冰冻圈人文社会学的重要视角：功能与服务

 冰冻圈功能、服务与人类福祉

 基本概念

冰冻圈功能包括能量转换、物质（尤其是水体）储存与迁移、承载、天然冷能储存与释放、地表侵蚀或固结等内容，这些功能独立存在于自然界中，均是冰冻圈的自然属性。冰冻圈服务指冰冻圈能够为人类社会提供的各种惠益。水体处于冻结状态是冰冻圈区别于其他圈层或其他环境要素的主要特性；冰冻圈过程反映了冰冻圈自身变化及其与其他圈层的相互作用。冰冻圈具有服务能力是由其特定的功能决定的，是冰冻圈自身环境特性和冰冻圈独特的结构和过程综合作用的结果（图 2）。从冰冻圈功能到冰冻圈服务，不仅研究视角发生了变化，而且研究对象也从自然界跨越到与人类社会经济的关联方面。

基于冰冻圈服务的形成过程及其对人类福祉的影响过程，以生态系统服务为视角、系统性和可持续性为原则，冰冻圈服务可分为供给、调节、文化、承载和支持五大类型，以及淡水资源供给服务、冷能供给服务等 18 个亚类。冰冻圈服务与冰冻圈功能之间不只是“一对一”的关系，更多的是“多对一”和“一对多”的关系（图 2）。

人类福祉指人类健康、幸福并且物质上富足的生活状态，是一个由多要素组成的多层次体系，具有客观与主观两个内涵。千年生态系统评估（MA）将人类福祉分解为安全、维持高质量生活的基本物质条件、健康、良好的社会关系以及选择与行动的自由5个方面。冰冻圈服务是人类福祉的重要贡献因子，各类冰冻圈服务都或多或少，或直接或间接地对满足人类的生理、经济和精神文化需求带来了一定正面影响。

冰冻圈服务对人类福祉的影响也是一个复杂的过程：① 从冰冻圈服务供给到消费需要金融资本、人力资本、建设资本和社会资本的投入，并受到社会制度、市场调节、技术水平、价值选择等一系列社会学和经济学过程的影响。② 供给与消费之间可能存在空间的分离，因此人类从冰冻圈服务中获得的实际收益与服务供给之间存在着复杂的非线性关系和滞后效应。③ 人类从冰冻圈中获得的收益对人类福祉的贡献也存在边际递减效应，并受人类生活需求状况甚至精神状态的影响。

在全球变暖下，随着冰冻圈加速退缩，虽然短期内一些冰冻圈功能和服务（如水资源供给）将会增强，但从长期趋势看将不断衰退乃至衰竭，进而对区域可持续发展和人类福祉产生深远影响。

 案例分析：全球“水塔”和极地系统的冰冻圈功能及其服务

全球高山冰冻圈服务以提供水资源和水文调节服务最为关键，极地冰冻圈则以极地系统对气候调节、原住民生产生活和其他半球乃至全球尺度经济社会影响最为显著。这里以全球高山“水塔”的重要性和极地系统变化为例具体阐述冰冻圈功能和服务变化及其影响。

全球“水塔”的重要性

高山冰冻圈区被誉为“水塔”，用于描述和强调高山冰冻圈在维持下游生产生活和生态用水需求方面发挥的蓄水和供水作用。与其下游地区相比，“水塔”由于地形降水或通过在冰冻圈内储存水及湖泊储量而延迟水的释放，为下游地区提供了稳定的水源。以流域为基础，我们将全球“水塔”划分为 78 个基本单元，通过从山区“供给侧”——降水量、积雪、冰川和地表水储量 4 个维度构建供给指数，从受影响区“需求侧”——生活需水、工业需水、灌溉需水和自然需水4个维度构建需求指数，利用这些综合指标对“水塔”的重要性进行了评估。

从供给侧看，“水塔”单元供水能力存在相当大的空间差异。在亚洲，青藏高原拥有丰富的冰雪资源，而且高原湖泊中储存了大量的水，大气降水也相对丰富，因此在供水能力上排名最高。在欧洲，北冰洋群岛、冰岛和斯堪的纳维亚半岛的“水塔”中拥有丰富的冰雪储量，特别是冰岛拥有地球上最厚的冰川，冰川储量可观，是其“水塔”区域内年降水量的 15 倍。南美洲安第斯山区供水能力可观，以智利为例，其南部西风带季节性南北波动产生丰沛的地形雨，且冰雪储量大。在北美洲，西北地区和努勒维特、弗雷泽、太平洋和北极海岸是重要的“水塔”单元，其中西北地区和努勒维特的供水能力主要与丰富的冰雪资源以及地表水存储有关。

从需求侧看，灌溉用水需求在各大洲用水类型中都是最高的。亚洲的河流流域，特别是印度河、阿姆河、底格里斯河、恒河、雅鲁藏布江和塔里木河流域，人口稠密，灌溉农业分布广泛，且工业和生活用水需求相对也高；因此，这些区域需水指标最高，对山区水资源依赖性极高，特别当经历不可持续消耗地下水而用于填补巨大用水缺口时，“水塔”单元的供水能力对于满足需求和补给含水层至关重要。

极地系统冰冻圈功能及其服务衰退风险

极地系统变化不但深刻影响当地生态环境和社会经济，而且通过冰冻圈气候调节服务和航道服务等产生半球乃至全球效应。以北极为例，随着全球变暖和冰冻圈退缩，极地系统变化已对当地人类社会经济众多部门产生深远影响，包括商业捕鱼、北极驯鹿放牧、生计系统、旅游业、北极非可再生资源开采、基础设施、交通运输、人体健康和沿海社区等。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）《气候变化中的海洋与冰冻圈变化特别报告》（SROCC）系统评估了气候变化对各部门产生的影响，并提出了适应措施 。

商业捕鱼。气候变化导致北极鱼类丰度和分布发生不同程度的改变，海洋生态系统变化对渔业生产力产生影响。应开展资源本底评估，解决权益问题，基于监测、研究和公众参与决策，开展适应性管理等。

生计系统。气候变暖导致北极地区食物分布和丰度发生变化，另外交通可达性和交通安全，以及粮食生产、储存和质量均受影响。应建立适应性管理系统，包括灵活调配食物种类、获取方式和时间，动员公众参与决策，保证生产权等。

驯鹿放牧。雨浇雪事件导致鹿群高死亡率，苔原牧场的灌丛化降低了草料质量等。应改变牧民活动方式，制定较为自由的放牧政策，确保土地使用权，加强食物补给等。

旅游业。全球变暖环境下不断形成开阔水域，对旅游业带来机遇，公众试图抓住“最后”旅游机会。应鼓励和放宽极地旅游，增加游客人数，提升旅游服务质量，同时制定政策确保旅游安全、文化完整和生态健康。

北极非可再生资源开采。随着海冰和冰川减退，带来一些新的开采和发展机遇，但极端水文事件和冻土退化等对生产和基础设施产生了一定影响。应采取的适应性措施包括：开展气候变化情景分析、优化开发方式等。

聚居区基础设施。多年冻土退化影响地基稳定性，海岸遭受侵蚀。应开发新技术以适应冻土融沉，必要时要进行居民区搬迁。

海上运输。虽然新增水域可以容纳更多船只，商业获益增加，但随着运输繁忙，也可能对生态和环境造成负面影响。应在增加船只和扩大旅游业的同时增强对危险性废弃物、溢油和安全事故的应急与管控能力。

人体健康。北极系统变化将导致食物安全和居民身心健康遭受影响。应加强食物安全研究，投入人力和财政资源支持公共项目，提高社会应对健康问题的意识。

极地系统变化影响的溢出效应还将波及极地以外地区，甚至具有全球影响。主要有：极地冰冻圈（主要是冰盖和冰川）对水的固持功能减退，导致全球海平面上升；多年冻土碳固持功能下降，加剧温室效应增暖风险；极地变化使极地大气环流趋于紊乱和能量外溢，导致其影响区域极端天气气候事件更加频发。这些大尺度影响，只能通过全球共同减排和保护气候的行动加以减缓和适应。