暴风雨、食物短缺以及野火等灾害，这些都和人类生存息息相关。不仅如此，全球变暖还会影响到一些看不见、摸不着的东西，比如国家形象。忧思科学家联盟在5月发布了一份报告，详细描述了美国境内30多个遭到气候变化威胁的地标性建筑。报告中写道：“如果我们希望下一代美国人也能像我们一样欣赏到这些名胜，我们现在就必须行动起来，保护它们不受气候变化的破坏。”
自由女神像
（Statue of Liberty），纽约
遭受威胁：飓风、风暴潮、潮水上涨、洪水
保护措施：飓风桑迪过后，美国国家公园管理局将自由岛的供暖系统和空调系统都做了防洪改造，并将岛上的电力系统所在位置的高度提高了20英尺（1英尺为0.3048米）。
法尼尔厅（Faneuil Hall），波士顿
遭受威胁：海平面升高、沿岸洪水
保护措施：波士顿市准备翻新该建筑，设立防洪墙。
哈特拉斯角灯塔（Cape Hatteras Lighthouse），北卡罗来纳州巴克斯顿
遭受威胁：海岸线侵蚀、海平面升高
保护措施：1999年，美国国家公园管理局耗资1,180万美元，将灯塔迁移到了距原址2,900英尺的新地点。在接下来几年内，可能还会再迁移一次。
美国国家航空航天局约翰逊太空中心
（NASA Johnson Space Center），休斯顿
遭受威胁：飓风
保护措施：太空中心安装了新的屋顶，可以承受风速高达130英里／小时（约209千米／小时）的飓风。2008年为了修理飓风艾克造成的损坏，太空中心花费了约8,000万美元。
梅萨维德国家公园
（Mesa Verde National Park），科罗拉多州
遭受威胁：野火、洪水
保护措施：美国国家公园管理局决定定期施行人工烧山，防止大型火灾发生。该举措同时会在峭壁表面留下硅氧树脂，这将使峭壁表面免受水的侵蚀，避免水土流失。
话题二
人类的警醒
尽管我们尚不知道大气中二氧化碳浓度的临界点，即增加多少二氧化碳才是安全的，但不管怎样，我们知道这个会令气候产生不可逆转变化的临界值是存在的，并且气候越温暖，我们就离危险越近。于是，从碳交易到碳封存，从政策到技术，全球都行动了起来，开始尝试多种方法来减少二氧化碳排放量。
遏止全球变暖刻不容缓
撰文｜戴维·别洛（David Biello）
翻译｜高倩
联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）在2007年发表的报告仍然低估了气候变化问题，气候问题可能比我们想象的严重，遏制全球变暖已经刻不容缓。
全球变暖已经不是新鲜的话题了。近年来，越来越多的迹象证明了它的存在：冰川融化、花期提前、平均气温不断上升。2007年2月，IPCC的科学家和外交官们在法国巴黎展开讨论，并最终出炉了一份气候报告。这份报告宣布全球变暖的存在是“不争的事实”，却省去了有关全球变暖正在加速的内容。IPCC删去了一些容易引发争议的论述，严格采用了获得同行认可的数据资料。因此，这样一份有些保守的报告，恐怕同2001年的气候报告一样，低估了全球变暖将带来的严重后果。
来自154个国家的2,000多名科学家参与了IPCC的运作。2007年2月出炉的这份报告只是从自然科学方面阐述了气候的变化。科学家先就与气体变化有关的各类问题（从气候改变的历史宏观角度到具体的地区性论述）分组草拟初稿，然后交给政府官员和其他评论家评议，收回3万多份反馈意见。最后，所有的科学家和外交官齐聚巴黎，逐字逐句地修改最终报告，改掉一些用词（例如用“不争的事实”替换“显而易见”），或者删去一些尚存争议的结论。
比如，在沙特阿拉伯等国家的反对下，报告删去了一句话，即“人类活动对地球热量收支变化的影响是太阳的5倍”。这份报告的撰稿科学家之一，英国利兹大学的皮尔斯·福斯特说：“事实上，这个比值应该超过10倍。”与历史数据相比，截至2007年，地球表面每平方米接受到的太阳热能增加了0.12瓦，而人类活动造成的热能增加则是每平方米1.6瓦。
气候变暖造成格陵兰岛康格尔隆萨克冰川大面积融化。
这份报告的保守性还反映了气候变化这个研究领域本身的局限。以海平面升高为例，不同的气候模型得出的预测值都在18厘米到59厘米之间。不过，没有一种模型能够完全描述格陵兰和南极冰川的融化可能会对海平面上升带来的更大影响，因为陆地冰川的融化无法用简单的方程式来概括。
IPCC
联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）是世界气象组织（WMO）及联合国环境规划署（UNEP）于1988年联合建立的政府间机构。其主要任务是对气候变化科学知识的现状，气候变化对社会、经济的潜在影响以及适应和减缓气候变化的可能对策进行评估。
IPCC本身不做任何科学研究，而是检查每年出版的数以千计有关气候变化的论文，并每五年出版评估报告，总结气候变化的“现有知识”。例如，1990年、1995年、2001年和2007年，IPCC相继四次完成了评估报告，这些报告已成为国际社会认识和了解气候变化问题的主要科学依据。
平均来说，格陵兰冰川的融化和移动速度都在加快，但这种变化并不呈简单的线性增长趋势。比方说，格陵兰的康格尔隆萨克冰川在自身重力的作用下流向大海，但是冰川的融化却使它的质量减轻、厚度变薄，流向大海的速度也放缓了。此外，美国华盛顿大学伊恩·豪厄特的观测数据显示，康格尔隆萨克冰川融水量的增长，有80％是在短短一年内发生的，随后又稳定了下来。正如美国宾夕法尼亚州立大学的冰河专家理查德·阿利所说：“冰盖的质量正在减轻，而且速度越来越快，尽管这不是造成海平面上升的主要原因，但仍然不容忽视。”事实上，许多因素都会影响格陵兰的冰盖。阿利说：“冰川就好比一头行事孤僻、行为复杂的巨型猛兽，想预测它的动向绝非易事。”
其他一些重要的因素，例如形成雷暴的对流，只能大致估算，而无法精确统计——与整个地球相比，它们的规模太小了。美国哥伦比亚大学从事气候模型研究的科学家斯蒂芬·泽比亚克说：“气候模型根本不可能直接模拟这些事件，因此研究人员只能尝试考虑这些过程的整体影响。”
尽管存在一些缺陷，但全球气候模型正变得越来越可靠。如果把过去100年内影响气候变化的因素输入模型，它们就能推算100年来的气候变化情况，结果与实际的观测记录基本吻合。这让科学家们对预测未来的气候趋势更有信心。
2007年4月，IPCC公布了第二份报告，描述了全球变暖会带来的影响，包括越来越频繁的大干旱、大洪水及其他极端气候现象。第三份报告于5月公布，报告探讨了一些应对措施，比如用新能源替代化石燃料。在美国，政府对替代能源的开发工作仍然支持不力，尽管投入到生物燃料和氢燃料的资金预算有所增加，但其他可再生能源的研究经费却有所减少。
应对全球变暖离不开人才储备，可是阿利表示：“各国政府在寻找能源和气候问题解决方案方面投入的支持力度还不够大。一些学生还在犹豫，无法说服自己把这项事业当成毕生奋斗的目标。”无论如何，尽管IPCC的气候报告仍然保守，但传递的讯息已经十分明显：遏止全球变暖，刻不容缓。
煤电厂污染物会使作物减产
撰文｜阿什利·布劳恩（Ashley Braun）
翻译｜黄安娜
除了排出二氧化碳，煤电厂也会排出大量其他污染物，从而形成地表臭氧，也就是人们熟悉的烟雾污染。
美国前总统奥巴马推行的《清洁能源计划》旨在降低发电厂的二氧化碳排放量，以减轻对气候变化的影响，目前全美近20个州已经开始实施该计划。
尽管在过去一年里，各方对《清洁能源计划》意见不一，导致该计划处于法律上的“三不管地带”。现在，科学家发现：如果它被取消，作物的产量将下降。实际上，除了排出二氧化碳，煤电厂也会排出大量其他污染物，从而形成地表臭氧，也就是人们熟悉的烟雾污染。科学家早已证实，烟雾污染会导致哮喘发病率和过早死亡率升高。新研究关注的是另一个方面：如果按照《清洁能源计划》实施前的政策，到2020年，烟雾污染将导致4种主要作物（玉米、棉花、土豆和大豆）减产。
这个由环境工程师香农·卡普斯（现就职于德雷塞尔大学）领导的研究团队还比较了3种国家层面的应对农作物减产的政策。政策一是提高煤电厂发电效率；政策二与《清洁能源计划》相似，即设立国家标准，控制电力部门的二氧化碳排放量；政策三是建立碳排放收税制度。研究人员通过模型预测发现，实行政策三碳排放量最低，但实行政策二污染物排放量最少，作物产量最高。
研究人员计算了每一种政策在减轻“作物潜在生产力损失”（potential productivity loss，PPL）方面的效果。PPL是指到2020年时，烟雾对作物产量危害的预计值。由图可见，政策二的效果与《清洁能源计划》的预测结果最为接近。
实践碳封存技术
撰文｜丽贝卡·伦纳（Rebecca Renner）
翻译｜王雯雯
人们希望能够通过对排放的碳进行捕集及封存来应对全球变暖的危机，这一技术听起来似乎有点不可思议，但美国已经对二氧化碳封存开展了首次实战演习，结果喜忧参半。
在美国得克萨斯州休斯顿市以东的地下深处，一项旨在解答二氧化碳地下封存的若干技术问题的研究项目正在收获第一批试验结果。科学家们希望通过这类碳捕集及封存技术缓解全球变暖的危机，同时不对当地环境造成损害。在这个被称为“弗里奥地层”的地质结构中，初步试验数据正在源源不断地产生，为碳封存的方方面面提供了有益的指导。
埋藏二氧化碳可能会成为遏制全球变暖的一项重要举措。美国劳伦斯利物莫国家实验室的地质学家朱里奥·弗里德曼说：“到2050年，各国的二氧化碳年埋藏量将达到5亿至10亿吨。”地下能够封存的二氧化碳，相当于全世界数十年的排放总量。
咸含水层是孔隙中充满了咸水的砂岩层，这是分布最广、潜力最大的封存候选地点之一。但是科学家们需要进一步了解它们的性质。美国劳伦斯伯克利国家实验室的萨莉·本森说：“我们知道如何注入二氧化碳。30年来，石油公司一直采用这种方式从枯竭的油井中挤榨出更多石油。不过，要向地层大量注入二氧化碳，并使之长期封存于地下，这样的技术细节我们还并不清楚。”
商业企业也做过相关尝试——挪威国家石油公司经营的一座北海海上天然气田，向厚实的咸含水层每年注入100万吨二氧化碳。不过美国得克萨斯大学奥斯汀分校的地质学家苏珊·霍沃尔卡指出，类似的尝试其实不太适合科学研究。她强调，要想改进模型，使之能够更准确地描述地下发生的变化过程，研究人员需要密切监控注入试验的进程；商业油气田的开采作业过于繁忙，无法进行这样的研究。
最早将二氧化碳泵入地下的，是北海上的Sleipner天然气田。不过，作为一个商业气田，它无法为科学家提供详尽的数据来评估地下碳封存技术。
弗里奥实验项目便是在这种情况下启动的。2004年，这项由霍沃尔卡主持、投资金额达600万美元的项目，开始将3,000吨二氧化碳压缩为超临界流体，并加热到15摄氏度，然后泵入地下约1.6千米深处的一个厚达23米的砂岩层中。霍沃尔卡说，他们“想让二氧化碳渗入岩石的孔隙，并滞留在一些孔隙中，溶解在咸水里，甚至产生出一些新物质”，以此来困住二氧化碳。令她满意的是，三维地震成像技术等监测手段显示，几乎所有注入弗里奥地层的二氧化碳都被滞留在孔隙中，或者溶解在了咸水里。
封存二氧化碳：处于超临界流体状态的二氧化碳，被泵入美国得克萨斯地下的弗里奥地层，以检验地下碳封存技术。
但是霍沃尔卡和美国地质勘探局的地质化学家优素福·卡拉卡，还有他们的同僚们同时也发现，溶解在咸水中的二氧化碳让水变酸了。酸水又会溶解砂岩所含的一些矿物质，将其中的方解石和以铁为主的金属元素释放出来。这可能是好事，也可能是坏事。溶解部分岩石，为储藏二氧化碳提供了更多空间。但是释放出的金属元素可能会迁移至地面，对环境造成危害。例如，一些咸含水层可能含有砷和铀，对于这些元素，最好让它们一直沉睡在地下。
不过卡拉卡声称，咸含水层仍然是封存碳的极佳地点，在密闭性好的含水层里，这样的流体不会逸出。他指出，酸化的咸水可能会腐蚀水泥，因此在建造注气井时，必须使用抗酸的水泥，而那些陈旧的废弃井道必须严格禁用。
美国麻省理工学院的化学工程师霍华德·赫尔佐克认为，弗里奥的数据还有助于评估其他的试验地点。他说：“一方面，该实验能帮助我们精挑细选出最佳的封存地点；另一方面，它也有助于积累知识，以便将碳封存技术推广，应用到许多情况各异的地点。”他补充说，关于二氧化碳如何在地层中渗透的详细数据，只能通过像弗里奥这样的研究项目得出。
霍沃尔卡和她的同事们也许需要抓紧工作：碳封存的商业化即将来临。2006年夏天，日本公开了他们的计划，打算到2020年每年封存2亿吨二氧化碳。石油巨头英国石油公司计划在洛杉矶附近建成一座耗资10亿美元的石油焦转化厂，将石油焦这种精炼原油时的副产物转化为氢，并每年封存约400万吨二氧化碳。
虚假的碳交易
撰文｜麦德胡斯利·慕克吉（Madhusree Mukerjee）
翻译｜张连营
曾经被世界寄予厚望的“碳补偿计划”，即“清洁发展机制”在实施过程中并非那么顺利，它或许并不能像人们所预期的那样承担起减少温室气体排放量，遏制气候变化的重任。
工业废气是导致全球变暖的重要因素。人们通常认为，联合国提出的“清洁发展机制”（Clean Development Mechanism，简称CDM），是减少工业废气排放量的一条便利途径。作为《京都议定书》中的一个条款，“清洁发展机制”允许工业国家从绿化成本较低的贫穷国家购买“碳补偿额度”，部分实现温室气体减排。2005年，联合国首度发布“碳信用额度”，到2009年，碳交易量已达到2.5亿吨二氧化碳。《联合国气候变化框架公约》执行秘书伊沃·德博尔宣称，随着对碳排放的要求越来越严格，碳补偿将会“发挥越来越重要的作用”。
清洁发展机制
清洁发展机制是《京都议定书》下唯一一个包括发展中国家的弹性机制。《京都议定书》对联合国气候变化框架公约国家（均为发达国家）有具体的温室气体排放指标规定，其中不少国家一来不愿降低生活水平以降低能耗，二来节能技术已经达到较高水准，继续挖潜难度较大，因此达到规定目标有困难。清洁发展机制允许这些发达国家通过帮助在发展中国家进行有利于减排或者吸收大气温室气体的项目，作为本国达到减排指标的一部分。
熊熊“碳”火：燃烧油田产生的废气会产生致癌物质和其他危险化合物，因此这一做法在尼日利亚被视为非法。但石油公司长期燃烧油田废气，因为这样就能利用“碳补偿计划”获取“碳信用额度”。
与此同时，针对CDM的批评声却日益高涨。批评者认为，尽管法规的制定者确实付出了艰辛努力，但相当一部分“碳补偿额度”只是一堆精心编造的虚假数字，导致一些国家大量排放温室气体，而其他国家也没有实施“补偿性减排”。
这种“数字游戏”的基础是“额外性”概念。为了获取碳信用额度，一个新项目从一开始，就要将生存目标瞄准“碳信用额度”带来的预期收益：项目进行中，温室气体排放量应低于不存在CDM时的水平。也就是说，相对于其他常规项目，新项目的温室气体减排量是“额外的”。因此，印度的一个电力开发商用风电厂替代火电厂后，就可以出售温室气体排放量的差额，作为一种补偿——不过，如果风电厂已在印度普遍存在（即风电厂已成为常规项目），那么新建风电厂就不能产生“碳信用额度”了。
然而，许多CDM项目似乎根本没起到抵消碳排放的作用。美国加利福尼亚州伯克利市的国际河流组织发现，1/3的CDM水电项目没有经过验证就已经完工了。德国应用生态研究所的兰贝特·施奈德认为，全球所有CDM投资项目中，大约2/5的项目的“额外性”都有问题。据美国斯坦福大学气候学家迈克尔·瓦拉猜测，实际比例可能还要高一些，“但为何会这样，我们无从得知”。
英格兰著名环境组织“角楼”的研究人员拉里·洛曼解释说，判定哪些项目具有“额外性”非常困难，“单一的世界线（即物体在时空中经过的路径）是不存在的。如果没有CDM项目会发生什么情况，对此也不会只有一种说法。这是一个无法解决的难题”。
另一个令人担忧的相关问题是发展中国家动机不纯。在评估某个碳补偿项目时，评估顾问通常会考察即将接手该项目的发展中国家，并把该项目与这个国家以往的常规项目放在一起比较。这样的评估方式会刺激发展中国家尽量采用污染最严重的生产线，以便于从CDM项目中获取最高“碳信用额度”。这些含有大量“水分”的信用额度被出售后，将导致温室气体排放量增多，反倒不如根本不存在“碳补偿计划”。
废气燃烧在尼日利亚引发的争议便是一个典型例子。在该国石油公司开采石油时，随石油一起发现的天然气通常有40％会被烧掉。相反，尼日利亚国有阿吉普石油公司则用旗下企业卡瓦乐炼油厂产生的废气发电，替换了本来用作发电的化石燃料，以减少温室气体排放量。这种策略为尼日利亚赚取了150万吨二氧化碳的可出售信用额度（在欧洲，1吨二氧化碳的信用额度即为一个认证减排单位，售价为15美元）。由于出售“碳补偿额度”能得到丰厚的回报，大大提高了开发商的积极性，因此废气燃烧项目被认定为具有“额外性”。
但石油观察组织激进主义者迈克尔·卡里克珀认为，这种做法简直让人“忍无可忍”。在尼日利亚，燃烧废气是一种非法行为，因为这样会产生苯等致癌物质，还会引发酸雨。他补充说，任何公司都不能通过践踏法律来获利，“这就好比一名罪犯索取钱财后才停止犯罪”。然而，发展中国家宣布某个项目具有“额外性”的动机非常强烈。尼日利亚泛洋石油公司已向CDM提出申请，希望处理加工旗下Ovade-Ogharefe油田制造的废气。如果政府从现在开始推行法律禁止燃烧废气，该项目会被认定为不具有“额外性”，尼日利亚也将牺牲一笔可观的利益。
不过，CDM执行委员会已调整评审程序，提高“额外性”测试的严格程度。例如，该委员会现已不再接受以三氟甲烷（简称HFC-23，生产制冷剂时产生的一种温室气体）为燃料的项目申请，因为这些项目带来的“碳信用额度”就像“天上掉下来的馅饼”，会进一步刺激人们仅仅为了燃烧三氟甲烷而设立更多化工厂（由于三氟甲烷的高聚热性能，每燃烧1吨三氟甲烷获得的二氧化碳信用额度多达12,000个）。
一些观察人士认为，“清洁发展机制”的发展方向已远远偏离了降低温室气体排量的初衷。瓦拉认为，再多的修补都已无法堵住“额外性”这个“根本性的设计漏洞”。2008年11月，美国国家审计总署发出警告：碳补偿计划“也许并非缓解气候急剧变化的长期、可靠的办法”。2009年1月，欧盟委员会决定，在相对发达的发展中国家逐渐废除CDM，让这些国家感受到压力和紧迫性，以接受约束性减排承诺。另一种提议是，设立一个基金会，取代CDM，让发展中国家既可大搞绿色工程，又免于产生“碳信用额度”——这样一来，“额外性”概念也就不复存在了。
然而，完全废除CDM及其他“碳补偿计划”并非易事，因为它们是工业国家达成减排目标最简便的办法。美国正在酝酿一项法案，计划在2020年达到减排20％的宏伟目标。但该法案的规定极为宽松，以至于美国完全可以通过购买“碳补偿额度”轻易实现这个目标。
为污染者做嫁衣
世界银行本应是可持续发展的推动者，但它资助“碳补偿计划”的资金却讽刺地流入了污染制造者的口袋。举例来说，在印度古吉拉特，世界银行下属的私营部门借贷分部资助了一个火力发电厂，该发电厂每年将制造2,570万吨二氧化碳。与此同时，世界银行还希望通过出售每年多达300万吨的“碳补偿额度”以收取高额佣金，而这些“碳补偿额度”正是上述发电厂采取节能措施所获取的。美国华盛顿政策研究所的珍妮特·雷德曼指出，世界银行的碳融资项目中，80％都投资在煤炭、化工、钢铁等污染产业的“碳补偿”项目上。
埋藏气候变化
撰文｜戴维·别洛（David Biello）
翻译｜蔡萌萌
将排放的二氧化碳捕集并封存在地下是减少二氧化碳的一个好方法，虽然价格十分昂贵，但美国的一个发电厂已经进入实施阶段，这标志着解决燃煤电厂碳排放问题目前唯一可行的技术开始了首次商业化试点运营，同时也意味着人们可能要为电费付出更多的代价。但如果真的能够减少二氧化碳的排放量，这或许是一桩划算的买卖。
到2014年，至少有50万吨二氧化碳将被注入美国西弗吉尼亚州纽黑文市附近“登山发电厂”地下的岩石深处。尽管只占不到全球温室气体排放总量的0.00001％，甚至不足该发电厂自身二氧化碳排放量的2％，这项于2009年9月启动的碳封存计划，仍标志着解决燃煤电厂碳排放问题目前唯一可行的技术开始了首次商业化试点运营。这个发电厂也成了全世界众多煤炭企业希望效仿的一个典范。
