第1章绪论
全球环境变化研究领域正在掀起一场由自然科学为基础，向以自然、人文和社会经济交叉融合为主，服务可持续发展的跨学科集成研究的转变，其标志就是 2012年 6月在里约热内卢联合国可持续发展大会（ “Rio+20”）上正式启动未来地球（ Future Earth）计划。而早在 2007年，中国科学家在冰冻圈研究中就敏锐洞悉到冰冻圈变化的自然过程会给区域社会经济带来显著影响。如何将冰冻圈变化的自然过程与其对社会可持续发展的影响关联起来开展研究成为值得关注的核心问题。同年，在国家重点基础研究发展计划支持下，冰冻圈科学领域启动的“我国冰冻圈动态过程及其对气候、水文和生态的影响机理与适应对策”项目，在全球率先开展了冰冻圈变化的脆弱性与适应途径的理论探索和实践研究。该项目在探讨冰冻圈自身脆弱性的基础上，通过在典型区域将经济、社会、生态、技术与冰冻圈变化相结合，开展冰冻圈变化的脆弱性与适应研究，探索应对与适应冰冻圈变化影响的对策建议与战略措施（秦大河和丁永建， 2009）。之后， 2010年和 2013年陆续启动了全球变化研究重大科学研究计划项目“北半球冰冻圈变化及其对气候环境的影响与适应对策”（2010～2014年）与全球变化重大科学研究计划重大科学目标导向项目（即超级 973项目）“冰冻圈变化及其影响研究”（2013～2017年），进一步深入研究冰冻圈变化的社会经济影响、风险与适应机制（王宁练等， 2015；丁永建和效存德， 2013）。上述研究带动了中国冰冻圈变化影响与适应研究的广泛开展（杨建平等， 2015，2019；Wang et al.，2015；Xiao et al.， 2015；王世金和汪宙峰， 2017；Qin et al.，2018；王世金等， 2018；Yang et al.，2019；方一平等，2019），并逐渐形成了冰冻圈科学学科体系（Qin et al.，2018；秦大河等，2017a）。
纵观上述研究，研究区域由中国扩展至北半球、全球，研究内容从影响机理与适应逐步发展到影响程度、脆弱性、风险与适应，范围不断扩大，内容逐步深化。概括而言，中国冰冻圈变化适应研究是以冰冻圈变化的自然影响为连接点，以社会经济影响研究为突破，以风险与脆弱性和冰冻圈服务与价值研究为桥梁与纽带，以趋利避害应对和适应冰冻圈变化影响为目的的冰冻圈科学框架下的新兴研究方向，从起步到逐渐发展，冰冻圈变化适应研究已走过十余年，目前冰冻圈变化适应研究已从借鉴、学习摸索阶段发展到自我创新的新进程。本章从冰冻圈变化适应研究的科学内涵与内容切入，通过评述国际冰冻圈变化适应研究现状，阐明当前冰冻圈变化适应研究的国际背景。在此基础上，依据已有的研究成果，从理论探索与实践研究两个层面，系统总结中国冰冻圈变化适应研究过去十余年所取得的进展与成果。
1.1 冰冻圈变化的适应研究
冰冻圈是指地球表层连续分布且具有一定厚度的负温圈层，其组成要素包括冰川（含冰盖）、冻土（包括季节冻土和多年冻土）、积雪、河冰和湖冰、海冰、冰架、冰山和海底多年冻土，以及大气圈对流层和平流层内的冻结状水体（秦大河等， 2017a）。国际上有关冰冻圈变化影响与适应的研究尚无相对明确的科学定义、方法体系和相应的研究内容等。然而，冰冻圈作为气候系统的一个重要圈层，气候变化适应的有关概念和理论方法完全可以借鉴（杨建平等，2015）。
根据国内外现状，本书将冰冻圈变化的适应研究定义为“针对冰冻圈变化引发的风险与脆弱性、服务能力与价值开展适应理论、方法和应用研究的科学”，是冰冻圈科学学科体系中的重要分支和新兴研究领域。冰冻圈已经或正在发生显著变化，适应是人类应对冰冻圈变化影响的优先选择。在变化—影响—适应这一链条上，不同时空尺度冰冻圈自身变化的过程、机理及其未来演变态势是适应研究的前提与基础，其变化程度、未来走势决定了影响的利弊方向、危险性程度与系统的暴露程度，是适应选择的自然维度。冰冻圈变化产生诸种影响，其中既有正向影响，又有负向影响。正向影响主要是冰冻圈提供的各种惠益，即冰冻圈服务，包括供给服务、调节服务、社会文化服务、承载服务、支持服务（ Xiao et al.，2015；效存德等， 2019）；负向影响，即冰冻圈灾害，如冰雪崩、雪灾、冰川泥石流、冰湖溃决、热融侵蚀等。不仅负向影响威胁自然与人类系统的可持续发展，而且正向影响亦可能转变成风险，如随着冰冻圈显著萎缩，融水径流减少到一定程度并超过某一阈值，其供给与调节功能减弱甚至消失，将给全球依赖高山冰雪融水供给的干旱地区绿洲社会–生态系统带来巨大风险。冰冻圈变化引发其服务能力的强弱变化与转化、各种影响与冰冻圈灾害事件是社会–生态系统的外部驱动力，而社会–生态系统的暴露度、脆弱性与恢复力为系统内部因素，从社会经济层面决定了风险的程度与适应冰冻圈变化影响的能力，是适应方案与途径选择的社会经济维度。冰冻圈变化—冰冻圈变化的服务与功能/灾害—风险—系统的暴露度、脆弱性与恢复力—适应构成了冰冻圈变化适应的主要研究内容（图 1-1）。冰冻圈变化适应研究是当前全球变化研究中自然科学与社会科学交叉融合研究的典型代表。
图 1-1 冰冻圈变化适应研究框架
1.2 国际上冰冻圈变化的适应研究
国际上，冰冻圈一直是被纳入气候变化框架而进行研究的。 1990～2006年，科学家主要关注冰冻圈在气候系统中的作用，对它的研究主要包含在气候变化与变率研究中，适应方面主要聚焦冰冻圈变化对水资源与海平面变化的影响。 2000年启动的气候与冰冻圈计划
（Climate and Cryosphere Project，CliC）就是这一时期的重要标志（CliC，2001）。2007年政府间气候变化专门委员会（ Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）发布第四次气候变化评估报告（ IPCC，2007），*次将冰冻圈从气候变率与变化研究中分离出来*立成一章进行评估，同年国际冰冻圈科学协会成立，成为国际大地测量学与地球物理学联合会新的一级学会，使冰冻圈由三级学科跃升为一级学科（丁永建和效存德， 2013）。从此，冰冻圈的学科地位得到显著提升，冰冻圈研究走向了快速发展的轨道，其影响由水资源、海平面变化，延伸到资源开发、航道开通、人居环境、健康、疾病、文化等人文经济领域。目前，冰冻圈研究已形成以自然科学研究为基础，以自然、人文、社会经济等多学科交叉融合的应用基础与应用研究为出口的学科体系化研究，其宗旨是服务社会经济可持续发展，关注点不仅是其对气候系统的作用，更重要的是对人类社会经济可持续发展的现实与潜在影响及其应对、适应与减缓。其中，冰冻圈变化的风险、脆弱性与适应逐渐受到科学家的关注（ Carey et al.，2012，2014a；Hill，2013；McDowell et al.，2012；Fang et al.，2016； Andreas et al.，2018；Ding et al.，2019）。
近年来，随着冰冻圈快速变化影响的日益凸显，国际上有关冰冻圈变化的适应研究蓬勃发展，不同国家（如加拿大、秘鲁等）（Hugh and Olav，2012；Huggel et al.，2015）、不同国际组织（如 IPCC，世界银行、北极理事会等）（IPCC，2014；World Bank，2011；AMAP， 2011，2017a，2017b，2017c，2017d，2019）从不同视角、不同时空尺度对冰冻圈及其组成要素变化的影响与适应进行了多层面、全方位的研究。纵观这些研究，主要呈现以下特点：
①根据资料来源与研究方法，冰冻圈变化适应研究可分为具体研究与评估研究两类。具体研究是针对某一地区某一冰冻圈要素，运用一定研究方法与手段，对其变化影响与适应进行的研究，如阿尔卑斯山地区冰川危险性评价（ Huggel et al.，2004；Grover et al.，2015）、安第斯山地区冰川变化的影响与适应研究等（ Vergara et al.，2007；Hegglin and Huggel，2008；Carey et al.，2012；Hill，2013）；评估研究则是基于已出版的文献，对冰冻圈变化及其影响与适应进行综合集成性分析，如 IPCC气候变化评估报告中有关冰冻圈的部分、北极监测与评估计划（Arctic Monitoring and Assessment Programme，AMAP）评估报告（ AMAP，2011，2019）等。②研究地区聚焦于阿尔卑斯山、兴都库什–喜马拉雅山、安第斯山、落基山这些全球高山地区与北极及其周边地区（ Olefs and Obleitner，2007；Hegglin and Huggel，2008；Carey et al.，2012；He et al.，2012；Bhadwal et al.，2013；McDowell et al.，2012；Haeberli and Whiteman， 2014；Streletskiy et al.，2014；Carey et al.，2014b；Huggel et al.，2004，2015；Grover et al.， 2015）。③影响方面的研究内容涉及水文、水资源与水安全（Committee on Himalayan Glaciers， Hydrology，Climate Change，and Implications for Water Security，2012；Bhadwal et al.，2013； McDowell et al.，2012；Grover et al.，2015；Haeberli and Whiteman，2014），寒区生态系统与生态安全（ Olav and Richard，2007；Hugh and Olav，2012；IPCC，2014；Haeberli and Whiteman， 2014；Streletskiy et al.，2014；AMAP，2011，2017），灌溉农业与食品安全（ Immerzeel et al.， 2010；Nolin et al.，2010；Bhadwal et al.，2013；Carey et al.，2014），交通、基础设施、矿产资源开发、航道开通（ Huggel et al.，2004；Nolin et al.，2010；Hugh and Olav，2012；Whiteman， 2014；Haeberli and Streletskiy et al.，2014；AMAP，2011，2017a，2017b，2017c，2017d），生计、健康、文化等（ Vergara et al.，2007；Beniston，2012；Paerregaard，2013；Boelens，2014；Allison， 2015；Konchar et al.，2015；AMAP，2011，2017，2019）。极端事件引发的冰冻圈灾害风险亦受到日益关注（ Carey et al.，2012；Haeberli and Whiteman，2014；Streletskiy et al.，2014； Andreas et al.，2018；Ding et al.，2019）。④适应研究方面：注重从冰冻圈变化影响、灾害风险研究与评估中寻求适应行动的多源信息；根据历史上社会–生态系统对冰冻圈变化影响的一些案例研究，探寻降低冰冻圈变化影响、灾害风险的途径与开展有效适应的行动方案（ Haeberli and Whiteman，2014；Grover et al.，2015）。
总之，国际上冰冻圈变化适应研究呈多点开花、广泛涉猎之势，已成为全球环境变化研究领域的新热点，其研究从影响、危险性、灾害风险、脆弱性到适应能力、恢复力、适应途径选择等，涵盖了适应研究的诸多方面，但不论是具体研究，还是评估研究，仍比较
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