公民科学家：在灭绝时代寻找英雄与希望

科学建立在观察之上，而对于全球气候这样浩瀚的主题，任何一个研究者——或一个团队——都不可能独自收集所有信息。越来越多的研究者邀请我们所有人，作为公民科学家，来帮助收集那些真正能拯救世界的数据。作者玛丽·埃伦·汉尼巴尔在新书《公民科学家：在灭绝时代寻找英雄与希望》中，探讨了公民科学家的作用以及她自己加入其中的经历。以下是该书的节选，您可以在汉尼巴尔与 Nexus Media 的问答中阅读更多关于她的观点和经历。

“我想知道紫丁香知道什么！”康奈尔大学气候学家托比·奥尔特告诉我。紫丁香树已经存在了非常长的时间。十二万年前，它们在一场重大的气候光谱变化中得以幸存。奥尔特说：“两千四百万年前，‘纽约被两英里厚的冰覆盖’。‘但它们能够适应。’”

奥尔特怀疑，既然紫丁香树过去能够适应冰河时代和随后的变暖，那么它们很可能在今天人类引起的气候变化迅速改变温度和降水模式时也能很好地适应。他想了解的是它们具体如何适应。奥尔特招募了一支规模异常庞大的研究助理团队来帮助他弄清楚紫丁香树的情况——成百上千的公民科学家在全国各地监测紫丁香树，并将他们的发现记录在一个名为 Nature’s Notebook 的在线数据库中。

奥尔特说：“任何对从冬天到春天的转变做出反应的生物体”，就像植物在天气开始变暖时发芽一样，“都会从大气中获取与它们相关的信息”。“从下方的土壤到上方的空气，阳光的量，白昼的长度，所有这些指标，所有定义春天的定性特征，对于从休眠中苏醒的植物来说都变得息息相关。”奥尔特收集公民关于他们的紫丁香树在春天何时开始开花的资料，总体而言，随着气候变暖，开花时间正在提前。但植物并非仅对温暖做出反应。

“它们必须做出生物学上的选择，”奥尔特解释道。“如果很简单，它们每年都会在同一天发芽，因为日照长度年年不变。我们知道这不是随机的，也不是像爆米花一样物种随机出现；存在着大型连贯的空间模式，使事件同步。这种大规模的同步是大气条件、整个气候的印记。”因此，了解紫丁香树如何应对季节变化，就为我们提供了一个窗口，让我们了解所有自然界是如何适应或未能适应不断变化的环境的。

奥尔特是一位公民科学爱好者，他鼓励志愿者种植紫丁香树，并使用 Nature’s Notebook 这个在线工具进行监测。Nature’s Notebook 是国家物候网络（NPN）赞助和运行的一个项目。要真正理解紫丁香树的适应性，奥尔特需要分析长期数据，他在这方面得到了 NPN 的历史紫丁香数据集的帮助。在 20 世纪 50 年代末，公民科学家们开始记录紫丁香和金银花每年的开花时间，并将这些数据写在明信片上邮寄。这个历史观测网络（现在是 NPN 的一部分）最初是为了帮助弄清天气模式，为作物管理提供信息。最终，几千个参与的群体包括气象服务观测员、科学家、农业站的技术人员和园艺俱乐部成员。蒙大拿州立大学的一位教授 Joseph Caprio 于 1956 年在西部启动了一个项目来观察紫丁香，后来在东部和中部各州也建立了类似的计划。这些项目兴衰更替，又被他人复兴，因此我们对 1956 年至今天的紫丁香物候史有了相当清晰的了解。奥尔特的工作包括这个数据库，并在此基础上进行扩展。

“物候学”一词源自希腊语“展示”，描述了自然事件的时间——不仅包括开花，还包括冬眠、迁徙以及果蔬的生长和成熟。例如，气候变化对这些生态过程的影响是理解它将如何影响农业的根本。

另一位在该领域做出重要贡献的科学家是大卫·伊诺耶。虽然他的研究也依赖于公民科学，但他的情况并非与数百人合作，而是与一位特别投入的公民——比利·巴尔合作。在过去四十多年的四个夏天里，伊诺耶一直在科罗拉多州克雷斯特德比特的落基山生物学实验室（RMBL）进行开花物候学的实地研究。虽然最初他专注于熊蜂和蜂鸟，但伊诺耶很快对“资源”，即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，伊诺耶从未想过，随着时间的推移，他的工作将成为记录因天气模式变化而引起的长期生态变化最重要的研究之一。

“事实证明，落基山脉物候现象的主要决定因素与雪融化时间有关，”伊诺耶告诉我。“当雪覆盖地面时，昆虫和冬眠的动物不会出来；当雪融化时，它们才会出来。”

比利·巴尔住在 RMBL 附近，他曾担任过洗碗工、图书管理员和业务经理，现在是会计。四十多年来，巴尔每天都记录天气日记，注意光照质量、云量和风。他建立了世界上最全面的自然雪崩数据库。而对伊诺耶来说最重要的是，在过去的四十年里，比利·巴尔一直测量和记录积雪的深度和重量。伊诺耶和他的同事们已经将日益提前融化的日期与气候变化相关的日益变暖的温度相关联。

“雪融化了，花就触发了开花，”伊诺耶告诉我。“但传粉者还没有到来；迁徙的蜂鸟有不同的时间表。尽管开花日期越来越早，但最后一次严重霜冻的日期没有改变，所以在 6 月 10 日到 14 日之间，严霜会到来并杀死花蕾和花朵。当传粉者到来时，它们就无食可吃了。”昆虫和鸟类能否适应，还有待观察。

“公民科学是一种研究工具和监测设备，”奥尔特告诉我，“但它也是培养具有科学导向的社会的一种方式。对话是双向的。”要了解物种对气候条件的适应能力，即“可塑性”，需要“跨学科的科学家和庞大的公民科学家网络”。

我们如何利用这些信息还有待揭示，但更深入地掌握这些过程无疑将影响围绕自然管理的所有社会决策。“这不仅仅是关于紫丁香的故事。还有成千上万的其他物种，我们可以从中学习信号，”奥尔特说。“这就是为什么我们需要两千万名科学家。”

此文由 Nexus Media 提供，Nexus Media 是一个涵盖气候、能源、政策、艺术和文化的联合新闻机构。