探險家小傳

丁琛

青少年極地探險教育的踐行者

自2011年開始，丁琛先后組織青少年走進南極、北極、青藏高原、南海等地，圍繞極地環(huán)境、生物多樣性、海洋資源、地質(zhì)構(gòu)造、全球氣候變化等科學主題開展考察、研究。科考隊累計發(fā)表極地科研論文300余篇，發(fā)表學生署名科技文章20余篇，并發(fā)現(xiàn)極地未知物種3個。

到過極地科考的孩子，有什么不同？

你帶著孩子在城市公園投喂麻雀、鯽魚；極地科考的孩子，在看北極熊饑餓地乞食，目睹賊鷗捕食企鵝幼崽。

你的孩子在植物園觀賞當季盛開的鮮花；北緯78°的斯瓦爾巴德群島，一個孩子撿起一塊植物化石，破解了3億年前北極的樣子。

孩子為老師布置的一篇作文焦頭爛額、無從下筆；極地科考的孩子，洋洋灑灑數(shù)萬字的科研論文已在刊物發(fā)表。

都關(guān)注全球變暖、呼吁環(huán)境保護；極地探秘的孩子已經(jīng)從極地取來的冰芯，測算出全球氣候的趨勢。

2011年的夏天，北極迎來一支特殊的科學考察團——18名來自北京的中小學生，拉開了中國極地教育、中國青少年科考的序幕。

此次活動的組織、策劃者正是丁琛。曾在國家科技部、外交部任職的他，不經(jīng)意地與極地結(jié)緣，其后的十年間，策劃組織了1千多名青少年赴南極、北極進行科學考察。

“科學啟蒙，應該用更生動、有趣的方法，讓青少年直觀地去接觸、去感受，由淺到深，建立起一個科學的概念、框架，提升對自然科學、生命科學的理解。”

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剛剛抵達，就看到北極兩大食物鏈頂端的物種以這樣的方式同框，船上的青少年，從視覺到心靈都受到極大沖擊。

其實，自2015年起，學生們就已經(jīng)明顯地察覺到北極熊的覓食方式有所改變。海岸邊經(jīng)常能看到骨瘦嶙峋的北極熊，毛發(fā)變黃，完全不是過去在電視、課本所認知的白白胖胖。它們餓到去巖石縫里翻找小螃蟹，啃植物、草皮，有時為了奪食而互相撕斗，甚至出現(xiàn)攻擊人類的現(xiàn)象。

而這一切的“罪魁禍首”，便是全球氣候變暖。

每年，青少年科考隊都要到北極的朗伊爾1號冰川，在同樣的地點、時間采集樣本，測量當?shù)貧鉁亍５谝慌鷮W生去的時候，測得的溫度是-1℃。2019年再去，溫度已達19℃。不到10年，北極的溫度上升了20℃！

迅速升高的氣溫，引發(fā)了一系列連鎖反應，對整個北極的生態(tài)造成了極大影響。

首先是海冰大量融化，融化成海水后，更多的太陽熱輻射被吸收，反過來又加速了冰的融化。現(xiàn)在，北極浮冰的面積比1970年縮小了三分之一。

這對于需要借助浮冰捕食的北極熊，無疑是滅頂之災——它要趴在冰面上，在前方挖一個洞，等海豹探出洞口換氣時，用鋒利的爪子迅速地將海豹拍暈，再把海豹拉上來，吃掉。北極熊的鼻子十分靈敏，隔著冰面也能聞到水下8公里至10公里的海豹。

以前的冰區(qū)距離海岸線也就四五十公里。北極熊游泳的極限紀錄是102公里，通常情況下，游六七十公里不成問題，游到冰區(qū)進行捕食輕而易舉。

然而，前兩年，青少年科考隊再去時發(fā)現(xiàn)，最近的冰區(qū)離海岸線都已有百公里之遠。這就意味著，北極熊可能還沒游到冰區(qū)，便因體力透支而淹死或累死。

“北極熊的數(shù)量目前僅剩不到3萬頭.有專家預測，到2060年，這個物種就要滅絕。”

到北極之前，學生們以為那里只有白茫茫的一片。去了之后才發(fā)現(xiàn)，北極圈里不僅有超百種植物，而且，大部分植物開出的花，形狀、顏色都非常漂亮。

“好看是為了吸引馴鹿、雪兔、小狐貍等動物來吃，以此將植物種子沾到動物身上，帶往各地。動物相當于是植物授粉、傳播的載體。”

當然，動物們也不“白幫忙”。北極的花，通常都有向陽生長的特性，可以當“指南針”。于是，馴鹿在遷徙的時候，會靠虎耳草來辨認方向。

北極植物，不僅需要與動物“抱團”，植物之間，也會“伴生”。

“北極風大、低溫，植物如果生長在石頭或土壤里，很容易被風刮倒。有的植物根系短、不發(fā)達，需要與苔蘚、地衣等伴生植物生長在一起，抵抗惡劣的自然環(huán)境。”

在北極，植物通常生長在凍土。想要“立足”，根系至少需要在土壤下延伸50厘米，緊緊抓住地底不會融化的凍土。

這是因為，在北極有一個非常獨特的凍融現(xiàn)象：冬季，凍土里的水結(jié)成冰后會膨脹，將土壤里的砂石、異物、硬物擠出；夏季，冰雪融化，土壤變軟，沒了砂石等硬物支撐，土壤中間會凹陷。一融一脹，年復一年，被翻出的碎石等會在外圈整整齊齊地碼成一個環(huán)狀。

在凍融現(xiàn)象的作用下，北極圈人居城鎮(zhèn)的電線桿子也是整齊地斜往一個方向。科考隊一名學生，觀察到這一現(xiàn)象后，受到啟發(fā)，回來立刻展開研究——他想知道電線桿子到底扎多深才不會斜。

他用一個大玻璃盒裝上土和石子，注入水，和成泥；將泥做成斜坡狀，往斜坡里分別插上1至10 厘米深淺不一的小木棍；每根棍子綁上計時器，若棍子倒下，計時器便會停止工作。設置完畢，把整個裝置放到冰箱冷凍。待泥土凍硬后將箱子取出，在室溫下使土壤融化。如此交替，模擬北極凍土的環(huán)境。

實驗一個月后，這名學生發(fā)現(xiàn)，插入泥土深度小于2.5厘米的棍子，倒得最快；超過這個深度，棍子倒的時間會延長，甚至不倒。

這個2.5厘米的深度，就相當于一個拐點。這個拐點的數(shù)值，或可為鐵路、樓房等大型工程在打樁、打地基等環(huán)節(jié)提供重要參考——這項研究在當年拿下“全國青少年科技創(chuàng)新大賽”一等獎。

走進極地世界，開啟的，不僅是孩子的科學思維，更能拓展其審視、理解生命的全新視野。

南極的企鵝有十幾億只，遠比通常認知要多。為了在有限的棲息環(huán)境中生存下去，它們必須分工協(xié)作——特別是在有天敵的情況下。

成年公企鵝負責捕食、筑巢。它們到海灣捕食時，企鵝社區(qū)會出現(xiàn)一個“幼兒園”——把小企鵝集中趕到一個地方，外圈由個頭高大的企鵝站崗放哨，里面有企鵝媽媽負責照看、安撫幼崽。

筑巢時，公企鵝需要到很遠的海邊，尋找拳頭大小的鵝卵石。由于“建筑材料”搬運困難，巢穴通常建得較為密集，間距大概四、五十厘米。這樣的結(jié)構(gòu)，也更方便抵御賊鷗的偷襲，不給它們留落腳之地。

企鵝寶寶約一個月大是最危險的時候。因為它有了活動能力，會在巢穴周邊跑，便很容易被賊鷗或其他大型禽類、鳥類吃掉。不像更小的時候，被庇護在爸爸、媽媽肚子上的絨毛下；或者，長到一個半至兩個月，換完胎毛，能下水游泳，鳥類便不再對它構(gòu)成威脅。

學生們在南極考察時，曾親眼目睹賊鷗捕獵一只三、四十厘米高的企鵝寶寶。賊鷗一步步將小企鵝從巢穴趕到沙灘。一開始，小企鵝的爸爸、媽媽試圖營救，但隨著賊鷗把小企鵝越趕越遠，成年企鵝也不敢離開巢穴太遠，只能放棄。

小企鵝獨自頑強地抵抗了近兩小時，四處躲避，最終未能掙脫被捕食的命運。

“這就是自然界，一定有它殘酷的一面，這也是一種眼界，給青少年生命教育上的一堂必修課。”

“《南極公約》里有相關(guān)規(guī)定，人類不能直接干預極地生物，其中包括不能投喂、不能在它們遭遇天敵襲擊時進行保護。即便觀察，也必須保持一定的距離。”

丁琛解釋，制定這些條款的目的，一是避免動物喪失自身的捕食能力，二是防止動物越來越靠近人類聚集的城鎮(zhèn)。“那將帶來更大的威脅。”

“極地特殊的地理環(huán)境，是一個絕佳的實踐基地，可以讓青少年站到一個全球系統(tǒng)的角度去思考極地的自然環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、氣候變化，以及人類文明與極地之間的關(guān)系。最終教會孩子科學地去做一件事。”