公民科学家：在灭绝时代寻找英雄和希望

科学是建立在观察的基础上的，对于像全球气候这样庞大的课题，任何一位研究人员或团队都不可能独自收集所有信息。越来越多的研究人员邀请我们所有人以公民科学家的身份来帮助收集真正拯救世界的数据。作家玛丽·埃伦·汉尼拔在她的新书《公民科学家：在灭绝时代寻找英雄和希望》中探讨了公民科学家的作用以及她加入这一行列的经历。以下是该书的摘录，您可以在她与 Nexus Media 的问答中阅读更多关于汉尼拔的观点和经历。

“我想知道丁香树知道什么！”康奈尔大学气候学家托比·奥尔特告诉我。丁香树已经存在了很长时间。十二万年前，它们经历了气候变化的重大转变。两千四百万年前，“纽约被两英里厚的冰层覆盖，”奥尔特说。“它们能够应对。”

奥尔特猜测，既然丁香树在过去能够适应冰河时代和随后的气候变暖，那么它们很有可能在当今人类引发的气候变化迅速改变温度和降水模式的情况下安然无恙。它们究竟如何适应，这是他想了解的谜团。奥尔特招募了一个异常庞大的研究助理团队来帮助他弄清楚丁香树的情况——数百名公民科学家在全国各地监测丁香树，并将他们的发现记录在一个名为“自然笔记本”的在线数据库中。

奥尔特说：“任何对从冬季到春季的过渡做出反应的生物，就像植物在天气开始变暖时长出叶子一样，都会从大气中获取与它们相关的信息。”奥尔特说：“从下面的土壤到上面的空气，阳光的量、白天的长度、所有指标、定义春天的所有定性特征都与植物从休眠中苏醒有关。”奥尔特从市民那里收集有关丁香树在春天何时开始开花的信息，随着气候变暖，开花时间通常会提前。但植物并不是只对温暖做出反应。

“它们必须做出生物学选择，”奥尔特解释道。“如果很简单，它们每年都会在同一天长出新叶，因为白昼的长度每年都不会改变。我们知道这不是随机的，我们知道这不像爆米花那样物种会不断变化；存在着同步事件的大型连贯空间模式。这种大规模同步是大气条件和整个气候的足迹。”因此，了解丁香如何应对季节变化，可以让我们了解整个自然界是否适应不断变化的条件。

Ault 是一名公民科学爱好者，他号召志愿者种植丁香花并使用在线工具 Nature's Notebook 进行监测，该工具是由国家物候网络 (NPN) 赞助和运营的一项计划。要真正了解丁香花的适应性，Ault 需要分析长期数据，而 NPN 的历史丁香花数据集为他提供了帮助。20 世纪 50 年代末，公民科学家加入进来，记录每年丁香花和金银花开花的时间，并将这些数据放在明信片上邮寄。这个历史观察网络（现为 NPN 的一部分）的建立是为了帮助弄清天气模式，为作物管理提供参考。最终，有几千个团体参与其中，包括气象服务观察员、科学家、农业站的技术人员和园艺俱乐部成员。蒙大拿州立大学的教授 Joseph Caprio 于 1956 年启动了一项西部项目来观察丁香花，后来东部和中部各州也建立了类似的项目。这些项目来来去去，后来又被其他人重新发起，因此我们实际上对 1956 年至今的历史丁香物候学有了相当好的了解。奥尔特的工作包括这个数据库并在此基础上进行构建。

物候学一词源于希腊语，意为“显示”，用来描述自然事件的时间——不仅是开花，还包括冬眠、迁徙以及水果和蔬菜的发育和成熟。例如，气候变化对这些生态过程的影响是了解其如何影响农业的基础。

另一位在该领域做出重要贡献的科学家是 David Inouye，虽然他的研究也依赖于公民科学，但他研究的数据并非来自数百人，而是来自一位特别热心的公民 Billy Barr。45 多个夏天以来，Inouye 一直在科罗拉多州克雷斯特德比特的落基山生物实验室 (RMBL) 进行开花物候学的实地研究。尽管最初关注的是大黄蜂和蜂鸟，但 Inouye 很快就对“资源”或昆虫和鸟类赖以生存的花朵产生了兴趣。当他的研究开始时，Inouye 并不知道，随着时间的推移，他的工作将成为记录由于天气模式变化而导致的长期生态变化的最重要工作之一。

“事实证明，落基山脉物候的主要决定因素是雪何时融化，”Inouye 告诉我。“当地上有雪时，昆虫和冬眠动物不会出来；雪融化时，它们就会出来。”

比利·巴尔 (Billy Barr) 住在 RMBL 附近，曾担任实验室的洗碗工、图书管理员、业务经理，现任会计师。四十多年来，巴尔每天都会记录天气日志，记录光线质量、云量和风力。他建立了世界上最全面的数据库，记录自然发生的雪崩。对井上来说，最重要的是，比利·巴尔在过去四十年里测量并记录了积雪的深度和重量。井上和他的同事将融雪日期的提前与气候变化导致的气温升高联系起来。

“雪融化了，花朵开始绽放，”Inouye 告诉我。“但传粉者还没有到来；迁徙的蜂鸟有不同的作息时间。虽然开花日期提前了，但最后一次严霜的日期没有改变，所以在 6 月 10 日至 14 日之间，严霜来临，花蕾和花朵被冻死。当传粉者到来时，它们没有东西可吃。”昆虫和鸟类是否能够适应还有待观察。

“公民科学是一种研究工具和监测手段，”奥尔特告诉我，“但它也是培育科学导向型社会的一种方式。对话是双向的。”要了解物种的可塑性，即物种响应气候条件而变化的能力，“需要跨学科科学家和庞大的公民科学家网络。”

我们将如何处理尚未辨别的信息还有待观察，但更深入地了解其中的工作过程无疑将影响围绕自然管理的各种社会决策。“这不仅仅是关于丁香的故事。我们可以从成千上万的其他物种中学习信号，”奥尔特说。“这就是为什么我们需要两千万科学家。”

摘自《公民科学家：在灭绝时代寻找英雄和希望》（作者：玛丽·埃伦·汉尼拔）。版权所有 © 2016 玛丽·埃伦·汉尼拔。经出版商 The Experiment 许可出版。可在售书处购买。www.theexperimentpublishing.com

本报道由 Nexus Media 提供，这是一家涵盖气候、能源、政策、艺术和文化的联合新闻通讯社。