当地球动荡不安，我们该如何活下去？丨《环境的科学》

目前我们面临着改变思维的挑战，以使人类停止对生命支持系统的威胁。

——旺加里·马塔伊（Wangari Maathai）

过去几十年间，在生物多样性管理方面，美国黄石国家公园（Yellowstone National Park）曾经是一个重要的试验场。

该公园以野生生物和荒野著称。但是在1930—1990年，公园的管理者和生态学家目睹了不断增长的鹿群过度啃食柳树和杨树。树木的健康状况和多样性不断下降，同时河狸等小型哺乳类动物也逐渐减少。大多数生态学家把这种变化归昝于该地区的主要捕食者之一——灰狼被捕杀。目前一项恢复狼群的项目提供了一个难得的观察环境变化的机会。

△ 本图表示黄石生态系统复合体，或者说生物地理区。该区域远远超出公园边界。公园管理层和生态学家认为，想要保留公园本身的生态学价值，就必须对整个地区进行管理。

大黄石生态系统中曾经有很多灰狼。19世纪90年代，美国西部大概有10万头灰狼在游荡。在政府项目的支持下，农民和牧民开始消灭捕食者，不断毒杀、射杀和诱捕全国所有的灰狼。由于失去了捕食者对其数目的限制，落基山北部的鹿群迅速扩大。黄石公园北部鹿群增加到2万头。有些生态学家警告，在缺少捕食者控制的情况下，牛和鹿会破坏我们钟爱的这个公园。经过长期争论之后，人们在1995—1996年从加拿大落基山捕获31头灰狼，放归黄石国家公园。

狼群在新家园里迅速繁衍。有大量的鹿可供食，不时还会捕食驼鹿和野牛，仅仅3年内灰狼的种群就增长了2倍。目前在20多个狼群中已有100多头灰狼，远远超过恢复10个狼群的目标。

随着狼群的引进，鹿的数量已经下降，新生的柳树和杨树的高度与数量也呈现增长的迹象。被灰狼捕食后遗留的尸体为食腐动物提供了盛宴，而狼群似乎还减少了以小型哺乳类动物为食的郊狼的数目。许多生态学家收集到鸣禽、老鹰、狐狸、田鼠和地松鼠数量增加的证据，这些动物的增加也归功于灰狼的重新引入。无论狼群是否导致生态系统的变化，大多数生态学家一致认为，狼群有助于维护一个多样而健康的生态系统。

△ 1904年黄石国家公园的详细写生地图。图源：维基百科

这也是我们生态系统的缩影，我们正面临的环境危机远比黄石国家公园的更严重，因为宏观上的环境破坏在短期内是不可逆的。

更多的危机则是不可见的。

2024年1月发布在《整体环境科学》（Science of The Total Environment）中的一篇论文显示，研究人员在北极的雪样中发现了许多此前从未发现过的污染物，其中包括2种常用于防晒霜的紫外线过滤物质——二苯甲酮（Benzophenone-3）和奥克立林（Octocrylene）。

△经由远距离大气输送的北极关注化学品（CEAC）。图片来源：原论文（DOI：10.1016）

研究结果显示，大多数污染物都是在低海拔区域浓度更高，而奥克立林和二苯甲酮在冰川的顶部含量更高，而且冬季的冰川沉积物中的污染物浓度更高，而欧亚大陆的气团更容易在冬季抵达北极。因此，这些污染物可能是经由远距离大气输送，从低纬度地区传来。由于这类污染物可能会对水生生物造成不利影响，因此需要进一步研究在气候变化条件下，融雪可能对淡水和海水造成的影响。

《环境的科学：插图第六版》

应对棘手环境危机的实用读本

紧扣人类命运走向的环保指南

大开本平装，重新修订，黑白双色印刷

《环境的科学：插图第6版》

后浪，2024.4

生命离不开环境，而我们现在却面临越来越多的环境危机。 人类又该如何挑起拯救环境的重任？

本书共15章，每一章的主题都明确独立，又互相联系。第1章让我们了解了地球环境，认识环境科学；第2至6章从生物群落、人口和自然方面描述了地球的生态系统与问题；第7至14章，主要讲述人类活动与生产需要对环境资源的影响；最后的第15章，介绍现存的环境政策，并提出可持续发展目标和可行性方法。

△ 每一章的结构

本书涉及生态学、地质学、气候学和经济学等课题，并融合了大量实际案例，辅以数据，对环境科学进行了全球化且清晰全面的讨论，还特设专栏提出解决措施，让读者深切感受到应对环境危机的紧迫性。本书为读者提供了一个较新的关于环境科学基本主题的全球概论。

什么是「环境科学」？

环境科学（environmental science）是研究我们所处的环境以及人类在其中的位置的一门学科。

由于环境问题的复杂性，环境科学利用了许多领域的知识，生物学、化学、地球科学和地理学等自然科学都提供了重要信息，而从政治学、经济学到文学、艺术等社会科学和人文学科，则帮助我们理解社会如何对环境危机和机遇做出反应。环境科学也是任务导向的：我们通常试图了解问题，提出公众健康问题和环境问题的解决方案。

杰出的生态经济学家芭芭拉·沃德（Barbara Ward）指出，难点常常不在于确定补救的方法，而在于令其在社会上、经济上和政治上能被接受。林学家知道如何种树，但是不知道如何创造一些条件，让发展中国家的村民能够自主植树造林。工程师知道如何控制污染，但不知道如何说服工厂安装必需的设备。城市规划师知道如何设计城市小区，但不知道如何让人人都买得起房子。这些问题的答案更多地牵涉自然科学与社会制度两方面。我们的任务之一可能是去发现，哪些方面的知识和兴趣点有助于理解环境科学中的问题。

△ 美国格兰峡谷大坝体现环境科学研究中人类对自然的影响。图源：维基百科

环境科学为我们提供了有效的工具和思想以了解环境问题和解决问题的新途径。我们面临着许多严重而持久的问题，包括人口增长、水污染与空气污染、气候变化与生物多样性损失等。同时，我们也看到了令人鼓舞的例子：人口增长速率已经降低，近年来生境保护区大幅扩大，大有希望的新能源选择项开始出现，此外许多地区改善了空气和水的质量。

科学能帮助我们分析和解决这些问题，因为它提供了一种有序的、系统的途径。理论上，科学家对证据持怀疑态度并谨慎对待结论。科学方法包括提出假设并收集数据进行检验。人们在分析数据时常常用到统计学，它提供了一些简单的方法以评估、对比观察。批判性思维同样提供了有序的步骤以对假设和论据的逻辑性进行分析。批判性思维不论在哪都是一种重要的技能。

△ 珊瑚礁的生物多样性。珊瑚所形成碳酸钙骨架适应并改变它们所处在的环境。这就为后代提供了生长条件，并且为许多其它物种形成了一个栖息地。图源：维基百科

基于对环境退化作出反应，产生了环境保护意识。保护的重点是保有可利用资源，保育的重点是为自然本身而维护自然。纵观全部历史，这些思想都紧密地与社会关切相联系，例如社会平等、低收入人群获取资源以及拥有健康环境的权利。

近年来，大部分国家都认识到变革的紧迫性以及可能性，以及全球环境与社会的联系。

参考资料：

[1] Marianna D'Amico, Chemicals of Emerging Arctic Concern in north-western Spitsbergen snow: Distribution and sources,

Science of The Total Environment

-Fin-

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