[论文解读] Emergent risks in the Mt. Everest region in the time of anthropogenic climate change

Kimberley Miner, Paul A. Mayewski+17 more|arXiv (Cornell University)|Aug 4, 2020

High Altitude and Hypoxia参考文献 82被引用 3

一句话总结

这项跨学科研究记录了人为气候变化和人类活动增加导致珠穆朗玛峰地区新兴风险，识别出气候驱动的冰川退缩、滑坡等地质灾害，以及冰芯中的微生物污染。主要发现包括在高海拔冰芯中检测到耐药病原体，如 *Pseudomonas aeruginosa* 和 *Clostridioides difficile*，表明融化的冰川中人类排泄物带来的健康风险正在加剧。

ABSTRACT

In April and May 2019, as part of National Geographic and Rolex’s Perpetual Planet Everest Expedition (hereafter 2019 Everest Expedition), the most interdisciplinary scientific effort ever launched on the mountain was conducted. This research identified many changing dynamics, including emergent risks resulting from natural and anthropogenic changes to the natural system. We have identified compounded risks to ecosystem and human health, geologic hazards, and changing climbing conditions that can affect the local community, climbers, and trekkers in the future. This review brings together perspectives from across the biological, geological, and health sciences to better understand emergent risks on Mt. Everest and in the Khumbu region. Understanding and mitigating these risks is critical for the ~10,000 people living in the Khumbu region, as well as the thousands of visiting trekkers and the hundreds of climbers who attempt to summit each year.

研究动机与目标

• 评估气候变化和人类活动对珠穆朗玛峰地区生态与人类健康影响的叠加效应。
• 识别由冰川退缩引发的新兴地质灾害，如滑坡和冰湖突堤洪水。
• 评估人类排泄物和微生物污染对高海拔冰川及下游生态系统的影响。
• 理解气候变化和环境条件变化如何影响登山安全与当地社区的适应能力。
• 为高山山区的适应与减缓策略提供多学科基础。

提出的方法

• 开展2019年国家地理与Rolex永恒星球珠穆朗玛峰探险，这是迄今对珠峰最全面的科学考察。
• 从珠穆朗玛峰大本营（海拔5,400米）和南角（海拔8,030米）采集冰芯样本，用于微生物与环境分析。
• 利用16S rRNA基因的高通量测序技术，识别冰芯样本中的细菌和真菌操作分类单元（OTUs）。
• 分析地质与冰川学数据，评估昆布地区滑坡风险与冰川退缩模式。
• 整合生物学、地质学与气象学数据，建立气候变化下新兴风险的模型。
• 通过NCBI BLAST比对微生物发现结果与已知致病菌株，并设定序列相似性阈值（≥98.5%）。

实验结果

研究问题

• RQ1 珠穆朗玛峰高海拔冰芯中存在哪些微生物病原体，其潜在健康影响是什么？
• RQ2 气候变化如何加速昆布地区冰川退缩，并加剧滑坡与雪崩等地质灾害？
• RQ3 人类活动（包括登山与徒步）在多大程度上导致冰川冰中微生物污染？
• RQ4 受污染冰川冰的融化与下游生态及健康风险有何关联？
• RQ5 环境与人为压力因素的叠加如何影响珠峰地区登山与徒步的安全性与可持续性？

主要发现

• 在海拔8,030米处的冰芯样本中检测到与已知参考菌株具有98.5%序列相似性的 *Clostridioides difficile*，该病原体与严重胃肠道感染相关。
• 在海拔8,030米处的冰芯样本中鉴定出与参考序列具有99.2%序列相似性的耐药性机会性病原体 *Pseudomonas aeruginosa*。
• 仅在珠穆朗玛峰大本营（海拔5,400米）的冰芯中发现机会性人类病原体 *Staphylococcus epidermidis*。
• 仅在最高海拔冰芯（8,030米）中检测到与感染性心内膜炎相关的 *Streptococcus vestibularis*，表明极端高海拔存在人类微生物输入。
• 在冰芯样本中鉴定出与致病真菌（包括 *Fusarium oxysporum* 和 *Paecilomyces penicillatus*）相关的线粒体16S rRNA基因。
• 本研究证实，登山者与徒步者排泄物中的人类废物长期滞留在冰川冰中，随着冰川退缩，存在病原体释放的长期风险。