图7 地球系统从全新世进入人类世的路径示意图
图中分岔处显示未来地球系统的 2 条不同路径（虚线箭头）：一条路径是目前地球系统正处于温室地球路径上，是人类排放温室气体和生物圈退化等所致。温升超过 ∼2°C 阈值时，地球系统将在其内生的生物地球物理反馈驱动下，进入不可逆的“热室地球”之路；另一条路径是通向稳态地球，这是一条人类创造的反馈引导的地球系统管理之路，将地球引入一个准稳定凹地
Steffen 等在研究地表温度临界点（阈值）时，预估全球温升1℃—3℃时，格陵兰冰盖和山地冰川急剧融化，西南极冰盖崩解，夏季北极海冰消失，海洋的珊瑚礁白化，可见冰冻圈对这一最低临界点最为敏感。IPCC 报告也预估在21世纪继续升温背景下，冰冻圈各要素将进一步显著退缩。
于是，下列问题值得深思：冰冻圈是地球最大的淡水库，2050年和2100年世界需要至少多少淡水（上限和下限）？冰冻圈可以提供多少淡水才能维系地球健康？冰冻圈是全球气候变化的调控器和启动器，不同温升（如1.5℃、2℃ 和 3℃）条件下，冰冻圈与气候之间的相互作用结果如何？不同温升条件下冰冻圈变化对生态系统和地表环境会有怎样的影响？冰冻圈急剧退缩从不同时空尺度上影响和制约着人类生存和发展，人类社会如何减缓和适应以维持可持续发展？
冰冻圈退缩将改变着世界地缘战略格局，冰冻圈发育的核心地区可能将成为大国利益竞争的战略高地，或者成为全球合作的新领域，“人类命运共同体”的理念如何在这里得到体现等，这都是冰冻圈科学需要研究的课题。
此外，冰冻圈科学可从气候调节、水源供给和调节、生态调节、灾害防治、适应减缓、区域可持续发展和全球战略等方面入手，联系联合国《2030年可持续发展议程》的17个目标，应对地球面临的集自然与社会问题于一体的挑战，在推动学科新发展，深化冰冻圈科学的内涵的同时，为健康地球作贡献。
5 结语人类活动给地球带来了诸多负面影响，如全球变暖、生态系统受损、水资源短缺、土地退化等。冰冻圈作为气候系统圈层之一，其变化与上述现象息息相关。
冰冻圈在地球系统里有不可替代的作用，对全球温升极度敏感。冰冻圈退缩不仅影响着世界经济最发达的中高纬地区的国家和经济体，对中纬度地区的影响也不可低估，加上对海洋的影响，低纬度地区和小岛国家也深受其害。冰冻圈内海量的淡水资源、巨大的相变潜能、广阔的发育空间等，对支持地球生命系统的水资源、能源、食物安全，以及陆地、海洋、生物多样性等关键要素有重要影响。冰冻圈变化既能给人带来损失，也能给予种种惠益。
冰冻圈科学体系的建立和发展，符合国际“未来地球计划”和“地球委员会”倡导的大方向，也是其意义所在。
致谢 感谢效存德、李春兰、徐新武和俞杰在成文过程中的帮助。
秦大河 中国科学院院士，发展中国家科学院院士。主要从事冰冻圈科学与可持续发展研究。现任国家自然科学基金重大项目“中国冰冻圈服务功能形成过程及其综合区划研究”（41690140）首席科学家和国家自然科学基金创新研究群体“冰冻圈与全球变化”（41421061）项目负责人。
