新闻｜本月科研快讯导读（2024.10.31）

环境｜Sustainable Environment

Nature｜北极海冰融化或影响全球洋流

当地时间 10 月 27 日，一项发表于《自然通讯》（Nature Communications）的研究警告，北极海冰的加速融化会改变海水的盐度和密度，扰乱海流的正常流动，导致整个海洋的环流模式和热量分布发生变化，可能对全球洋流产生深远影响。

研究团队利用从北欧海域采集的沉积物岩心中的生物、无机和有机地球化学示踪剂，重建了末次间冰期（约十万年前）期间的海洋条件与气候变化情况，发现当时北极海冰的融化与区域的海表温度和海洋环流之间存在联系：那时的全球气温比现在更高，冰量更少，海平面明显更高，随着海冰的融化，水的盐度和密度发生变化，导致整个海洋的环流模式和热量分布发生变化，并很可能导致了北欧大幅降温。该研究为气候建模的研究人员提供了基础，可以帮助人们更好地理解冰盖变化对区域和全球气候的影响。

PNAS｜一条重要环流的放缓或能缓解北极气温上升趋势

大西洋经向翻转环流（AMOC）在全球的热量传递中发挥着重要作用。已有研究显示，AMOC正随着气候变化而减弱，甚至有一些研究者预测AMOC可能会在本世纪末崩溃，给气候带来巨大影响。一项发表于《美国科学院院刊》（PNAS）的研究提出，AMOC的放缓或许能够减慢北极变暖的速度。

AMOC携带热带温暖的海水向北前往北大西洋，又将北大西洋底层的冷水运往赤道，因此AMOC如果减弱，就会减少抵达北极地区的热量。研究者建立了相关的气候模式，整合了海洋、大气、陆地和海冰之间的相互作用。模式结果显示，到本世纪末，AMOC的减弱可以使北极的变暖幅度减少2摄氏度。研究者指出，这项研究体现了AMOC对气候影响的复杂性，尽管AMOC减弱带来的降温或许可以在短期内环节北极的升温问题，但仍然不能避免北极生态系统的持续崩溃。同时，研究者也强调，AMOC的减弱或崩溃可能会引发其他气候干扰，“这并不是一个简单的好消息，从北极到全球，（AMOC减弱）对生态系统和天气模式的总体影响仍然很严峻。”

技术｜Sustainable Technology

Joule｜“电农业”让植物不再需要光

光合作用是地球上几乎所有生命赖以生存的根本，但它捕获能量的效率极低——植物吸收的光能中只有约1%在植物内部转化为化学能。近日，一项发表于《焦耳》(Joule)的研究显示，生物工程师提出了一种全新的农业方法，并将其命名为“电农业”。

这种方法本质上是用太阳能化学反应取代光合作用，从而更有效地将二氧化碳转化为植物可以“吃”的有机分子。具体来说，用建筑取代农田，人造的太阳能电池板吸收太阳辐射，为二氧化碳和水之间的化学反应提供动力，从而产生醋酸盐。然后，醋酸盐被用来“喂养”各种水耕作物。该团队最初的研究重点是西红柿和生菜，但计划在未来转向主食作物，如木薯、红薯和粮食作物。目前，他们已经成功设计出除光合作用外还能“吃”醋酸盐的植物，但最终目标是设计出仅“吃”醋酸盐就能获得所有必要能量的植物。研究人员估计，如果美国所有的食物都使用这种方式生产，那么农业所需的土地数量将减少94%。这种方法也可以用于在太空中种植食物。

Nature｜生成式AI产生的电子垃圾或在5年内增加1000倍

尽管生成式AI在许多科研应用和一些日常任务中非常实用——如生成文本或图像，但它也依赖于硬件架构和芯片技术的快速迭代。生成式AI近来的大量使用产生了更多的电子垃圾（即废弃电子设备的废物流），而这可能对环境有害。近期，《自然·计算科学》（Nature Computational Science）发表的一项模型研究显示，生成式AI的日益流行预计将导致电子垃圾（e-waste）的快速增长。

作者通过计算预测了2020年至2030年生成式AI产生的电子垃圾的潜在数量，以大语言模型为主要关注点。这些预测考虑了不同生成式AI生产和应用程度的四种情景，从激进情景（更广泛的应用）到保守情景（更具体的应用）。研究团队预计，假设不采取任何减少垃圾的做法，2030年的电子垃圾流或多达每年250万吨。他们还发现，在AI增长最快的情景下，生成式AI在2023至2030年产生的电子垃圾总量可能多达500万吨。作者还预计，在此情景下，产生的电子垃圾或包含150万吨印刷电路板和50万吨电池，这些可能含有铅和铬这类有害材料。作者认为，采取循环经济策略（延长现有架构的寿命以及/或在再生产过程中重复利用关键模件和材料）或让产生的电子垃圾减少86%。研究结果表明，必须开展负责任的生成式AI使用和积极的电子垃圾管理策略，以减少污染的有害影响。

健康｜Sustainable Health

IJE｜站立式办公未必有益于健康

“久坐是新式吸烟”这句话凸显了久坐对健康的危害，而站立式办公桌被誉为解决久坐带来的健康风险的方法之一。然而，在一项最近发表于《国际流行病学杂志》（International Journal of Epidemiology）的论文中，澳大利亚悉尼大学（University of Sydney）的研究团队发现，从长远的角度来看，与坐着相比，长期多站并不能改善心血管健康，反而会增加与站立有关的循环系统疾病风险。

研究人员让超过 8.3 万名成年参与者佩戴设备，跟踪他们每天的坐姿、站姿和身体活动的数据，并对他们进行了长达 7 年的随访调查。研究发现，当参与者每天的坐姿时间超过 10 小时后，每增加 1 小时，心血管疾病（包括冠心病、心力衰竭和卒中）风险平均增加 15%，直立性循环疾病风险（包括直立性低血压、静脉曲张、慢性静脉功能不全和静脉溃疡）平均增加 26%；当每天站立超过 2 小时后，每增加 30 分钟，直立性循环疾病风险平均增加 11%，站立时间与心血管疾病风险无关。因此，坐得太久和站得太久对身体都有弊端，站坐交替更有利于健康。此外，运动才能带来最大的健康效益。

RSPB｜运动中多休息，身体耗能反而增加 60%

近日，一项发表于《英国皇家学会学报 B 辑：生物科学》（Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences）的研究发现，在同等距离下，每锻炼 10~30 秒就停下来休息可以比连续进行相同的运动多消耗 20%~60% 的能量。

研究人员招募了 10 位被试，要求他们在跑步机上行走或爬一段楼梯，持续时间从 10 秒到 4 分钟不等，同时让他们戴着面罩以监测摄氧量——这是测量能量消耗的一种手段。结果显示，在同等的距离下，相比于稳定、持续时间较长的运动，反复多次的开始-停止运动（短时锻炼）可以消耗更多的能量。其原因是，与达到稳定状态后相比，身体需要消耗更多的能量来热身和开始运动，这就像一辆汽车在刚启动时会比之后消耗更多燃料一样。另外，进一步的测试表明，相较于一次较长时间的锻炼，多次短时锻炼会多消耗 20%~60% 的能量。

管理｜Sustainable Management

SH｜Sustainable Horizons 2024 编委会圆满落幕

2024年10月26日，Sustainable Horizons 2024 编辑委员会暨期刊年度战略发展研讨会在中国宁波顺利召开。会议由 Sustainable Horizons 期刊主编、美国地球物理联合会会士、宁波东方理工大学（暂名）副校长郑春苗教授主持，一百四十余位国内外编辑编委通过线上线下方式积极参与讨论。会议深入探讨了期刊的发展现况、编委团队的构建与强化、编委的具体工作职责，以及未来的工作规划与实施策略。

会上还为Sustainable Horizons2023-2024年度的最佳审稿人、高被引作者及杰出贡献奖得主颁发了荣誉证书与奖杯。