1月8日《科学》杂志精选

热带生物多样性和渔业

为水电开发买单

随着热带地区水电站大坝的蓬勃发展，对其实际经济效益进行全面评估非常重要，因为其效益往往被夸大，其对生物多样性和渔业的深远影响往往被低估。虽然柯克温德·米勒和其他人承认这些项目可以解决重要的能源需求问题，但他们列举了许多没有考虑大坝实际成本的方法，尤其是在热带等生态丰富的地区。到目前为止，亚马逊河、刚果河和湄公河流域还没有任何水电开发，但人们已经计划为这三条河流修建450多座大坝。最近的研究证明，水坝的位置与保护这些河流流域的生物多样性有很大关系。然而，一些热带发展中国家缺乏指导水电站大坝建设的计划，许多国家避免了任何小型大坝的正式决策过程。例如，巴西的贝尔蒙特可能创下了生物多样性丧失的新记录，因为大坝所在的地区有数量异常多的独特物种。作者还强调了泰国的例子:泰国的88座大坝预计将扩大19%~63%的农业用地，以抵消这些大坝对当地渔业的影响；他们指出，如果按计划修建六座大坝，湄公河上游的农村社区可能面临类似的挑战。作者的结论是，如果不进行更仔细的评估和规划，对生态、社会甚至金融的负面影响将伴随着在热带河流中修建新的水电站大坝。

稳定钙钛矿太阳能电池

可以提高太阳能效率

一项新的研究证明，在钙钛矿型太阳能电池中添加铯可以显著提高其热稳定性和光学稳定性，同时保持高能效。金属卤化物钙钛矿光伏电池很有吸引力，因为当放置在顶部第二层时，它们有潜力将商用硅光伏电池的性能提高20%~30%。这种协同作用的原因是钙钛矿电池可以吸收更宽波长范围的光，包括更高能量的蓝光。然而，能够达到1.75电子伏(eV)的理想光带隙的钙钛矿单元包括那些具有差的光学稳定性和热稳定性的材料。大卫·麦克米金和他的同事可以通过用某些铯离子部分取代传统的甲脒阳离子来提高这些电池的稳定性。鉴于传统钙钛矿电池经历的不稳定相，添加铯以在电池中产生单晶相，从而使其更加稳定。当光学带隙为1.74电子伏时，铯原子本身显示出17%的效率。当堆叠在硅光伏电池上时，改性钙钛矿电池可以将硅电池的能量效率提高7.3%。作者说，理论上，这种协同作用意味着在钙钛矿/硅叠层电池中实现高于25%的能量效率是可行的。类似地，更稳定的钙钛矿由于其一系列波长的“可调”光谱而对发光应用具有重要意义。

许多标记为“人类”时代的存在提供了证据。

几百万年前地球历史的地质记录会显示出“人类”时代的证据吗？科林·沃特斯和他的同事们积累了大量的数据，这些数据表明人类世界是一种地质现象，可以在地层记录中找到。在此之前，人类世界作为一个不同于前全新世的阶段，更像是一个用来表明人类对地球大气和物种有巨大影响的概念。然而，沃特斯和他的同事在这篇文章中说，人类活动已经在地球上留下了无处不在和持久的痕迹，这值得被视为一个新的地质时间单位。人类世界持久且无处不在的地质记录将包括充满人类独特产品(如混凝土、元素铝和塑料等)的地质层。)。空气污染产生的碳粒子、肥料和杀虫剂产生的高浓度氮和磷以及核武器产生的放射性核素沉降物也是人类世界的全球标志。科学家表示，海岸沉积物的大规模重塑和物种的广泛灭绝也可能被用来标志这个时代遥远的地质未来。人类世界的开端仍在考虑之中，但可能是在公元前1950年左右，当时核时代正在开始，人口增长、工业化以及矿产和能源使用在20世纪中叶正在加速。作者写道:“这不仅代表了先进人类社会所见证的新时代的第一个例子，也将是一个由其自身后果衍生出来的时代。”

来自冰人肠道的微生物

提供古代人文地理的线索

“冰人”是欧洲冰河时期的著名木乃伊，有5300年的历史。对肠道微生物的分析不仅可以为他被杀前的健康状况提供线索，还可以提供历史和人文地理的一瞥。令人惊讶的是，他肠道中的细菌菌株与亚洲细菌菌株有共同的来源，这与大多数现代欧洲人携带的源于北非的菌株相反。幽门螺杆菌是一种已经在人体内生活了很长时间的细菌。随着人类在世界各地的迁移，它已经进化出不同的菌株。这意味着对不同菌株的基因分析可以用来绘制人类地理的历史地图。因此，弗兰克·麦克斯纳和他的同事提取了活检样本来寻找这种病原体，据估计，这种病原体存在于50%的低收入人群中。作者发现了一种产生毒力因子的单一幽门螺杆菌菌株，这表明冰人在被杀当天可能会感到不适。令人惊讶的是，这个冰人携带的菌株与史前印第安人携带的菌株的起源有高度的共同性。它与大多数现代欧洲菌株的起源有较高的共同性，但与北非菌株仅略有相似。

(这篇专栏文章由美国科学促进会独家提供)

中国科学新闻(2016-012第二版国际版)