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特刊:“山地人生”:纪念亚历山大·冯·洪堡的不朽遗产

American Association for the Advancement of Science

亚历山大·冯·洪堡(Alexander von Humboldt)于250年前在本月出生;虽然他一生中的大部分时间都在研究地球的山地,但他对科学如何与更广泛的人类经验交织在一起的愿景为更广泛地奠定现代科学方方面面的基础提供了帮助。在本期的《科学》特刊上,一篇《编者述评》文章、一篇《视角》文章,4则《综述》和一篇《政策论坛》文章重点介绍了洪堡有关生态学和尤其是山地环境等相关问题等的不朽遗产。这些文章还讨论了他的如何帮助人类更好地解决我们在人类世中面临的社会挑战等理念。

山区虽然只覆盖了25%的地球表面,但却是地球上超过8成5的两栖动物种类的家园。正如Carsten Rahbek和同事在一篇《综述》文章中所述,造成这一物种丰度的原因仍是一个悬而未决的问题。Rahbek等人称这种现象为“洪堡之谜”;他们提供了一个试图解决这一谜团的聚焦于全球山地生态系统的研究概况。作者认为,气候和崎岖山地间的复杂相互作用可能在山区物种多样性的产生和维持方面扮演着某种关键性的角色。然而,随着全球气候的改变和人类在山区环境中土地使用的增加,山区作为有着悠久历史的生物多样性的庇护所可能会受到威胁。在也是由Rahbek牵头的第二篇《综述》文章中,作者对山地环境多样化是如何演变的进行了讨论。他们的《综述》重点介绍了地质和长期气候过程如何在数百万年中塑造了全球山地的生物多样性模式。

Frank Hagedorn及其同事撰写的第3篇《综述》文章讨论了山地植被的相互关联性质以及在地下的极为多样但基本无法看见的土壤微生物群落。虽然山地植被对人类活动增加和气候变化的反应已得到很好的研究,但人们对地下土壤群落所发生的改变却了解甚少。Hagedorn等人发现了这些地下生态系统是如何对因为气候变化而改变的植被做出反应的以及它会如何对碳与养分循环产生短期和长期影响,后两者对整个生态系统功能都是至关重要的。作者提出,常被忽视的土壤生物群应被整合到现有的植被监控计划中,以便对地下生态系统的改变及它与地上不断变化环境的相互作用做出最好的评估。

Andrea Encalada和同事撰写的第4篇《综述》文章聚焦于热带山区河流(TMR)——即发源于热带山脉的水道,后者常常会流入位于低地的主要河流、洪泛滩区和海洋。它们是地球上研究最不充分的生态系统之一。Encalada等人提供了一个TMR的全球性视角,强调了数目巨大的生态系统功能及它们为全球动植物和人类所提供的服务。据作者披露,TMRs是在特定的背景条件下进行研究的,但它们很少作为跨越高程海拔和温度梯度的整体、动态系统进行研究。这种独特的属性令它们可以用作自然的模型系统以更好地了解诸如那些源自人类或气候影响所致的快速变化对跨越更广泛时空尺度的生物多样性和生态系统功能的影响。

在一篇《视角》文章中,作者Stephen Jackson对洪堡的将科学与更广泛人类体验进行独特融合做了反思。对洪堡来说,自然与人性是密不可分的;这一超过200年的观察已变得日益清晰,因为我们对地球环境的各种影响已给人类福祉带来了交互性的影响。据Jackson披露,洪堡的愿景为我们在人类世中所面临的一些最紧迫的环境和社会挑战提出了解决之道。Jackson写道:“重新启动洪堡的愿景并以他的遗产为基础不仅可以提供安慰和灵感,而且还可以绘制和描述自然和人类的更美好的未来。”

最后,一则《政策论坛》文章重点介绍了山地社区的挑战以及科学信息政策如何能帮助全球的农村山区居民实现更具可持续性和有复原能力的谋生方式。山地环境是近11亿人的家园,他们中有许多是世界上最贫穷的人。据Yuka Makino和同事披露,超过一半的山区民众面临粮食无保障和服务与基础设施匮乏问题,而他们的生计与他们称为家园的山区生态系统十分相似,因为它们特别容易受到自然灾害、气候变化和不可持续性资源使用的影响。因此,在发现能保护和保存山地生态系统方法的同时改善山地社区民众的生计是实现联合国“可持续发展目标”的关键部分。Makino和同事重点介绍了几种合作伙伴关系,其中包括“山区伙伴关系”——这是一个由60国政府、16个政府间组织和近300个主要团体自愿组成的联盟,后者与联合国合作以实现这些目标。作者就科学研究如何对实施这些措施而制定有效政策发挥某种关键性的作用进行了论证。

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