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森林領域
森林領域
2020/02/12
哥倫比亞大學研究團隊針對印度西高止山脈的森林,進行人造林與天然林固碳與緩解氣候變遷效用之研究,發現人造林的固碳效用未能達到如同天然林的長期穩定性,其碳儲存量低於天然林30%至50%間。
2019/12/30
聯合國糧農組織於2019聯合國氣候變遷高層峰會公布全球森林資源調查報告,全球森林遍部於全球三分之一的旱地中,預估於21世紀末,全球旱地將增加12至23%,嚴重危害糧食安全,建議應進行相關因應規劃與調適。
2019/08/06
美國密西根理工大學以楊樹(常見的人工林樹種)的收穫情況作為森林採收的相關研究主體,40年的研究觀察推翻過往伐林的定論,認為遺留在林場的殘材未必能適時地轉換為土壤養分並反映在造林的成果上,不論是何種收穫方式,皆不影響林分產量。
2019/06/28
美國伊利諾伊大學研究團隊研究發現,2010至2014年間的支出之醫療保險費用若排除年齡、性別、種族等人口統計變數項目,當地的森林與灌木面積覆蓋越高,平均每人所需額外付出的健保費用越低,進而推論:行政區內覆蓋越多森林與灌木,將可為年長者及行動不便者帶來更多健康與社經方面的好處。
2019/01/25
保護區域乃至於全球尺度的生物多樣性,一直是各國設法達成的目標。美國佛羅里達自然歷史博物館(Florida Museum of Natural History)的研究學者對這方面的議題提出呼籲,認為是時候利用長期累積的大數據解決人們長期以來的疑問:植物是如何演化並形成現在的分布?並預測未來環境受人為擾動下,植物將如何繁衍等問題。   研究人員表示,近年來,由於資料處理、演算法及硬體性能方面大幅度進展,研究人員能將生物相關的大數據,以適當的工具加以分析,解開長年來人們感興趣的議題。這些議題包括物種保育策略、預測未來物種的分布,及透過模型模擬預測物種受氣候變遷衝擊的程度等。現今,越來越新穎的量測方式,包含遙測與無人機技術,讓科學家們即時觀測與蒐集數據;此外,研究人員也可利用生物愛好者或公民科學家(citizen scientist)蒐集整理並發布在線上資料庫的客觀數據作為研究數據。藉由結合上述數據來源,研究人員便可全方位地探討生物問題,政策制定者與決策者也可依據資料庫內容或研究結果制定及推動相對應的政策。相關研究文獻已發表在<Nature Plants>。【延伸閱讀】以大數據分析都市農業未來潛能   以大數據為基礎的研究,對於釐清生物演化史、現況分布及與預測未來可能分布的範圍有其必要性。在農業方面,善用宏觀的大數據分析將有助於預測作物分布之生長界限,倘若對臺灣特有種的分布有通盤的了解,將有利於未來制定保育政策,特殊的種源在完善的保育政策下將得以保存,對日後的育種試驗有相當大的幫助。   目前國內已由農委會、中研院與科技部共同成立「臺灣生物多樣性資訊入口網」,「臺灣生物多樣性資訊入口網」匯集各界研究學者與公民科學家調查之生物分布資訊,以數位化的方式呈現於網路平台,供國人查閱。
2018/12/26
美國能源部開發出以木質素作為3D列印的新興材料,木質素具備穩定熔融態,該特性適合作為3D列印的射出材料,混入木質素的新興複合材料似乎較光滑且可塑性提升,將具有更順暢的3D列印速度及造出結構更堅固的3D列印產物。
2018/12/05
自然保護區的劃設,除減少人為直接影響外,赫爾辛基大學芬蘭自然史博物館的研究團隊經過長期觀察下,發現當全球面臨氣候變遷的衝擊時,自然保護區的劃設對於保護區境內鳥類物種多樣性帶來正面的影響,達到物種保育之目的。
2018/11/21
芬蘭位處北緯60˚~70˚間的斯堪地半島,全國森林覆蓋率達69%,每年約生產300萬噸的軟木(softwood)樹皮,目前主要用於能源生產。而在樹皮利用方面,傳統工藝會先利用熱水萃取樹皮中的單寧,樹皮殘餘物再經過酵素水解,作為醣類發酵的生產原料。   除了樹種外,單寧萃取產率也會受原料來源和加工製程的影響。使用傳統熱水處理法製程,斯堪地那維亞(Scandinavian)的雲杉和松樹所萃取的丹寧產量最多達樹皮重量10%,且利用酵素水解樹皮殘餘物作為醣源的利用效率也有待提升。   由芬蘭科技研究院(VTT Technical Research Centre of Finland)開發的新型工藝使用更強的鹼性條件和更高的溫度處理木材,大約可溶解與分離三分之一的樹皮重的單寧,產率更高,且得到的雜質(碳水化合物和灰分)則比起熱水處理法更少,因此以此方法生產的單寧(tannin)萃取物是比kraft lignin活性更高的樹脂原料,而殘餘的纖維仍可作為醣源發酵產物的原料,或進行其他材料方面的應用。【延伸閱讀】農業新技術延長水果兩倍保鮮時間   此研究與歐盟SPIRE計畫相關,屬於「降低能源需求和農林複合廢物轉化為高附加價值產品過程的二氧化碳排放的系統方法」計畫中的一部分,其他參與機構包含比利時的生物基地歐洲試驗工廠(Bio Base Europe Pilot Plant, BBEPP)、西班牙的TECNALIA 研究院、Foresa公司和BIOSYNCAUCHO公司。
2018/11/02
石油滲漏、船舶漏油與工業製造過程所排放廢水中的大量油汙,會造成令人頭疼的環境問題,且需盡快爭取清除時間,以防止汙染範圍擴大,且後續的油水分離與油汙回收也充滿挑戰。多年來,科學家們已經開發了許多清理技術,包含重力分離、燃燒或生物修復等,但這些方法可能具有效率低、二次污染和成本高等缺點。   過往部分研究已針對油脂吸附需求開發出由二氧化矽、纖維素奈米纖維或塑膠聚合物等多孔性材料,雖然可符合重量輕、吸收力優異和可持續性等特點,但這些材料通常不夠堅固,難以反覆擠壓後再度使用。中國林業科學研究院則使用化學物質去除天然波薩木(balsa wood)的木質素和半纖維素,只留下纖維素骨架,在冷凍乾燥後形成波浪狀的層狀結構,再藉由表面的矽烷化作用產生聚矽氧烷(polysiloxane),所得到的木海棉可具有良好的壓縮性和彈性回覆率,且可選擇性地吸附油脂,並擠出再利用。【延伸閱讀】減少水中鉛汙染的蘚苔   根據測試,當木海棉放入水和矽油的混合液中時,海綿可吸收其自身重量16至41倍的油,留下乾淨的水,且海綿可承受至少10次吸收和擠壓循環。相關研究受到中國科技部國家重點研究發展計劃和國家自然科學基金會的資助,結果發表於<ACS Nano>。
2018/08/24
氣候變遷衝擊原有的生態環境,是人類未來面臨最大的關鍵挑戰之一。為了調節大氣中溫室氣體的含量,減緩氣候變遷進程,人們逐漸重視森林及海洋生態提供之碳捕捉與碳封存服務。其中位於熱帶與亞熱帶河口潮間帶附近,由水生木本植物組成的紅樹林(Mangrove)屬於「藍碳」的一種,因其豐富的生物多樣性,比起一般陸生森林的儲碳能力更高。   過去研究人員提供了各種推估紅樹林儲存藍碳的方法,但卻忽略了潮汐和河流對沿海的影響,因此降低了全球預測的準確性。而現在路易斯安那州立大學(Louisiana State University)海洋學和海岸科學系使用了地貌框架(ecogeomorphology framework)和CES (coastal environmental settings),針對世界各地紅樹林儲存的藍碳含量進行了更準確的估算,發現在加勒比和佛羅里達地區的石灰岩海岸的藍碳被低估了50%,且沿岸三角洲的藍碳被高估了86%,並為57個缺乏藍碳數據的國家提供了新的計算數據,有利於政府與土地開發者於事先規劃紅樹林附近的土地利用,並提升紅樹林提供的環境價值。【延伸閱讀】康乃爾大學科學家發現能對抗氣候變遷的新菌種   此項工作由美國國家科學基金會的Coastal SEES計畫、Earth Surface Dynamics、Louisiana Sea Grant College Program和National Council for Scientific and Technological Development(CAPES / CNPq)資助,該研究報告發表在美國生態學會的<Frontiers in Ecology and the Environment>。
2018/07/18
燃料電池(Fuel cell)是一種透過氧化還原反應,將氧化燃料產生的化學能轉化成電能的裝置,可供給於工業或交通工具等用電需求。常見的燃料包含甲烷、氫氣、醇類等,透過劇烈的氧化反應後會產生水、二氧化碳與部分熱能,由於燃料電池對環境的汙染比起化石燃料更低,因此被視為是綠色能源的一種。   木質素(lignin)是構成樹木細胞壁重要的有機聚合物之一,具有極高的硬度,在纖維素(cellulose)的黏合下支撐整棵植物的重量。然而,木漿中的纖維素是造紙工業中不可或缺的主要材料,木質素的存在卻反而容易指紙張脆化,因此在造紙過程中木質素便被溶解於硫酸鹽或亞硫酸鹽溶液中排除。一棵樹約含有25%的木質素,若能經過適當方式再度利用,則更有利於環境永續。木質素由豐富的烴鏈所構成,經過分解可產生大量的苯二酚(benzenediol),其中兒茶酚占約7%,瑞典林雪坪大學(Linköping University)認為此類分子是一種可用於燃料電池的替代燃料,因而積極開發利用將其製成燃料電池的方式。【延伸閱讀】將廢水副產物轉化為永續綠色燃料   一般而言,燃料電池常使用鉑作為電極以吸引電子,但鉑為貴重金屬,不但單價高,且不適用於屬於芳香族的兒茶酚燃料電池中,因此該團隊使用導電聚合物PEDOT:PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate)製成適用於兒茶酚的電極與催化劑;根據估算,兒茶酚燃料電池的發電量與現有的甲醇或乙醇燃料電池大致相同。雖然兒茶酚燃料電池未來仍需經過改良才能有效使用在各項需電設施上,但此研究提供了木質素加值利用的新方向,幫助人們更完全利用林木資源。   相關研究由Digital Cellulose Center (DCC)支持,結果發表於<Advanced Sustainable Systems>。
2018/07/09
隨著交通不斷革新,人們與貨物於各地間穿梭移動也越來越方便,部分物種可能因貿易、走私等人為攜帶,從原生地引入一個其先前未曾存在過的地區,並有能力克服當地環境限制而迅速擴展領地,以至於威脅到當地的生物多樣性成為「入侵種」,例如紅火蟻、小花蔓澤蘭、福壽螺等。比起顯而易見的大型植物或動物,入侵微生物於初期不易發現,所造成的危害往往更具破壞性。   最近美國加州沿海發現了一種新的入侵種- Phytophthora ramorum,此種微生物能侵入樹木維管束,使其水分運輸受阻,造成當地數十萬棵櫟屬樹種迅速萎凋死亡。目前推測P. ramorum可能原生自東南亞,透過感染症狀較輕微的植物寄主傳播到歐洲和北美地區,並成功在當地的原生林地蔓延,現在已可於許多苗圃與景觀植物上檢測出P. ramorum。除了通過法規限制州間植物交易以防止病害擴散,也應積極研究控制入侵病原體的方式。【延伸閱讀】最新研究發現可對抗克痢黴素抗藥性細菌之新興化合物   由於P. ramorum可產生厚膜孢子於土壤中長時間休眠,因此此次美國農業部採用木黴菌Trichoderma asperellum進行生物防治測試,於國家觀賞植物研究基地(National Ornamentals Research Site at Dominican,NORS-DUC)一系列的田間試驗中發現,T. asperellum可顯著降低土壤中P. ramorum的族群密度,目前作者Dr. Widmer已於生物農藥公司合作,踏出開發相關商業產品的第一步。   相關研究發表於<Biological Control>

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