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大多数美国人都会摔倒在足球和耙树叶上，但在北极地区，这个季节是关于冰的。每年，北极漂浮的海冰在春季和夏季变薄并融化，然后在秋季和冬季变厚和膨胀。
随着气候变化使北极变暖，其海冰覆盖率正在下降。今年科学家估计，9月下旬北极海冰面积最小，为177万平方英里（459万平方公里），是有史以来第六低的夏季最低值。
由于海冰较少，整个西北航道的航运和其他商业活动的兴趣日益浓厚 - 连接大西洋和太平洋的传说路线，加拿大错综复杂的北极群岛 - 以及穿越俄罗斯北部的北海航线海域。这一趋势对北极海洋生物产生了严重的潜在影响。
在最近的一项研究中，我们评估了在9月的“开放水域”期间，当海冰处于最低程度时，80个北极海洋哺乳动物群体的脆弱性。我们想了解北极海洋哺乳动物物种，种群和地区的船舶交通相对风险。我们发现这些人口中超过一半（53％） - 包括海象和几种类型的鲸鱼 - 将暴露于北极海上航线的船只。这可能导致碰撞，噪音干扰或动物行为的变化。
减少冰，更多的船
一个多世纪以前，挪威探险家罗尔德阿蒙森成为第一个驾驭整个西北航道的欧洲人。由于北极夏季短暂，阿蒙森的70英尺长的木制帆船需要三年才能完成旅程，在受保护的港口越冬。
快进到2016年夏天，一艘载有超过1,000名乘客的游轮在32天内协商了西北航道。在一些地区，北极夏季的“开放水域”时期现在增加了两个多月。自1979年卫星开始定期监测以来，夏季海冰覆盖面积缩小了30％以上。
北极海域是地球上其他任何地方都找不到的一群特殊海洋哺乳动物的家园，包括白鲸和弓头鲸，独角鲸，海象，环状和胡须海豹以及北极熊。这些物种是北极海洋生态系统的重要成员，为整个北极的土着社区提供传统资源。
据生态学家说，所有这些动物都容易受到海冰的损失。低纬度地区的研究也表明，海洋哺乳动物可能受到船只噪音的影响，因为它们依赖声音和船只撞击。这些发现引起了对增加北极船舶交通的担忧。
敏感度次数暴露等于脆弱性
为了确定哪些物种可能面临风险，我们估计了两个关键因素：暴露 - 9月份人口分布与西北航道或北海航线的重叠程度 - 以及敏感性，可能是生物，生态和船只因素的综合因素风险较高的人群。
举例来说，想象一下计算空气污染的脆弱性。人们通常比城市更容易受到城市空气污染的影响。一些群体，如儿童和老年人，也更敏感，因为他们的肺部不像普通成年人那样强壮。
我们发现许多鲸鱼和海象群体在开放水域期间都是高度暴露的并且对船只敏感。独角鲸 - 中型齿鲸与巨大的螺旋牙齿 - 整体上最脆弱的得分。这些动物是北极地区的特有动物，冬季和春季大部分时间都在海冰浓度较高的地区。在我们的研究中，它们在9月份被评为高度暴露和对血管效应高度敏感。
独角鲸的范围相对有限。每年夏天，他们都会迁移到加拿大北极地区和格陵兰岛周围的相同地区。秋季，他们向南迁徙到巴芬湾和戴维斯海峡的近海地区，在那里度过冬天，在浓密的冰层下进行深潜，以格陵兰大比目鱼为食。许多独角鲸种群的核心夏季和秋季栖息地正好位于西北航道的中间。
脆弱的北极地区，物种和主要不确定因素
西北航道的西端和北海航线的东端汇集在白令海峡，这条50英里宽的水道将俄罗斯和阿拉斯加分开。该地区也是数千只白鲸和弓头鲸，太平洋海象以及环状和胡须海豹的主要迁徙走廊。在这个地理瓶颈和其他狭窄的渠道中，海洋哺乳动物特别容易受到船只交通的影响。
在我们评估的物种中，北极熊最不容易受到9月船只交通的影响，因为它们通常在陆地上度过无冰季节。当然，更长的无冰季节也对北极熊不利，北极熊需要海冰作为捕猎海豹的平台。他们也可能全年容易受到石油泄漏的影响。
对苛刻和偏远的北极海域的研究非常困难，我们的知识存在很多差距。某些地区，如俄罗斯北极地区，研究较少。许多海洋哺乳动物的数据很少，特别是环斑和有胡子的海豹。这些因素增加了我们船舶漏洞分数的不确定性。
我们集中在夏末，由于冰盖减少，预计船舶交通量最大。然而，冰强化的船只也可以在春季运作，对9月份不太脆弱的海豹和北极熊可能产生影响。随着今年早些时候海冰破裂发生并且稍后发生冻结，导航机会的窗口正在增长。这些变化也改变了海洋哺乳动物可能接触船只的时间和地点。
规划可通航的北极
最近48个州的举措提供了一些预测和管理船只 - 海洋哺乳动物相互作用的模型。最近的一项研究表明，建模可用于预测加利福尼亚海岸外的蓝鲸位置，以帮助船只避开关键栖息地。自2008年以来，联邦法规对北大西洋的船舶实施季节性和速度限制，以尽量减少对极度濒危的露脊鲸的威胁。这些实际例子以及我们的脆弱性排名可以为保护北极海洋哺乳动物的类似步骤奠定基础。
国际海事组织已经采用了极地规则，该规范旨在促进极地水域的安全船舶旅行。它建议确定具有生态重要性的区域，但目前尚未包括指定重要栖息地或减少船只对海洋哺乳动物影响的直接战略，尽管该组织已采取措施保护白令海的海洋栖息地。
即使各国采取严厉行动缓解气候变化，模型预测9月北极海冰将在未来30年内继续减少。现在有机会计划一个越来越容易接近和迅速变化的北极地区，并尽量减少地球上其他任何地方都找不到的生物的风险。
本文最初发表于Donna Hauser，Harry Stern和Kristin Laidre的The Conversation。阅读原文。