青山不改绿水长流 | One Earth 11月刊论文精选

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地球科学

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万水千山总是情

雄伟的。高耸的。神圣的。山峦在我们心中，常常被描述为稳健的和稳定的，甚至是超凡脱俗的。但这种永恒的感觉中其实蕴藏了一张细腻的，不断变化的面孔。如今，山脉所遭受的变化有可能永远改变这些令人惊叹的微妙系统，并随着时间的流逝，产生深远的影响。

地球的山地系统是独一无二的。由于温度和降水量随海拔变化的方式，原本在低地绵延数千英里的多个气候带被抬升于山坡之上。地质和土壤类型的变化进一步增加了混合物的多样性。再加上山坡与低地以及从一个山坡到另一个山坡的相对间隔，这些因素创造了一个大范围的栖息地和生态位环境条件，在这些环境中形成并镶嵌了各种各样的生命和文化特征，独一无二的存在在地球上。

山区是遗传和文化多样性的源点：它们包含了世界生物多样性热点地区的近一半，全世界约有8亿人居住在这里。山区的植物生命特别丰富，已经鉴定出数以万计的不同物种，其中一些具有独特的药用价值。这种生物多样性的万花筒反映了山区及当地的土著居民令人难以置信的社会文化多样性，特别是在喜马拉雅山脉，那里的文化、信仰和语言，哪怕在很短的距离内，也相差万千。

不幸的是，山脉的这些独特性也使其极度敏感，易受各种变化的影响。山体滑坡、地震和山洪暴发是板块上升边缘生命的重要组成部分，狭窄的气候带使粮食和水安全成为人们持续关注的问题，但来自低地和远离山腰地区的为山区的环境带来了更大的挑战。

气候变化的影响在高山地区非常明显，那里的变暖速度超过了全球平均水平。生活在生态位环境中的物种被迫迁移到更高的海拔地区，而入侵物种和害虫又正在利用新的环境。不稳定的降雨在某些情况下会导致干旱、作物歉收和村庄荒废，而在另一些情况下则会导致严重的破坏性山洪、侵蚀和山体滑坡。但最令人担忧的气候变化影响，在山顶。除了为各种生态系统提供能量外，冰川的季节性融化和山区降雨径流也是数十亿人的重要水源。家庭用水、农业、能源和工业都依赖于山顶及其提供和储存水的能力。政府间气候变化专门委员会（IPCC）去年关于冰层的特别报告证实，高山地区的积雪正在减少，在干旱时期起缓冲作用的冰川大型蓄水单元普遍在萎缩。同时，报告还强调，相关知识方面的差距仍然存在，在山顶地区进行更多的长期观察，将对我们了解和应对气候变化特别有益。

《国家地理》和Rolex集团的合作伙伴关系试图通过对这些世界珍贵“水塔”最高处的实地测量来帮助填补这些剩余的空白。本期One Earth让我们第一次看到了这个项目的第一站令人兴奋的科学和故事：一次雄心壮志的珠穆朗玛峰探险。本期的研究文章涉及了降水趋势、冰川消退和世界屋脊塑料污染的新见解，而一篇背景文章（Background）和一篇Voices文章则反映了这想研究项目本身的严峻性。该项目产生的数据和分析无疑将提高我们对未来预测的知识、理解和准确性，但仅关注气候变化相关的数据收集和提供将是一个错误。

土地使用压力，以及对山区服务和货物需求的增加加剧了气候变化的影响：毁林破坏了山坡的稳定，农业扩张正在减少草原生物多样性，对水的需求增加使水流分流，助长干旱。绝大多数山脉位于低收入和中等收入国家，贫困、粮食无保障、治理不力和城乡移民等社会经济问题加剧了这种情况。更糟糕的是，山区治理的重点往往优先考虑短期经济收益，而非长期的可持续性。

与我们当下所面临的绝大多数社会挑战一样，影响山区及其生态系统和当地居民的相关问题是复杂和危险的。山区的庞大系统及其宝贵资源的跨界性质使其难以被有效管理。仅仅提供信息，如数据等资料，不足以确保问题一定能够被解决。正如Hemant Ojha在其本期有关喜马拉雅山的评论中所讨论的，这些地区需要一种新的可持续性科学方法，一种采取整体性方法并有意义地与当地人民接触的方法，一种考虑背景情况， 并与学术知识想结合。

山会比我们更长久的存在。但是，如果不立即采取行动，并通过综合性、系统性的方法来适应气候变化和推动可持续发展，它们将失去生物多样性和当地的居民。而随着这些一起消逝的，除了山峦的威严，还有我们的未来。

我们特意为大家精选了发表在 One Earth 2020年11月刊的18篇文章，供大家详细了解。

1、原创研究：尼泊尔昆布珠穆朗玛峰降水特征及水汽来源区

降水对兴都库什-喜马拉雅-喀喇昆仑地区的水塔至关重要，对冰川物质平衡和16.5亿人口的水资源起着重要的控制作用。鉴于极端水文气候和水压力已成为气候变化背景下的主要危害，尼泊尔昆布地区的主要脆弱性重叠。在这里，本文通过分析一个新的高海拔自动气象站网络的数据来调查该地区的降水特征和水分来源，从而更全面地了解气候降水数据，这些数据是昆布地区当地社区、游客和下游人口。该研究结果表明，孟加拉湾北部在季风期（6月至8月）可能是一个重要的水汽来源，而在季风后、冬季和季风前季节，陆地上空的西风路径主要是降水事件。

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2、原创研究：历史和当代图片揭示了珠穆朗玛峰周围60年的冰川质量变化

如果我们要了解亚洲水塔的演变，准确量化目前和过去喜马拉雅山冰川的质量预算是至关重要的，它为地球上人口最多的地区提供水。本研究在珠穆朗玛峰周围79座冰川上生成了一个跨越60年的大地测量时间序列，并发现在20世纪60年代（−0.23±0.12 mwe a−1）和现代（2009年至2018年期间为−0.38±0.11 mwe a−1）之间，冰川质量损失的加速度一致。冰川质量损失因冰川末端类型和表面特征而异，冰川变薄现在发生在极端高度（>6000 masl）。该研究的时间序列还捕捉到了珠穆朗玛峰地区第一次有记录的冰川涌动。这些对冰川质量损失的数十年观测形成了一个基线数据集，在用于预测未来融水产量之前，可以根据这些数据对基于物理的冰川演化模型进行校准。

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3、原创研究：塑料污染达到新高度珠穆朗玛峰微塑料初步调查结果

珠穆朗玛峰曾经是一个原始的环境。然而，由于旅游业的增加，垃圾堆积在山上，其中很大一部分是由塑料制成的。本研究旨在识别和描述地球最高山峰附近的微塑性（MP）污染，并说明其对环境和生活在下面的人们的影响。从通往阳台（8440 m.a.s.l.）的多个位置收集溪水和积雪。MPs在雪地和溪水中分别检测到约30 MP L−1和~1 MP L−1，且大多数为纤维状。因此，随着旅游业的增加，珠穆朗玛峰附近MP的沉积量预计会上升。在偏远地区勘探的一个关键点，环境管理工作应侧重于技术和其他方面的进步，以尽量减少MP污染源。

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4、原创研究：定量预测是提高科学预测能力和战略规划能力的一种手段

在瞬息万变的世界里，科学家和研究机构需要规划基础设施、技能和政策参与，以帮助社会应对社会生态挑战。前瞻性利用战略和长期（>10年）规划和参与性未来研究中使用的方法。本文描述了一种新的定量方法，在一系列的一般和海洋相关的科学领域中开发和排序14种预见情景。每种预见的指标被用来评估每种情景实现的特定时间的概率。科学家们连续两年的评估显示了前瞻性得分的一致性，并显示出令人惊讶的结果。尽管科学家们对每一个指标出现的年份的评分差异很大，但在不同年份之间的前瞻性总体上是一致的。该研究表明，预见可以是定量的，个人的表现和变化的可能性可以评估。这种方法可以激励和指导科学机构针对不同的预期未来做出战略规划和投资决策，并培养未来思维技能。

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5、背后故事：在珠穆朗玛峰全面科学考察的幕后

2019年4月至6月，国家地理（National Geographic）和劳力士永久行星珠穆朗玛峰探险队（Rolex Perpetual Planet Everest Expedition）由34名国际和尼泊尔科学家组成的10个研究小组前往世界最高的山峰顶部，寻求对这些脆弱和动态系统的新认识。

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6、前瞻文章：减轻建筑材料环境影响的生命周期思维框架

从2000年到2017年，城市化和人口增长使建筑材料消费增长了两倍。建筑材料在其整个生命周期中都会对环境产生一系列影响，从原材料的提取、加工和运输到建筑施工、使用以及最终的拆除和废弃。因此，针对特定材料或价值链阶段的缓解措施可能会产生增量甚至不利的净环境影响。从这个角度来看，本文开发了一个应用生命周期思维的框架，以确定关键影响和相应的缓解方法，为建筑设计和材料选择提供信息，并确保建筑和拆除废物的有效处理和回收。生命周期评价还可以用来评估和避免生命周期阶段之间的环境权衡。实施这些生命周期原则的挑战包括收集和整合产品的库存数据、管理建筑行业内的多个利益相关者以及监测寿命终止影响；讨论了克服这些挑战的措施。

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7、综述文章：空气过滤口罩保护呼吸系统免受PM2.5和大流行病原体的侵害

空气过滤口罩，也称为口罩，在大流行期间，如正在进行的COVID-19流感大流行期间，可防止佩戴者吸入污染空气中的细颗粒物（PM2.5）以及空气中的病原体。纤维介质作为过滤层，是空气过滤面罩最基本的组成部分。本文综述了空气过滤用纤维介质的发展概况。我们首先综合了影响纤维滤料过滤性能的几个关键因素的文献。然后我们集中在两种主要的纤维介质制造技术，即熔喷和静电纺丝。此外，我们通过回顾在纤维介质上施加静电的各种方法来强调驻极体滤波器的重要性。最后，本文对COVID-19危机中出现的研究机会进行了展望。

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8、科普读物：珠穆朗玛峰地区自然风险概述

从2019年4月到2019年5月，珠穆朗玛峰进行了一系列跨学科的研究，其中包括从珠穆朗玛峰到珠穆朗玛峰的跨学科研究，这是自然和人类活动的一部分。在这本初级读物中，不同的研究团队强调了生态系统和人类健康的风险、地质灾害以及未来可能影响当地社区、登山者和徒步旅行者的不断变化的攀岩条件。本文汇集了大气、生物、地质和健康科学的观点，强调需要更好地了解珠穆朗玛峰和昆布地区的紧急风险。了解这些风险对于居住在昆布地区的1万人、数千名来访的徒步旅行者和每年试图登顶的数百名登山者来说至关重要。

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9、反思文章：兴都库什喜马拉雅山脉的气候变化：基础和差距

最近的报告，如政府间气候变化专门委员会（IPCC）关于海洋和冰层的特别报告和兴都库什-喜马拉雅山评估报告，强调了当前和加速的气候变化对山区的影响。然而，总体而言，高海拔地区的研究仍然存在多维差距。在这里，本文反思这一差距以及如何填补它。

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10、评论文章：山区生物多样性是山区和其他地区可持续发展的核心

山区丰富的生物多样性为当地和其他地区的人们带来了巨大的利益。然而，山区生物多样性正在迅速减少，这往往是由于地理位置遥远的需求。我们只有把山区生物多样性从地方到全球的驱动力和效益计算在内，才能实现向可持续发展的过渡。

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11、评论文章：建立参与式喜马拉雅可持续发展科学

气候变化下，喜马拉雅地区正面临新的经济危机和紧张局势。大量喜马拉雅科学机构试图理解这一挑战，但未能与当地人民和决策者进行有意义的接触。本文主张建立一门新的喜马拉雅可持续性科学，它不仅能理解和解释新出现的挑战，而且还能增强社会能力。

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12、评论文章：兴都库什-喜马拉雅山区粮食系统气候变化与农业生物多样性丧失的双重挑战

在兴都库什喜马拉雅地区，大约三分之一的人口没有粮食安全保障。在过去三十年（1991-2020年），气候变化和农业生物多样性丧失的双重挑战对该地区粮食系统的可持续性产生了严重影响。不解决这一双重挑战，就很难实现可持续的粮食和营养安全。

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13、评论文章：绿色牺牲区，或者为什么绿色新政不能忽视转型的成本转移

一项绿色新政可能对土著和边缘化社区拥有的土地施加严重压力，并将其生态系统重塑为“绿色牺牲区”。这种成本转移有可能以公正过渡的名义再现一种气候殖民主义。避免成本转移会引发跨学科的研究问题，涉及土地使用政策、经济、政治和非欧洲中心的知识和领导力。

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14、预览文章：将气候变化科学推向世界屋脊

国家地理和劳力士永久行星珠穆朗玛峰探险是一个多学科的项目，致力于了解气候变化及其影响，改进气候预测，并为未来山区环境研究提供框架。本期One Earth首次介绍了这次探险中出现的科学。

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15、预览文章：通过高山探险和科学发现了解世界水塔

珠穆朗玛峰（尼泊尔和中国分别称为萨加玛塔和珠穆朗玛峰）是亚洲高山脆弱水塔内的标志性山峰。本期One Earth刊登了2019年国家地理和劳力士永久行星珠穆朗玛峰考察的初步成果，考察了气候变化对世界最高峰的影响。

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16、声音：来自世界屋脊的声音

以冰川为基础的山地水系统是世界的水塔，数十亿人依赖于它们提供的重要服务。为了更好地了解气候变化对兴都库什喜马拉雅山脉冰川的影响，国家地理和特里布万大学（Tribhuvan University）对珠穆朗玛峰进行了多学科考察。这就是那次旅程的背后的声音。

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17、视觉地球：珠穆朗玛峰夜灯

在珠穆朗玛峰的夜光下，马里乌斯波托基为世界上最高的城镇珠穆朗玛峰大本营提供了难得的通道。尽管珠穆朗玛峰可以感觉到人口过多，但大自然主宰着：雪崩隆隆地从无数恒星和银河系下面的巨大山峰上坠落。珠穆朗玛峰大本营五颜六色的帐篷和明亮的灯光为登山者提供了在危险的昆布冰瀑之前的喘息机会。随着前灯照亮了小径，可以看到一小群登山者和夏尔巴人在黎明前爬上冰瀑，以躲避太阳的热量，太阳的热量会破坏巨大的裂缝。这张照片展示了人类如何照亮和改变世界屋脊上的景观。

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18、视觉地球：萨加玛莎的诞生

萨加玛莎的诞生是珠穆朗玛峰丰富文化历史的经典三联画。珠穆朗玛峰的顶峰是由曾经是特提斯海深处的岩石组成的地质证据使这座山的海洋起源变得更加迷人。Sagarmatha，意为“天空之头”，与邻近的洛茨峰和努普茨峰并肩而起，它对居住在山脚下的人们的景观和文化特征的影响越来越大：南部是夏尔巴人，北面是藏人。这幅画揭示了这座山隆起的一个动态故事，其机制一直延续到今天。2019年国家地理和劳力士永久行星珠穆朗玛峰探险队试图通过科学的棱镜，非常精确地讲述这座神奇的山峰不仅对土著人民，而且对全人类有多么重要。

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One Earth

Volume 3  Issue 2

Aug 21, 2020

关于One Earth

作为Cell Press细胞出版社旗下地球科学类的首本期刊，One Earth 的创刊标志着我们正式涉足环境科学研究。作为Cell 的姊妹刊，One Earth 致力于发布顶级原创研究，并通过专业的编辑团队提供公平、快速和严格的同行评审流程（长按识别下图中的二维码访问 One Earth 期刊主页，了解更多详情）。

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