冰冻圈发育的环境限定了特殊的物理、化学和生态系统，适应这一环境的生物及其与这一环境的相互关系构成了冰冻圈生态系统。与其他生态系统相比，它的特殊功能或重要性体现在冰冻圈组成要素对生态系统的调控作用以及对碳、氮库的巨大冷储效应上。

冰冻圈同时是全球生物多样性保护和生态功能屏障维护的关键区。在我国，将近三分之二的重要生态屏障功能区位于冰冻圈作用区内。与地球上的其他生物群落相比，大部分冰冻圈生物群落的特征仍然保持相对较好的原始性和完整性。

当前，全球气候变化范围广、速度快、强度大，数千年未见，而冰冻圈对气候变暖极为敏感。在全球温室气体和气溶胶排放、土地利用等大规模人类活动影响下,地球冰冻圈正在发生急剧的变化。

放眼全球，冰冻圈退缩的证据比比皆是。北极海冰范围至少为1000年来最小，冰川的退缩至少为2000年来最严重。2024年3月19日，世界气象组织（WMO）发布的《2023年全球气候状况报告》显示，2023年北半球积雪范围持续下降，北极海冰范围远低于历史长期平均值，南极海冰融化和山地冰川的退缩都打破了历史纪录。2010年至2019年，全球山地冰川物质亏损比有观测记录以来的任何一个10年都多。未来，北半球积雪覆盖范围和持续时间将继续减少，且减少速率在加快。

值得注意的是，作为北半球中低纬度冰冻圈最为发育的区域，青藏高原积雪日数、范围、雪深和雪水当量自1961年以来总体均呈下降趋势，预计未来多年冻土将加速退化。2015年以来，我国境内的冰川跃动和冰崩事件明显增多，造成灾害风险增加；青藏高原冰湖数量增加，面积扩张，溃决风险加大。自20世纪50年代以来，青藏高原的现代冰川总体呈退缩态势，退缩幅度从西北向东南边缘增强。进入21世纪后，冰川退缩加速，冰川融水径流普遍增大，伴随着冻土退化，热融湖塘、热融滑塌和冻土滑坡等冻融灾害也显著增加。

自上个世纪竺可桢、施雅风等老一辈科学家的冰川冻土启蒙教育、研究和探索起，冰冻圈研究的内涵不断扩展，目前已经发展成一门交叉学科——冰冻圈科学。我们于2007年创建了中国科学院冰冻圈科学国家重点实验室，推动自然科学和人文社科深度交叉，服务经济社会可持续发展，学科发展迈出了一大步。

冰冻圈科学一直是全球变化科学研究计划的重要内容。自2015年，WMO将“极地与高山观测、研究和服务”列为其七大优先事项之一，并将冰冻圈写入世界气象组织2024年至2027年的战略规划，加快开发综合系统和服务，以应对与冰冻圈不可逆转的变化相关的风险、水资源变化和海平面上升的负面影响等。面对冰冻圈退缩的事实和可持续发展的迫切需求，如何在地球系统科学框架下发展冰冻圈科学，如何使冰冻圈服务于经济社会绿色低碳转型，如何将自然生态与经济发展、人类福祉有机融合在一起等，将成为科学工作者面对的重大问题。

积极应对气候变化是全人类的理智选择。为此，我们要进一步加强对相关问题的研究，促进气候变化和冰冻圈科学等方面的人才培养，推动国际合作与交流。在可持续发展框架下积极促进“双碳”行动，坚持走绿色低碳发展道路，为构建人类命运共同体作出积极贡献。

文/秦大河（中国科学院院士）

图源/视觉中国

编辑/王涵