关键带科学的新方法有助于保护地球生命保障系统

专家警示未来应对气候变化对粮食安全影响的计划必须要结合本地知识，以维护地球关键带。

关键带是地球表面从饮用水含水层的根部一直延伸到植物和树木顶端的薄层。它通过调节水、温室气体、养分和能量的流动，支持并维持着动物、微生物和植物的生命。

食物、饮用水和洁净空气的获取取决于关键带的良好运作，但是几十年的人类活动已使世界各地的关键带状况恶化。

在今天发表于美国地球物理联盟《Earth’s Future》期刊上的一篇新论文中，来自英国和中国的学者们讲述了他们与在人类活动显著改造过的土地上劳作的农民合作的经验表明如何可以更好地管理和保护关键带。

他们的观点被总结在一张新的图表里，旨在比以往任何时候都更直观地表达人类对地球关键带的影响。研究者们建议，新图表应取代2007年推出的一个被广泛使用的、更为简化的图表。之前的图表侧重于塑造关键带的自然过程，而没有涉及人类对地貌的影响。 新图表更清晰地展示了人类活动，如耕作、采矿、林业和工业如何污染水源、造成水土流失和污染大气。

格拉斯哥大学地理与地球科学学院的Larissa Naylor教授主持了新图表的设计工作，她也是这篇论文的通讯作者。她说： "人类通过农业、采矿、林业和城市化对地球进行大肆改造已有近1.2万年的历史。

论文合著者、中国科学院南京土壤研究所的张甘霖补充说：“我们可以看到诸如导致土壤退化的侵蚀速度加快或引起气候变化的温室气体排放这些变化产生的影响。这直接影响到维持人类生活的生态系统，包括农民和当地社区的生计。”

埃克塞特大学和苏格兰农业学院（SRUC）的Jennifer Dungait教授是这篇论文的共同第一作者。她说："农民和当地社区处于当地土地管理的第一线，他们拥有丰富的知识，知道如何在自己的家乡环境中进行高效、可持续的耕作。我们的研究表明，这些知识对于提高我们对关键带系统的科学认识至关重要。

Naylor教授说：“为了帮助他们做出最佳决策，我们需要利用这些当地知识，与社区合作设计和分享跨学科科学，使其直接惠及当地社区，并为普通受众所理解。”

论文合著者之一、阿伯丁大学的Paul Hallett教授补充说：“高质量的关键带科学对于帮助政府、慈善机构、资助者和其他组织做出重要决策至关重要，这些决策涉及我们如何减缓自然系统的退化，从而更好地应对气候变化的挑战。”

埃克塞特大学的Timothy Quine教授是该论文的另一位合著者。他说：“我们从与中国农民的合作中获得的启示是我们开发新概念图的关键，它代表了人类对农村到城市周边陆地景观的广泛影响。这代表了在直观表达人类世时代流域尺度人类活动对景观变化和生态系统退化的影响方面迈出的关键一步。”

Larissa Naylor 教授补充说：“如果没有本地人的参与，我们根本无法利用关键带科学妥善的实现联合国的可持续发展目标和地球健康和通过改善人们生活和工作的生态系统来支持可持续的社会经济发展。”

这项研究发表在《Earth’s Future》。同时发表在这一期刊上的第二篇论文进一步介绍了研究人员与中国小农合作的经验教训，并提出了新的社会科学方法，以了解参与关键带观测站的当地农民的学习偏好。

来自英国格拉斯哥大学、阿伯丁大学、埃克塞特大学、苏格兰农学院（SRUC）、斯特林大学和贝尔法斯特女王大学的研究人员与来自中国北京大学、贵州医科大学和中国科学院的同事们共同撰写了这篇论文。

该团队的论文题目为 “通过将当地社区纳入关键带科学，在人类世实现可持续的地球未来”，也发表在《Earth’s Future》上。

这项研究得到了英国自然环境研究理事会连同中国国家自然科学基金资助的China CZO和MIDST-CZO 项目的研究资金支持。