美国电力公司发电项目执行副总裁尼克·埃金斯介绍说，煤炭发电大约占到美国电力生产的50％——而在该公司，该比例甚至高达75％。登山发电厂就是美国电力公司旗下的一员。这座发电厂能够生产1,300兆瓦的电力，是美国最大的单座燃煤发电厂之一，也是二氧化碳排放的主要源头。（全球温室气体排放最多的两个国家——美国和中国，每年燃烧的煤炭多达40亿吨。）
正因为如此，从煤炭公司到环境团体，几乎每个人都意识到了碳捕集与封存（CCS）的迫切性。在显著并快速地削减温室气体排放量的过程中，这种技术将发挥关键作用。然而，二氧化碳捕集技术的成功试点实在屈指可数，而且除了把二氧化碳泵入油井驱采石油以外，几乎从未进行过任何封存二氧化碳的尝试。
为了从烟囱中捕获二氧化碳，登山发电厂采用了所谓的“冷氨技术”，利用碳酸氨化学反应从废气中抽离二氧化碳。（另外两种基本的捕碳技术，要么要求在纯氧环境中燃烧煤炭以产生富含二氧化碳的热气流，要么要求把煤气化，再用虹吸方式取走气化过程中产生的二氧化碳。）
登山发电厂把捕集到的二氧化碳至少压缩13.8MPa，将它液化并注入大约2,400米深的地下。在这么深的地方，液态二氧化碳会流经多孔隙岩层，吸附在细小的空间里，随时间缓慢扩散，最后与岩石或盐水发生化学反应。美国得克萨斯大学奥斯汀分校的地质学家苏珊·霍沃尔卡在泛泛地谈到CCS时解释说：“二氧化碳的最终归属，不是盐穴，也不是地下河，而是各种微观孔洞。把这些小孔加起来，空间其实是很大的。”事实上，美国能源部估计，美国地下的地质储存空间可以容纳3.9万亿吨二氧化碳，足以满足美国大型工业企业排放的每年32亿吨二氧化碳的封存需求。
美国西弗吉尼亚州纽黑文市附近“登山发电厂”的二氧化碳捕集单元，利用冷氨洗涤技术将燃煤产生的二氧化碳攫取出来，再把它封存到地下。
登山发电厂的地下有两种地质构造，分别是Rose Run砂岩和Copper Ridge石灰岩，位于多层渗透性相对较差的岩石之下，这些岩石层会把二氧化碳隔绝在地下。美国电力公司CCS工程经理加里·斯皮兹诺格说：“我们的一部分项目就类似于让这些地质构造接受‘实战’检验，弄清楚它们对二氧化碳的接受能力。”毕竟，美国俄亥俄州的一项类似尝试显示，地质构造储存二氧化碳的能力低于预期。该公司将通过三口专用钻井来监测二氧化碳，另外两口井则用于将二氧化碳泵入到地下的预定位置。
二氧化碳的捕集和封存过程，在化学上和地质学上看似简单，工程造价却十分高昂。美国电力公司仅在登山发电厂的二氧化碳捕集技术上，就将独立投资7,300万美元。他们还申请了3.34亿美元的联邦刺激资金（据该公司称，这只相当于总造价的一半），用于扩大项目规模，力争在未来几年内将该发电厂20％的碳排放封存到地下。
尽管CCS成本高昂，但对此感兴趣的绝非只有登山发电厂一家。美国多家公共事业公司正计划耗资数十亿美元兴建配备CCS设备的新发电厂；其中亚拉巴马州电力公司的捕碳能力或许会超过登山发电厂，把锡特罗内尔油田巴里发电厂产生的15万吨二氧化碳埋入地下。中国已有几个试点项目开始运行，而在冰岛，一个国际研究协会将把二氧化碳注入地下的玄武岩中，它们会在那里发生化学反应，生成碳酸盐矿物。
然而，就算二氧化碳会被永久封存在岩石层里，和煤炭有关的其他环境问题依然存在。CCS技术根本无法修复煤炭开采带来的环境影响，特别是移山露天开采和有毒粉煤灰残留的问题。此外，尽管美国国家环保局已经着手制定二氧化碳地下注入井的操作规范，但仍然很难确定地下多孔空间资源的归属问题，也很难明确一旦事故发生，比如突然爆发气体泄漏事故时，究竟该由谁来负责。
尽管如此，考虑到对碳排放实施监管的趋势已经越来越明显，公共事业公司预计，未来几十年内CCS设备将得到全面普及。斯皮兹诺格说：“我们的首套完整规模的CCS设备会在2015年前后投入使用，到2025年，我们的大型燃煤电厂会有相当多的设备安装到位。”
这就意味着电价将会上涨。2007年5月，美国能源部估计，如果用胺洗涤塔捕集发电产生的90％的二氧化碳，每兆瓦时发电成本就会超过114美元，而不采用CCS技术时，每兆瓦时发电成本仅为63美元。对于消费者来说，这意味着每用一度电就要多掏大约0.04美元的电费——如果能够降低大气中温室气体含量，这或许是一笔划算的买卖。
否决“气候门”
撰文｜戴维·别洛（David Biello）
翻译｜红猪
哥本哈根会议的召开使气候科学走出电子邮件失窃案带来的阴影。
尽管哥本哈根上空一片铅灰，但当192个国家的领导人聚集起来，就气候协议展开谈判时，至少有一件事是清楚的：同样一吨二氧化碳，在美国、印度还是其他地方排放，对全球造成的影响是一样的。这一简单而又老生常谈的事实，只是指明人类活动影响气候的众多证据之一。就算英国东安格利亚大学气候研究组（CRU）失窃的1,000多封电子邮件和计算机代码会在哥本哈根会议的与会者心中引起任何疑惑，这些证据也沉重得足以将那些疑惑压得粉碎。
这场盗窃事件在2009年11月以“气候门”为题登上了报纸头条，科学家的大量私人通信也随之公之于众。对气候科学唱反调的民众和政客，包括美国俄克拉荷马州议员詹姆斯·因霍夫，都宣称这条消息说明气候科学还远未得出定论，研究人员在研究中使用了“trick”（这个英文单词可译为诀窍、窍门，也可译为诡计、欺诈，因此让公众产生了误解），而且还隐瞒了不利于他们结论的数据。
实际上，失窃材料中没有任何东西能够削弱“气候变化正在发生，人类活动难辞其咎”这一科学共识。美国得克萨斯理工大学的气候科学家凯瑟琳·海霍指出：“任何一个实验室里的任何一个本科生，都能证明吸热特性。气候变化的确定，以及人类活动的作用，都得到了多方面证据的支持。”这些证据包括正在融化的冰盖、正在消退的冰川、正在升高的海平面以及越来越早到来的春天，更不用说不断攀升的全球平均气温了。
在2009年12月4日的一次媒体电话会议上，美国宾夕法尼亚州立大学的气象学家迈克尔·曼说：“继续排放温室气体会造成更大的破坏。”他的邮件也在此次事件中被曝光。
造成这场混乱的部分原因，是对被盗电子邮件措辞的误解。某封邮件中提到的“trick”，实际上是指研究人员决定采用直接观测得到的温度，而不用从树木年轮中得来的替代数据。在科学研究中，这个单词通常指一种解决问题的策略和窍门，而不是什么欺诈和诡计。失窃的电子邮件也确实对一些科学论文指名道姓地提出了挑战，其中一封邮件写道，“就算我们必须对‘同行评议’这个词重新定义”，也一定要把那些论文排除在IPCC的报告之外；话虽如此，这些论文最终还是被列入了IPCC最近的报告当中。
气候门
2009年11月，某黑客入侵CRU服务器，将存储在上面的个人档案及电子邮件发布在网络上（也有人认为并非黑客所为，而是内部人员所为）。1996年以来的1,000多封电子邮件以及3,000多份内部文件被盗取。对温室效应持反对意见的团体认为，那些电子邮件通信是为了将气候变迁归咎于人类活动而对数据进行窜改的密谋。他们将此事件作为科学史上的一大丑闻进行宣传，并模仿水门事件将此事件命名为“气候门”。
美国卫斯理大学的经济学家加里·约埃认为，就算CRU数据“被斥为受到污染，那也没有关系。CRU只是分析研究中采用的众多数据来源之一，而分析的结论已经得到全世界其他研究人员的证实”。其他的数据来源包括NASA戈达德空间研究所、NOAA的国家气候数据中心，甚至还有IPCC，所有这些机构都提供原始数据的查询。
不过这些邮件确实暴露出了至少一个误判：CRU主管菲尔·琼斯给迈克尔写了一封邮件，要求他删除与“AR4”相关的所有通信往来；“AR4”指的是一份即将出炉的IPCC报告。“据我所知，没有人将这个要求付诸实施。我并没有删除任何电子邮件。”迈克尔如是说。原封未动的完整电子邮件似乎佐证了他的说法，不过他当时的反应是，答应琼斯的要求去联络另一位科学家“吉恩”。现在，琼斯已辞去了CRU主管一职。
失窃电邮最终可能会在气候科学界开出一扇社会学观测的窗口。NASA戈达德研究所的加文·施密特说：“它们记录了真实的科研过程。”未来的历史学家会明白“科学家也是人，而科学又如何在人犯错误的情况下进步。他们会明白，为什么科学并不完美，但科学事业依然坚如磐石”。
IPCC主席拉金德拉·帕乔里在气候辩论中指出：“科学家已经尽到了他们的责任。”毕竟，IPCC报告的作者们需要与190多个国家达成共识，并对草案文件中的每条评论做出公开回应。帕乔里哀叹道：“可惜的是，这场（气候）谈判正在彻底政治化。”所以，这么一宗盗窃案才会闹得沸沸扬扬。“这会对立法者的判断或是民意产生显著影响吗？不，我觉得不会，”美国普林斯顿大学的大气学家迈克尔·奥本海默说，“但这种事谁都说不准。”
“度”量气候变化
撰文｜戴维·别洛（David Biello）
翻译｜蒋顺兴
人们渴望知道地球升温到什么程度、增加多少二氧化碳才是安全的，这在目前尚未有定论，但不管怎样，我们知道这个会令气候产生不可逆转的变化的临界值是存在的，并且气候越温暖，我们就离危险越接近。
2009年12月，全球领导人齐聚哥本哈根，为气候变化之争更添了几分火爆。这是因为，虽然人类想要避免的灾难相当明确——排在最前面的就是火灾、洪水和干旱，但阻止气候变暖采用哪种策略更正确，就没这么明确了。尽管努力了几十年，但无论是温度还是大气中温室气体的浓度，科学家都没能掌握一个“度”——一个超过它就会带来灾难的临界值。
美国斯坦福大学的气候学家斯蒂芬·施奈德说，如果要明确定义气候相对于气候变化推动力（如不断升高的大气二氧化碳水平）的灵敏度，“我们知道的并不比1975年时多多少”。上世纪70年代，施奈德率先提出了“气候灵敏度”这一术语。然而直到现在，“我们知道的也只是：如果增加单位面积上接收的热功率，这个系统就会变热”。
温室气体可以像毯子一样截留太阳的热量，从而增加地面接收的热功率。过去一个世纪以来，它们已经使地球升温了0.75℃左右。科学家能够测出温室气体使地面增加了多少热量（大约每平方米3瓦特），但我们无法精确定义它对气候变化的影响，因为还有许多其他因素也在发挥作用——比如云对于气候变暖的反馈、气溶胶的冷却作用、海洋对热量和气体的吸收、人类对地貌的改造，甚至阳光强度的自然变化等。NASA戈达德空间研究所的气候建模专家加文·施密特说：“我们或许还得再等上二三十年，21世纪的数据才能积累到足以确定气候灵敏度的程度。”
尽管存在这么多变数，科学家还是在一百多年前就注意到，如果大气中二氧化碳的浓度在工业革命前280ppm（百万分之一）的基础上翻一番，全球平均气温很可能会上升3℃左右。
但是，对于人类文明的存亡来说，升温到什么程度、增加多少二氧化碳才是安全的，目前仍停留在主观判断上。欧洲各国政要已达成一致，在2100年之前，要将全球平均气温相对于工业革命之前的上升幅度控制在2℃以内，对应的温室气体浓度约为450ppm。美国哥伦比亚大学的地球化学家华莱士·布勒克说：“现在的浓度已经是387ppm，而且正以每年2ppm的速度增加。这意味着，浓度达到450ppm只需要30年。到2100年只要能控制在550ppm，那就已经算走运了。”
气体的无限排放：工业界今天排放的温室气体会持续温暖地球达几十年之久，因此研究人员无法确定在不破坏生态健康的前提下，地球还能够承受多少这样的排放。
戈达德空间研究所的詹姆斯·汉森主张，大气中温室气体浓度必须降回到350ppm以下，而且必须尽快。用他的话来说，升温“2℃绝对是一场灾难”。他还指出，气候变化的影响近年来明显呈现出愈演愈烈的趋势，“如果还想阻止北极海冰融化这样的危机，恢复地球能量平衡就是必须要做到的事情”。
其他一些科学家，比如英国牛津大学的物理学家迈尔斯·艾伦，则从相反的角度分析了这个问题：想要确保安全，大气中还能再增加多少二氧化碳？根据艾伦及其课题组的研究，要保证增温幅度小于2℃，人类在2050年前只能向大气排放1万亿吨二氧化碳——而人类现在已经排放了超过一半。换句话说，煤、石油和天然气的已知剩余储量中，人类只能再燃烧1/4。艾伦说：“为了解决这一问题，我们必须完全停止二氧化碳的净排放。从现在起，排放量必须每年下降2％～2.5％。”
美国明尼苏达大学气候学家乔恩·福利参与了一个课题组，给包括气候在内的10大地球系统定义了安全界限，他主张我们应该慎之又慎。他比喻说：“质量守恒定律告诉我们，如果想让浴缸里的水面就维持这么高，要么关小水龙头，要么就必须扩大排水口。（到2050年二氧化碳）排放量降低80％，是我们能够维持这种稳定状态的唯一途径。”
美国国家科学院已经召集了一个专家组，对适合于美国的“稳定目标”进行评估裁定。当然，由于地域不同，是否构成威胁的标准也会有所区别，比如美国佛罗里达州和明尼苏达州的情况就不同，美国和马尔代夫差别就更大了。
且不说将大气中温室气体的浓度降回到350ppm以下，就算只是维持在550ppm以下，就不仅要求人类社会在从工业生产到饮食习惯的方方面面都做出巨大改变，还很可能需要发明新的技术，比方说直接从空气中捕集二氧化碳。美国哥伦比亚大学的物理学家克劳斯·拉克纳相信：“空气捕集可以缩小差距。”他正在寻求资助来建造这样一个装置。
缩小差距至关重要，因为过去一个多世纪观测得到的最佳数据显示，气候对于人类活动非常敏感。“一旦超过就会发生不可逆转的变化，这样的临界点是存在的，只是我们不知道在哪里，”施奈德指出，“我们只知道，气候越温暖，距离危险也就越近。”
IPCC审查工作流程
撰文｜戴维·别洛（David Biello）
翻译｜朱机
非洲农作物将减产，亚马孙雨林也将衰退，喜马拉雅冰川将在2035年消失。以上错误预言摘自IPCC2010年的报告——一份由大约2,500名科学家和各方面专家审阅，并通过190多个国家官方审查的报告。那么，IPCC的工作流程是否需要因为3,000多页的报告中出现少量错误而进行修改呢？
总部设在荷兰阿姆斯特丹、由包括美国科学院在内的全世界多个国家科学院构成的国际科学院委员会（Inter Academy Council，IAC），成立了一个专门小组对上述问题展开调查。“这项审查会独立展开。”荷兰皇家文理院院长、IAC联席主席、物理学家罗贝特·戴克赫拉夫说。该调查是应联合国和IPCC的要求而展开的。戴克赫拉夫还说：“我们已经准备好承担起这一重要任务，以确保世界各国都能获得可靠的气候建议。”
喜马拉雅冰川在未来数十年内可能还不会融化。
联合国为IAC提供交通及会务资助，审查工作本身则没有报酬。专门小组肯定不会逐一审核“气候科学的大量数据”，戴克赫拉夫解释说，“我们的工作是，调查工作流程，查看应该如何改进，如何才能避免某些类错误的发生。”
戴克赫拉夫应该知道答案。毕竟，IPCC报告中有一个错误就直接来源于荷兰政府提供的数据，即荷兰低于海平面国土面积所占百分比，以及由此推出的“荷兰易受海平面上升引发洪水的威胁”这一结论。在后来发布的一份声明中，荷兰政府修正了这一百分比，将低于海平面的国土面积从55％降到了26％。
专门小组还将决定IPCC应该如何对待气候科学中不同领域内的不同观点，比如海洋学家对海平面上升速率就并未达成共识。“在审查中，我们被特别要求去分析IPCC处理不同科学观点的方式，”戴克赫拉夫说，“任何一门科学都要定期接受外界的审查。审查只会让科学得到加强。”
给地球设定安全界限
撰文｜戴维·别洛（David Biello）
翻译｜朱机
如果把地球看作一个大的、复杂的生态系统，那么它的安全临界值可能是人们最为关心的问题。针对人类对地球的影响，科学家提出了一系列安全界限。
人类对地球的影响正变得越来越显而易见：我们造成的物种消失速度之快不亚于地质历史上任何一次物种大灭绝事件，此外，我们还导致了海洋迅速酸化，冰冠消融，河流三角洲沉降。现在，一个由29位科学家组成的国际团队已经开始了第一步行动，试图确定我们这颗星球具体的环境临界值。
2009年9月23日，瑞典斯德哥尔摩大学的约翰·罗克斯特伦与同事在《自然》杂志在线版上提出了9个“行星界限”。这些界限涉及气候变化、海洋酸化、化学污染及其他方面，旨在为人类影响的天然系统设立安全临界值，不过确切数字目前还未敲定。
罗克斯特伦解释说：“我们面临的可持续性问题已经发展到了行星阶段，也就是说，我们正在胡乱摆动的是整个地球体系的固有过程。但决定我们这颗行星能够继续维持在稳定状态的地球体系过程到底有哪些？”
这项研究把最后一次冰川期以来人类文明发展繁荣的一万年（也就是所谓的全新世）当成是人们期望的稳定状态，试图确定那些有可能推动行星周期超出安全界限的关键变数。举例来说，气候变化的关键变数是大气二氧化碳浓度，以及随之而来的截留热量总量的升高。目前，大气二氧化碳浓度已达387ppm，远远高于工业革命之前的280ppm。包括NASA气候专家詹姆斯·汉森在内的许多科学家认为，安全临界值应该是350ppm，即每平方米增热1瓦特（现在的热量增长已经接近每平方米1.5瓦特）。
“我们开始非常粗略地量化我们所认为的这些临界值应该具有的大小。所有这些都有很大的误差，”那篇论文的作者之一、美国明尼苏达大学环境研究所主任、生态学家乔纳森·福利说，“我们不知道阻止气候变化具体需要多少ppm，但我们认为至少应该在350ppm左右。”
在已确定的9个界限当中，人类还逾越了另外两个安全界限——生物多样性的丧失和可利用氮的含量（这一点要拜现代化肥所赐）。更糟糕的是，这些过程中有许多都会相互影响。“一个临界值被逾越后，其他安全界限会变得更加脆弱。”福利举例说，在一颗炎热的行星上，生物多样性丧失的速度会加快。
臭氧空洞
臭氧有吸收太阳紫外辐射的特性，臭氧层会保护我们不受到太阳紫外线的伤害，所以对地球生物来说是很重要的保护层，直接关系到生物圈的安危和人类的生存。人类活动的增强，特别是氟氯碳化物和哈龙等人造化学物质被大量使用，很容易就会破坏臭氧层，使大气中的臭氧总量明显减少。在南极上空，约有2,000多万平方千米的区域为臭氧稀薄区，科学家们形象地称之为“臭氧空洞”。
一些科学家在盛赞这种努力的同时，也对临界值设定的准确性提出批评。卡里生态系统研究所的生物地球化学家威廉·施莱辛格就指出，对磷肥的限定过于温和，使得“恶性的、缓慢的、四下扩散的降解几乎可以无限制地持续下去”。另外，国际水资源管理研究所（位于斯里兰卡）分管研究的副所长戴维·莫尔登也指出，亚洲的咸海正在枯竭，全球已经有7条大河无法再流入大海，其中就包括了美国的科罗拉多河，诸如此类的环境灾难在很多地方都在发生，如果放任人类的用水量（大部分是农业用水）从现在的每天2,600立方千米增长到未来的每天4,000立方千米，这些地区的情况会进一步恶化。
用英国牛津大学气候动力学研究组物理学家迈尔斯·艾伦的话来说，就连350ppm的二氧化碳临界值也是“不靠谱的”。相反，他认为着眼于将累积排放量维持在1万亿吨以下或许更有意义——尽管这意味着人类已经挥霍掉了总排放预额的一多半。
如果不考虑对地球的影响，人类的物质繁荣很可能达到了前所未有的高度。问题在于“如何才能继续提高人类的境况”，福利问道：“我们要怎样做，才能在不毁掉这个星球的情况下养活近90亿人？”真正重要的第一步，应该是至少了解一下危险的禁区在哪里。
南极洲上空的“臭氧空洞”（紫色）是用来衡量人类对地球影响的指标之一。
希望是有的。人类曾经跨出过其中一个安全界限：由于释放了破坏臭氧的化学物质，平流层臭氧含量降低形成了“臭氧空洞”。多亏了国际合作以及1989年的《蒙特利尔议定书》，我们又退回了安全地带。“地球界限”的提出者之一、美国亚利桑那大学的环境科学家黛安娜·利弗曼指出：“我们确实设法撤回到了臭氧的安全界限之内，在保护地区生物多样性方面做出了卓越的努力，减少了农业污染、空气颗粒物和水需求量，减缓了毁地造田的进程。这给了我们一些希望：只要我们选择去做，就能管理好人类对地球的影响。”
蒙特利尔议定书
《蒙特利尔议定书》又称作《蒙特利尔公约》，全名为《蒙特利尔破坏臭氧层物质管制议定书》（Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer），是联合国为了避免工业产品中的氟氯碳化物对地球臭氧层继续造成损害，承续1985年保护臭氧层《维也纳公约》的大原则，于1987年9月16日邀请所属26个会员国在加拿大蒙特利尔所签署的环境保护公约。该公约自1989年1月1日起生效。
《蒙特利尔议定书》中对CFC-11、CFC-12、CFC-113、CFC-114、CFC-115等五项氟氯碳化物及三项哈龙的生产做了严格的管制规定，并规定各国有共同努力保护臭氧层的义务，凡是对臭氧层有不良影响的活动，各国均应采取适当防治措施，影响的层面涉及电子光学清洗剂、冷气机、发泡剂、喷雾剂、灭火器……此外，议定书中亦决定成立多边信托基金，援助发展中国家进行技术转移。
热带雨林的第二次生命
撰文｜杰西·格林斯潘（Jesse Greenspan）
翻译｜李想
只要获得喘息之机，满目疮痍的雨林几乎能将其生物多样性恢复如初。
致力于雨林保护的环境保护者通常将注意力放在日益减少的原始林地上，即从未回响过嗡嗡电锯声的森林。但即便是已经伐无可伐的林地，似乎也应得到保护。大量证据显示，只要环境适宜，被过度砍伐的林地也能恢复其生物多样性，且几乎能重新达到未曾损毁的亚马孙原始林的水平。
这项评估再生林生态价值的最新研究发表于3月的《热带保护科学》杂志上。一个由生态学家和自愿者组成的国际性研究小组，用一年半的时间标识了秘鲁马努生物保护区内所能找到的每一种鸟类、两栖类、爬行类以及中到大型哺乳类动物，这片约800公顷（1公顷为0.01平方千米）的恢复性林地已被联合国教科文组织列为世界遗产。他们最终确认了570种动物，相当于周边更古老的雨林（或者说原生雨林）中已知物种数量的87％，其中还包含了许多濒危物种，例如小耳犬和巨犰狳。研究人员甚至找到了疑似的新蛙类物种。
马努保护区为再生林生物多样性提供了一个最佳案例，苏格兰格拉斯哥大学的安德鲁·惠特沃思说。这项研究是与克里斯基金会（秘鲁的一个非营利组织）合作开展的，惠特沃思是该研究的负责人。马努保护区的成功应归功于长期施行的禁猎和禁伐令，这使得周边广阔的原生雨林中的动物很容易迁入再生林地。
不过，即便是保护力度欠佳、处于起步阶段的再生林，也能产生不可忽视的生态价值，包括流域续存和野生生物走廊。再生林还能减轻二氧化碳污染：一项发表于2016年2月的研究显示，再生热带雨林从大气中吸收的碳含量比原生雨林（那些碳吸收能力已接近饱和的林地）高出11倍。
惠特沃思说：“我们并不是说再生林比原生雨林更重要，而是说，通过有效的保护以及给予足够的恢复时间，再生林仍可以成为无价之宝。”美国康涅狄格大学的生态学教授罗宾·蔡兹顿及同事也同意此观点，他们在一篇文章中将再生林比作一瓶陈年佳酿，时间越久，口感越佳。
目前，热带地区已经遭到砍伐破坏的林地，通常被改造为棕榈油种植园或其他农业用地，而没有评估其恢复为再生林的可能性（如图中的西部亚马孙林地）。不过相关人员已经开始重视这一问题了。在纽约召开的2014年联合国气候峰会上，几十个国家政府、跨国公司、非营利组织以及地区组织承诺，在2030年前恢复3.5亿公顷的退化林地。
蔡兹顿正为巴西如何恢复其退化的大西洋森林建言献策，他说：“我们不能止步于保护原生林地，这远远不够。”
话题三
人类不是地球的唯一居民
大象穿过森林或草原时，身后会留下深深的脚印，这些脚印积水后，就成了许多微小生物的家园。仅仅是一个大象脚印，就成为数十种生物的家园。人类并不是地球上的唯一居民，如何与其他“居民”和谐相处，将考验人类的终极智慧。
禁捕小鱼破坏生态
撰文｜萨拉·辛普森（Sarah Simpson）
翻译｜Joy
适当放过一些大鱼，或许是维持渔业健康发展更明智的选择。
商业性捕鱼者和周末垂钓者都知道，“要把小鱼丢回去”。这是为了给小鱼留下成长和繁衍的时间。但是，这种策略事实上可能正在伤害着鱼类种群。
美国纽约州立大学石溪分校海洋科学研究中心主任戴维·康诺弗说，正在进行的捕鱼实验揭示，仅仅捕捞最大的个体，实际上会迫使一个种族进化出不良的特征，降低一个被过度捕捞的鱼类种群恢复生机的能力。这些结果也许能够解释，为什么世界上许多最濒临灭绝的鱼类种群没有如预期一样迅速地恢复。
缩水的体型：这些全都是第五代大西洋银汉鱼，左侧的三条来自于只捕捞大鱼的鱼群，中间的三条来自于随机捕捞的鱼群，而右侧的三条来自于只捕捞小鱼的鱼群。对大鱼的捕捞使得左侧的一组变得比另外两组更小。
这种遗传效应出现在大西洋银汉鱼的身上。这是一种小型鱼类，通常成长得很快。1998年，康诺弗将一批野生银汉鱼带回他的实验室，他和他的学生们饲养了五代银汉鱼，每一次都从一群鱼中取走90％的大鱼，从另一群中取走90％的小鱼，从第三群中随机取走90％的鱼。
到了2002年，他们清楚地看到，对大鱼的捕杀产生了一个戏剧性的结果。与随机捕捞的对应鱼群相比，这个鱼群中的个体平均体重大约只有前者的70％；与保留最大个体的鱼群相比，它们的体重只有那些幸存者的55％。由于进行对比的鱼都拥有同样的年龄，科学家可以将鱼类体型的缩小归因于更为缓慢的成长，这是基因选择的结果。
令人担忧的是，这种更为缓慢的成长还伴随着一整套的缺陷。现为美国加利福尼亚大学河滨分校博士研究生的马修·沃尔什主导了对第五代和第六代银汉鱼的详细检查。这些检查揭示，捕捞大鱼的鱼群中，鱼儿更加不愿意搜寻食物或与掠食者周旋。它们还会产下更小、更少的鱼卵，这些鱼卵成长为健康后代的比例也更低。
沃尔什指出，这些结果并非完全出乎意料。历史记录证实，鳕鱼和其他一些受欢迎的食用鱼类在过去更大一些，而且他说：“许多鱼类的生育能力随着体型增加而增长，这也是众所周知的。”但是现在，对于生物学家和渔业管理者来说，由人类引起的进化将变得越来越难以忽视。加利福尼亚大学河滨分校的鱼类生物学家戴维·雷茨尼克说：“这项研究是一个很好的例子，表现了进化过程是如何对这个种群的长期健康产生不利影响，并且与我们的利益产生冲突的。”
康诺弗承认，是不是该把更弱小的鱼做成盘中之餐，现在还完全不清楚。但是，将部分大鱼跟小鱼一起放走大概是一个明智的策略。与此同时，康诺弗的研究小组已经中止了一切与体型筛选有关的捕捞，他们现在正在等待，看看鱼群的后代能否恢复原状以及恢复原状需要多长时间。
让鱼类安全通过水电站
撰文｜马德琳·博丁（Madeline Bodin）
翻译｜耿小兵
常规的扇形涡轮对穿过涡轮的鱼类的致死率高达40％，如何让鱼类安全通过水电站成为一个值得研究的课题。如今，好消息来了，一种不会伤害鱼类的水电涡轮即将进入商业应用。
位于美国马萨诸塞州霍尔登市的奥尔登研究实验室，曾经设计出一种前景被看好的水电涡轮。但遗憾的是，美国联邦政府停止了对这种涡轮的资金支持，研究被迫中止。已经造好的涡轮比例模型也被拖出大型测试水槽，闲置在水力学实验大楼的一个昏暗角落里。
作为20世纪90年代的一项革新，这种新型涡轮有望弥补传统水力发电的一个缺陷，即用于发电的涡轮会杀死穿过其间的生物。新型的涡轮设计能使至少98％的鱼儿得以幸存。不过，因为联邦预算削减而失去经费支持，这项发明只好灰头土脸地躺在角落里面。现在，一项新的计划有望让它重见天日，发挥它的潜在商业用途。
常规的扇形涡轮对穿过涡轮的鱼类致死率高达40％。1994年，在美国能源部的首批资金支持下，奥尔登实验室与位于美国佛蒙特州怀特里弗章克申（美国的一座小镇）的Concepts NREC公司合作，设计了一种对鱼类无害的所谓“亲鱼”涡轮。新型设计主要由三片转叶组成，它们绕在一根圆锥状转轴上，形成了螺旋形状。转叶被一个旋转的容器包裹，只有一部分边缘露在外面。这种涡轮的转叶之间没有空隙，叶数较少且转速较低。所有这些特征，都降低了鱼被涡轮转动部分绞伤的可能性。此外，穿过涡轮的水流平稳，几乎不产生具有潜在危害性的剪切力。
这种设计尤其保护了鳗鱼和鲟鱼，这些体型瘦长的鱼类的数量正在减少。对它们而言，传统的水电涡轮绝对是致命的。根据初步测试，所有穿过新型涡轮的鳗鱼和鲟鱼都有望幸存。不过几年前研究的被迫中止，让这种新型涡轮的前景变得黯淡起来。
随后，总部位于美国加利福尼亚州帕洛阿尔托市的电力科学研究院（Electric Power Research Institute，EPRI）接手了“亲鱼”涡轮的事业。要将这项设计应用于市场，并在水电厂改造时代替常规涡轮，至少需要50万美元的资金，EPRI现已筹集了大约30万美元。EPRI的高级项目主管道格·狄克逊指出，第一步是要提高新型涡轮的功率输出，使它能与现有的涡轮相抗衡。按照原始的设计方案，新型涡轮所产生的输出功率，仅相当于同样大小商用涡轮功率的一半。狄克逊说：“涡轮的发电效率越高，它对工业界的吸引力就越大。”
然而，提高输出功率并非易事。奥尔登实验室主任内德·塔夫脱说：“对工程有益就对鱼类无益，这是一条规则，反之亦然。”奥尔登实验室的工程师相信，解决的办法是加大流过涡轮的水量。他们最近想出了一种办法，在涡轮的直径仅增加2％的情况下，令螺旋形水管的容量加倍，这样可使更多的水注入叶片。除了改变叶片的形状和角度以外，Concepts NREC公司还计划增加叶片前沿的间隔宽度，使它与游过涡轮的常见鱼类的长度相当，从而提高鱼儿的生存率。
狄克逊相信，这种设计即将开始商业化应用。支持者表示，问题的关键已经不再是涡轮设计成功与否了。正如狄克逊所说：“我们正千方百计筹集资金，以促成它向商业化转变。”塔夫脱称：“许多人并不把水电当成绿色能源。这种涡轮会改变他们的看法。”
禁售蓝鳍金枪鱼
撰文｜迈克尔·莫耶（Michael Moyer）
翻译｜蒋青
蓝鳍金枪鱼的经济价值在金枪鱼甚至全鱼类中首屈一指，是最受欢迎的食用鱼之一。由于生长缓慢和过度捕捞，如今全球蓝鳍金枪鱼的数量已经大大减少。欧盟渔业专家警告说，如果不限制捕捞，蓝鳍金枪鱼可能会灭绝。一项拟议中的贸易禁令或许可以让蓝鳍金枪鱼“走出”我们的菜单。
2010年1月，日本东京筑地鱼市一条重321.8千克的巨大蓝鳍金枪鱼卖出了17.5万美元的高价。售出当天下午，鱼市不远处一家名为“久兵卫”的米其林星级餐厅里，食客们济济一堂，大快朵颐，享用着从全世界最昂贵的鱼身上切下的最肥美的鱼腩——“吞乐”（日文中指蓝鳍金枪鱼的肚皮肉，此处为音译）。
渔业链的最后一环：在日本东京的筑地鱼市，每天有大约1,000条金枪鱼被叫卖。
过不了多久，日本的食客们就要为金枪鱼支付更高昂的账单了。2010年3月，在卡塔尔多哈举办的一次濒危野生动植物种国际贸易公约（Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora，CITES）会议上，人们计划推出一项提案，要求禁止所有针对北方蓝鳍金枪鱼的贸易行为，将这种鱼与白犀牛、亚洲象之类的大型动物明星同等对待。日本进口的蓝鳍金枪鱼数量占到大西洋和地中海蓝鳍金枪鱼渔获总量的大约80％，与此同时，这种鱼的种群数量已经大幅下降到了一个极低的水平，以至于许多科学家推测它们正走向灭绝（参见《环球科学》2008年第4期《拯救蓝鳍金枪鱼》一文）。
对这样一种具有重要商业价值的动物施行国际贸易禁令是一项前所未有的举措，提案方已经做好了迎接强烈反对声浪的准备。按照CITES的要求，一个物种的数量要降至不足历史水平的20％，或者短期内数量下降率高得异常，才能对其实行全面贸易禁令。在蓝鳍金枪鱼长达数十年的一生当中，它们会从地中海巡游到墨西哥湾，要想统计它们的总数绝非易事，但最近由联合国粮食及农业组织和国际大西洋金枪鱼保护委员会（International Commission for the Conservation of Atlantic Tunas，ICCAT）组织的多个科学委员会都一致认为，北方蓝鳍金枪鱼符合这一标准。
CITES列出的另一个条件是：执法人员必须能够识别出不同种类的金枪鱼。这项任务几乎与查核种群数量一样困难。蓝鳍金枪鱼有三种，分别是北方蓝鳍金枪鱼、太平洋蓝鳍金枪鱼和南方蓝鳍金枪鱼。然而，就连训练有素的分类学家都很难将北方蓝鳍金枪鱼和太平洋蓝鳍金枪鱼区分开。
这个问题一直延伸到人们的餐桌上。2009年末，美国哥伦比亚大学和美国自然历史博物馆的一个研究团队检查了从纽约和丹佛两个城市的寿司餐馆里偷偷带出来的68份金枪鱼样品。他们发现，31家餐馆中有19家都认不出或认错了他们所提供的金枪鱼种类——比如把大眼金枪鱼当成蓝鳍金枪鱼（或把蓝鳍金枪鱼当成大眼金枪鱼）。他们还发现，在9份被宣传为“长鳍金枪鱼”的样品中，有5份根本不是金枪鱼，而是玉梭鱼（也叫蛇鲭）。这种鱼含有一种不可食用的蜡酯，能够引发腹泻，在意大利和日本已被禁售。
传统的DNA分析手段无法识别不同种类的金枪鱼，因为它们的基因实在太相似了。因此，研究人员引进了一种新方法。传统的DNA条形码技术将DNA序列打碎成由碱基对组成的杂乱的包，然后比较这些包与对照包的相似度。新方法则着眼于全基因组中一个特殊位置处DNA核苷酸序列。这种方法能够明确无误地鉴别任何金枪鱼样品——哪怕它们被摆在寿司饭团上面。
蓝鳍金枪鱼
蓝鳍金枪鱼是金枪鱼类中最大型的鱼种。身躯底部至侧边的色彩明亮，上身躯则是深蓝色，鳍是暗色，小鳍则呈现微黄色，尾柄隆起嵴呈黑色。全身披鳞，口相当大，眼不大，胸鳍短，末端不到第一背鳍的中央，这是本种的最大特点。体长一般1～3米，大者长达3米多，体重700多千克。
蓝鳍金枪鱼是生长速度最慢的金枪鱼种类，寿命长达20年甚至更长。高脂肪期的蓝鳍金枪鱼味道最好，价格最高。该品种捕捞量不到全球金枪鱼捕捞总量的1％，也称真金枪鱼，主要用来做高档生鱼片，其市场全部在日本。蓝鳍金枪鱼被称作鱼类中的金砖。2013年1月5日，一条重222千克的青森县大间产蓝鳍金枪鱼以15,540万日元（当时约合人民币1,100万元）的天价成交。这是自1999年以来的最高价。
“某些基于DNA的识别方法将成为确保CITES禁令得到有效执行的重要组成部分，”这项研究的合作者之一雅各布·洛温斯坦说，“它有可能在不久的将来成为监管机构的标准方法。”即使CITES的提案失败了，仍有大量监管工作要做。ICCAT负责设定大西洋和地中海海域蓝鳍金枪鱼的捕捞配额，可以说，他们的工作做得相当糟糕。“金枪鱼捕捞者因为普遍担心蓝鳍金枪鱼减产，所以在20世纪60年代组建了ICCAT，并定期召开会议，”美国蓝色海洋研究所所长卡尔·萨菲纳说，“从它成立之日起，金枪鱼的数量除了下滑外，还是下滑。”
尽管ICCAT设定的捕捞配额已经远远高于其科学顾问团建议的数值，偷捕和走私的行为却依然猖獗。以2007年为例，尽管科学家建议ICCAT在金枪鱼产卵期内应暂停地中海的渔业活动，并将渔获量控制在1.5万吨以下，ICCAT还是规定“东大西洋、地中海海域渔获上限为2.95万吨”。结果，渔民当年的捕获量约达6.1万吨，而且大多数都捕自地中海的产卵区。用萨菲纳的话来说，“这根本是在对蓝鳍金枪鱼发动全面战争”。
