行走北极.pdf

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书籍描述

内容简介
《行走北极》是张树义教授带着31名来自全国各地的中学生,于2013年夏天一起来到北极,前后用了16天时间。这期间除了认识北极特有的物候,孩子们还用充满热情与活力的笔触记录了这些天的风景、故事、心得与学习笔记。张教授详尽而生动地把这些宝贵的故事和照片记录在书中,还从科学家的角度介绍了北极物种的知识,展示生物与自然相依相存的画面,并且收录了孩子们优秀的文章,使这场特别的远行考察更加充满探索的乐趣与青春的朝气。

编辑推荐
每个人都该上的自然课!
【在地球最遥远纯净的地方感受生命的顽强与活力,16天不可复制的生命之旅】

◆ 权威!国家科技进步科普奖作家作品

◆ 有趣!最人文、最好读的北极科普文章

◆ 独家!一次看够北极熊、海港豹、独角鲸、北极罂粟、北极燕鸥等珍贵照片

◆ 31名中学生亲身经历,青春与极地的心灵触碰之旅

◆一生要被大自然的静穆与纯粹打动一次

★ 作者张树义教授是国内少有的兼具科学素养与人文情怀的学者,他多次到世界各地的奇观异景现场考察,也多次向中小学生讲解环境生态的科学知识,丰富的阅历让他的科普作品既生动又严谨,是非常难得的大众喜爱的科普作品。

★ 本书对北极的介绍具体而详实,配有珍贵图片,对任何年龄层的读者而言都易读好懂,值得珍藏。

★ 本书的照片皆是考察过程中拍摄到的,真实精美,装帧典雅。真正呈现出了北极这个特殊地理位置的气候特点,另许多无法到达北极的人可以通过阅读本书来感受极地风情,开阔眼界,陶冶心胸。

★ 本书对于培养青少年探索学习的精神亦有启迪作用。书中多名中学生在老师的指导下开始科研课题,最终都获得了优秀的成绩。探索的乐趣与获得成绩的荣誉感将帮助青少年树立正确的价值观,培养未来的科研精英。

名人推荐
《行走北极》,行走的是北极但又不仅仅是北极,它代表的是亲近自然的态度和探索自然的勇气,是当代社会值得赞扬和推广的正能量。——中国科学探险协会主席高登义教授

作者简介
张树义

华东师范大学科学与技术跨学科高等研究院院长、教授,中国科学探险协会副主席,我国第一个到南美亚马逊热带雨林进行野外研究与考察的生态学者。

1994年获法国居里大学生态学博士学位,

1995年获中国科学院“百人计划”项目资助,

1997年任中国科学院动物研究所研究员。

2000年获国家自然科学基金委“杰出青年基金”项目资助,

2006年获国家科技进步二等奖。

先后在Nature、Science、PNAS等杂志发表论文一百余篇;在南极、北极、东非大裂谷、亚马逊热带雨林等全世界40个国家和地区进行科学考察。

目录
前言 如此遥远,却触手可及
北极,在不少人的想象中,一定是寒冷、荒芜、危险的。我说:不是这么简单的词就可以描绘北极的!



三个问题

北极为什么没有企鹅

北极燕鸥一生能在南北极之间往返几次

为什么北极熊只分布在北极?全球气候变暖,北极熊是否会消失或灭绝



第1天,从上海到奥斯陆

挪威首都机场最令人印象深刻的是镌刻在多处大理石上的一段诗句,有英语、挪威语、阿拉伯语,还有中文。

或许那里 冬尽春衰

又一个夏季 光阴又一载

我只坚信

终有一天你会归来

守着我的许诺

将你等待



第2天,参观维格兰雕塑公园,抵达地球最北的城市

奥斯陆的清晨是薄荷绿色的,尤其是有阳光的时候。大约六点,就和室友相约一起去街上走走。那时还有些晨露,混着北欧独有的、由于昼夜温差大而产生的氤氲雾气。



第3天,登上“海精灵”号考察船

激动人心的登船时间终于到来了。很多人第一次登上这么大的船,更不用说在船上过夜的经历了。



第4天,见到那只趴下的北极熊,首访冰川

任何人看到这样原本应该是活生生的庞然大物,现在如此皮包骨般悲惨地趴在地上的情形,都会感到诧异和震惊。



第5天,探海冰,遇见格陵兰海豹

北纬81°的风景很美,在那里世界的色调只有两种——白和蓝。海水上的浮冰宛如天空中雪白的云朵,美得令人窒息,那里会让人顿时有种错觉,觉得自己是不是已经到达了天堂——世界最美的地方。



第6天,冒雨造访海鸠山,幸遇蓝鲸,抵达“悲痛的峡湾”

穿过迷雾,耳边是冰川融化清亮的哗哗水声和鸟儿互相交织的鸣叫。不得不承认,我从未看到过这么壮观的景象:喷出岩形成的陡峭的峭壁上,密密麻麻全是海鸠。



第7天,港海豹、北极熊、疯狂的帽子和舞会

北极熊的视力和听力与人类相当,但它的嗅觉极为灵敏,是犬类的七倍,可以捕捉到方圆一公里或冰雪下一米的气味。看着它那嗅气味的动作,同船的人都笑了,有的说:“估计是它在嗅我们身上的火锅味!”有的又说:“在嗅我们吃的榨菜味呢。”



第8天,望驯鹿,参观北极科考站

早就憧憬着黄河站的模样了,想象着那是怎样的建筑,是中式还是西式呢,它一定是嵌在雪国里的,轮廓应当是隐没在冰雪里的。然而真实的黄河站呢,看起来更像个小镇——下了小雨,路是泥泞的,窄窄的,人并不多,四周几乎都是中国队友,如若不是路旁的小屋全是彩色顶子而非褐色、青灰色,倒是有一种回到中国乡村的感觉,觉得莫名亲切。



第9天,独角鲸,北冰洋跳海,冰川上徒步

有人在议论:“那是只鲸吗?”“也许是海豚呢?”“北冰洋哪里来的海豚……”“嘘,别叫,别惊动它! ” 突然听见Jaclyn说: “It’sNARWHAL, N-A-R-W-H-A-L。” 我们快速掏出手机查找单词。 “独角鲸!是独角鲸!” 查出来的人兴奋地、小声地叫了起来。



第10天,返回朗伊尔宾,参观博物馆和种子库

在海上航行的七天旅程中,几乎每天晚上一切活动都结束后,我都会到房间外的阳台上听着音乐吹一会儿海风,注视着大海出神。海面上不时传来波涛的响声以及海鸟的鸣叫,享受着各种天籁共鸣中的那一份宁静,那一种飘逸的超脱感。



第11天,化石山上找化石,访问朗伊尔宾大学

斯瓦尔巴德很可能在历史时期曾经处于温带,或者受温暖的气候影响,或者与欧洲大陆相连,这在另一方面也能说明为什么斯瓦尔巴德群岛有着如此多的矿产。



第12天,告别北纬78度,返回挪威首都

我知道我没有足够的氧气支持我安全地上山和下撤,所以我还是决定就地返回。这是一个让我非常自豪的决定。很多登山者迫切地为了登到山顶而死在了下山的路上。



第13天,奥斯陆的一天

奥斯陆不愧是挪威这个世界上最适合居住国的首都,给人的印象是干净明朗。整个城市仿佛被森林包围着,又或者说它本就是镶在绿林中的明珠。零零散散的彩色小房子落在山丘和小树林的交际,远一些的,就若隐若现;偶尔爬出个头头儿,有点雨后草地上蹿起的花花绿绿的小蘑菇之味,可爱之至。用刚出浴、透着圣洁光芒的天使来形容奥斯陆,一点不为过。



第14天,达童话王国,参观菲德列古堡

这座古堡建于17世纪,原本是丹麦皇家宫殿,是北欧现存最显赫的文艺复兴风格的建筑,有“丹麦的凡尔赛宫”之称。古堡与园林和池塘相邻,显得既庄重又秀美。



第15天,哥本哈根的一天

海滩上,空无一人,只有几只海鸥悠闲地飘荡在海面。太阳,也还没露头,但天已经大亮。太奢侈了,偌大的海滩,竟然只有我一个人,这在国内是不可想象的。我没有任何犹豫,脱去衣服,直接扑入大海。



第16天,糟糕的莫斯科机场中转,回家了

返程的途中,拍远行的太阳、被朝阳包裹的变得柔情的树、仍然在桥上守望的人的剪影。人与自然在此刻显得那样和谐。天地在此刻都变得那样可爱。让人想起余秋雨的那句:“有这样的天,地才叫地;有这样的地,天才叫天。”



后记

北极是一个古老的世界,没有城市的高楼林立,亦没有乡村的田园风光;没有金钱的争夺、权力的斗法,只有物竞天择和适者生存。我们在冰川上一步步小心地行走,眼前白茫茫一片,稍有不注意就会滑倒。这一幕留给人最深的印象,从而教会我们生的不易。从北极带来的生命的领悟百转千回永不腐朽,我在这里有了人生迄今为止最深的体悟。

序言
前言 如此遥远,却触手可及

北极,在不少人的想象中,一定是寒冷、荒芜、危险的。我说:不是这么简单的词就可以描绘北极的!
2013年7月26日,天气略有些闷热。一群来自成都、上海和北京的学生和老师,以及一些学生的家长,聚集在浦东国际机场。这是临行前的聚会和道别,因为其中的2位老师、31名中学生,将要踏上飞机,远赴北极进行小科考。

除了我,两位老师中的另一位是成都七中的李磊老师。31名学生中,10名来自成都七中:陈恭懿、邓茜戈、蒋函君、向格林、鲜思纬、谢琳萱、袁青芮、张开河、张洛丹、张晰;7名来自上海华东师大二附中:陈力铭、胡慧珊、沈天弘、吴昆、姚昶任、张敬庭、张一苇;4名来自成都石室中学:王典、张潇杨、周敦颐、朱雯颖;4名来自上海延安中学:茅圣轩、沈泽源、余思易、姚俊嵘;1名来自上海复旦附中:李欣辰;1名来自北京四中:杜伯超;1名来自上地实验中学:高靖;1名来自北京第十三中学:任午阳。此外,还有两位上海的同学刘嘉懿和李岩,随同我们一同去北极。这里唯一需要单独注释一下的是:李磊老师跟向格林,是一对母女。

这些中学生去北极,不是简单的旅游,而是做一些小的科研课题。这是“中国科学探险协会”启动的一个非常成功和有特色的项目。这个国家一级协会曾组织过可可西里、塔克拉玛干、三江源头、南北极、东非大裂谷等很多大型科学考察。2012年暑期,我把这个项目从北京引到上海——带领华东师大二附中的7名同学、延安中学的1名同学和我本人的儿子到北极进行科考。上海的一些新闻媒体也对此进行了报道。在这些报道中,我最喜欢的是2012年8月《新民晚报》的一篇文章,题目是《高中生北极科考,收获许多第一次》。文章的开头和中间一段这样写道:

“今年7月底,华东师范大学附属第二中学和延安中学8位学生组成了首个上海高中生北极科考队,来到地球北极,追寻科学的梦想。华师大二附中的丁宁是高二科技创新班的创新部长,她告诉记者:这次北极之旅是一场奇妙的体验之旅,我们每个人都带着课题而去,无论这个课题是否成功,都有很大的收获。”

“这些上海高中生出发前都做了很多的功课,并设计了一项针对北极的小课题。丁宁的课题是围绕极地微生物嗜冷菌在严寒环境下的适应能力展开的,因此,她在不同登陆地点采集了不少水样带回上海。而吴眉则盯上了北极罂粟,在5次登陆中,她共仔细观察了20多棵位于不同位置的罂粟,测量它们的温度。最后发现花蕊周边的温度通常会比花瓣附近的温度高2~3℃。吴眉希望通过了解北极花的构造,来探究它是如何在极地严寒环境中生存和吸收阳光的。”

事实上,华东师大二附中参加2012年北极科考的7名同学全部在上海中学生科技创新大赛中获奖,其中丁宁和吴眉获得了一等奖。

2012北极科考之后,我逐一地询问了参加科考的同学及其家长,几乎所有的家长都高度赞赏这次活动。于是,我决定把这个项目在华东师大二附中和延安中学继续下去。后来,一个毕业于华师大、在复旦附属中学任教的老师把这个项目介绍给她的学校,于是有李欣辰报名参加。再后来,成都七中的校长通过我的同事联系上我,希望他们学校能够参与到这个项目中,于是这个学校一下子来了10名同学和1名老师;成都石室中学的校领导也通过朋友联系到我,于是他们学校也有4名同学参加。北京的3个同学则是通过友谊加入小科考团的:一位家长是我事业上的合作伙伴,3个家长之间是好朋友。

就在北极行程已定之际,北京的一个合作机构来求助:询问有两个在上海招募的队员能否随我们团同行。于是队伍中便增加了最后两个人:刘嘉懿和李岩。不过,让我吃了一惊的是:李岩竟然是一个只有12岁的小姑娘!中学生去北极,很多人未必理解为什么,但我能!对很多学生来讲,北极之行可能会影响其一生!

梦幻般的北极,2012年,我们来过了;2013年,我们又来了!

文摘
Day 4 见到那只趴下的北极熊,

首访冰川

下午两点半,大家陆续来到三楼的出发聚集点。在这里,要划一下每个人的身份卡,以便知道哪些人出去了,哪些人没出去,避免出去的人没回来。我让胡慧珊通报分组情况,结果她拿出的方案让李老师大为不满:李老师的组几乎一个成都的同学都没有。我能猜到这些孩子的小情况:同学们是因为拆不开而两人、三人,甚至四人地“集结”在一起。至于拆不开的原因,有的可能是希望同校的在一起,有的可能是希望同课题的在一起,有的可能是不希望跟自己的老师在一起,还有的,则可能是因为短短的几天陷入懵懵懂懂的小感情而形影不离。

就在登橡皮艇之前的一瞬间,我们还在纠结之际,事情急转直下:我们前面有四位大妈级别的女性,在等待登上橡皮艇。她们中间一个会说英语的都没有,组织登艇的工作人员要求我们后面的队伍支援六个人且一定要有英语好的人。于是,我直接把站在最前面的六个人划拨过去,让英语很好的余思易担任翻译。

就这样,大家陆续登艇。给我们驾驶橡皮艇和担任领队的是来自英国的历史学家Damien Sanders,他曾经跟随英国南极科考队,参与海洋生物学研究。这第一次登陆,是在利夫德峡湾Liefdefjord的得克萨斯酒吧。这个地方之所以起这样一个名字,是因为岸上有一个猎人的小木屋,上面写着Texas Bar。

在这里的岩石上,分布着数量不小的丽黄地衣(Xanthoria elegans),它们呈亮黄的颜色,牢牢地趴在石头上。有时是斑斑点点,有时则是壮观的一大片。这些秀丽的生命在气候如此严酷、生命相对稀少的北极大地,显得格外绚丽夺目。关于这种地衣,中国科学院微生物研究所周启明博士在南极也曾经见到过,并有如下一番科学的描述:



地衣不是植物,而是一类由特殊的专化性真菌(也称“地衣型真菌”)与藻类或蓝细菌(也称 “地衣共生藻”)共生而成的有机体,它是自然界中互惠共生的典范。共生藻可进行光合作用,为自己和真菌提供生长必需的碳水化合物;而地衣型真菌通过形成特定的结构将共生藻包裹在地衣体内部,为共生藻提供一个保护性环境,避免其受到强烈辐射以及干旱等恶劣条件的影响。在地衣中,真菌“控制”着共生藻,地衣体的形态特性完全由真菌决定,这些真菌中绝大多数都属于子囊菌。

地衣是一种变水生物,在自然条件有所改变时,地衣会迅速改变细胞内水分含量,同时相应地改变呼吸或光合作用等的生理反应,抵御不利环境造成的损伤。地衣的这种特性,使它能在其他植物不生长的极端环境譬如南极、北极、高山以及荒漠地区存活。地球大约8%的陆地表面被地衣所覆盖,这些地衣不仅可以长在植物、朽木和土壤表面,还可以生长在岩石表层或内部,甚至混凝土、玻璃、金属、塑料等人造物都可以作为它的基物。

2005年,欧洲空间局联合俄罗斯航天局,由俄罗斯“FOTON-M2”返回式实验卫星将采自南极的丽黄地衣送入了太空,暴露在开放的宇宙空间之中达半个月之久。这些地衣经历了真空、失重、温度剧烈变化以及强宇宙射线辐射等残酷条件的考验。在卫星返回地球后,将地衣置于适宜的环境中,竟然它们在24小时内重新恢复了代谢活性。

作为生活在地球上最为严酷环境中的先锋生物,地衣承载着改建太阳系其他行星或卫星的大气与土壤系统从而最终实现外星移民的历史使命。为了实现这个目标,我们需要首先充分了解南北极地衣的生活特性,然后通过包括分子生物学技术在内的多种科学手段对其进行改造,使其可以登陆其他星球来重建类似地球的生态系统。



我以前对地衣从来没有如此地密切地关注过,读罢周博士这篇文章,对这些原始而又顽强的生命不觉油然而生敬意。

除了丽黄地衣, 在陆地上另外一类特别吸引眼球的植物当属无茎蝇子草Moss
campion(Silene acaulis),这是典型的生活在阴凉地带的蝇子草属植物,
它们开有妖娆的紫红色花朵,形成一座座密集、坐垫状的圆球形状。

应该说,蝇子草是个不小的属,有大约600个种,主要分布在北半球的温带,在中国就有110种左右。它们是一年生、两年生或者多年生的草本植物,茎有直立的,也有弯的或者匍匐的。叶成对,简单。花有单个的,也有组成花序的。蒴果,种子微小,有些有翼。蝇子草属植物吸收金属的特性非常强大,能够吸收锌、钴、镉、汞等重金属。除了无茎蝇子草,著名的仙女木Mountain avens(Dryasoctopetala)在这里也是比较多见的。



仙女木茎丛生或稍匍匐地面,单叶互生,边缘外卷,全缘至近羽状浅裂。花茎细,直立,仅生1朵两性花。为杂性花;花瓣多为8片,白色,有时黄色。本属的分类还不十分清晰,分布北半球温带高山及寒带。我国有1种,而该属的模式种就是分布在斯瓦尔巴德的仙女木。



仙女木的著名,是缘于三次仙女木事件。冰河世纪结束以后,大约1.7万年前,地球的气候开始变暖,气温逐渐地回升。两极、北美和北欧的冰川开始消融,海平面逐渐上升,渤海、黄海、挪威海的草原被水淹没。到了1.3万年前,北美和北欧的冰雪已经融化了相当大一部分,南北半球春暖花开,显现出一片繁荣景象。但就在这时,1.264万年前,气温又骤然下降,世界各地转入严寒,两极和阿尔卑斯、青藏高原等地的冰盖扩张,许多原本迁移到高纬度地区的动植物大批死亡。这一次降温发生得很突然,地球平均气温在短短十年内下降了7?8℃。这次降温持续了上千年,直到1.15万年前,气温才又突然回升。这就是地球历史上著名的新仙女木事件The Younger Dryas Event,简称YD。它的得名来由是:在欧洲这一时期的沉积层中,发现了北极地区的草本植物仙女木的残骸。更早的地层里也有同样的两次发现,分别称为老仙女木事件和中仙女木事件。

不过,在北极为数不多的植物种类中,我最喜欢的还是斯瓦尔巴德罂粟。

它们柔弱的淡黄色花瓣呈杯形,向着太阳开放,尽可能多地采集太阳光。这种罂粟或独立或丛生,孤傲、顽强地摇曳在北极广袤而寒冷的大地上,绽放自己独有的美丽。去年来北极的华东师大二附中的女生吴眉,就研究这种植物,她的小论文《北极斯瓦尔巴德罂粟(Papaver dahlianum)环境适应性研究》获得“第28届上海市青少年科技创新大赛”一等奖。

忽然,我隐约听到北极燕鸥的惊叫声。循着声音一看,果然有两只北极燕鸥在来自北京的一群同学头上盘旋,还不时向人们的脑袋俯冲和发动袭击。我想,一定是他们走近了它们的巢穴,或者它们的幼鸟就在附近,亲鸟才会不顾一切地袭击包括人、北极熊在内的任何动物。

北极燕鸥(Sterna paradisaea)是燕鸥科的一种海鸟,体长35厘米左右,翼展76?85厘米。头顶部和枕部为黑色,上体淡灰色,腰部白色,翅膀尖端黑色,尾羽白色,嘴和脚红色。这种鸟的寿命可达20多年,主要吃鱼和水生无脊椎动物,目前的数量约为100万只。北极燕鸥可谓是鸟中迁徙之王,它们在北极繁殖,但却要到南极去越冬,每年在两极之间往返一次,是已知动物中迁徙路线最长的。



一项使用微型追踪器的研究发现,北极燕鸥沿着“Z”字形路线,在北极和南极洲之间迁徙。在这个过程中,

一只被跟踪研究的鸟飞行了7.1万公里。迁徙期间,北极燕鸥在北大西洋停留了一个月,可能是为了进食以补充能量,然后飞越热带地区。返回时,仍沿着“Z”字形路线飞行。它们并非直接飞往大西洋中部,而是从南极洲飞往南美洲,然后再到北极,很可能是循着巨大的螺旋风模式飞行,以免卷入风中。



跟北极燕鸥周旋了一会,我们朝西边进发。走着走着,远远地看到地上有一具白白的北极熊尸体,大家加快了脚步。可以说,任何人看到这样原本应该是活生生的庞然大物,现在如此皮包骨般悲惨地趴在地上的情形,都会感到诧异和震惊。



随着Woody的一声令下,整支队伍调转了方向,我一马当先地冲在了队伍的最前头。距离白色的物体还有100米、50米、10米、1米,看着眼前这个白色的物体,我的嘴巴张到可以足足塞下一个鸡蛋。天哪,这是大自然的警告吗?一只北极熊就这么瘫在了我们面前,毫无我想象中的熊类即使死去也应有的力量。北极熊背面朝上,整个身体摆成了一个“大”字形,四只本该孔武有力的熊掌软绵绵地像荷包蛋一样摊在了地上。从1米外(由于规定不得靠近其1米以内)不难看出这只熊的身体内的组织结构和脂肪或被吃了或已经腐烂了,身上还隐隐地发出一股臭味,周围还不时有飞虫盘旋在尸体四周,现如今摆在我们面前的只有一张恰似毛毯一般的枯萎的身体了。这还是威名远播的北极霸主吗?北极熊可是陆地上最大最强壮的动物,可是眼前的这张毯子是违背了这个理念吗?一只长满獠牙的凶兽为何成了这般?

成都七中的陈恭懿这样描述。

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