2015 年，联合国通过了包含17 项可持续发展目标的《变革我们的世界——2030 年可持续发展议程》，希望到2030 年实现全球经济、社会、环境的和谐发展。当前，世界百年变局同世纪疫情叠加，全球经济复苏受挫，南北发展鸿沟扩大，发展合作动能减弱，全球落实2030 年可持续发展目标进展艰难。当下，全球新一轮科技革命和产业变革深入推进。信息科学、空间科学、生命科学、材料科学等基础性前沿科学正在对可持续发展起着驱动性和牵引性作用，可持续发展目标离开科学的支撑将举步维艰；大数据、人工智能、互联网、区块链等数字技术正在成为推动全球发展的重要生产力，改变着人类生活和人类对世界的深层理解。大数据是知识经济时代的战略高地，是基础性、战略性资源和革命性创新工具。充分发掘利用和创新大数据技术，加强数据合作与分享，促进全球可持续发展目标下的数据和信息应用，将有效解决当前可持续发展面临的信息和工具缺失问题。

▲ 地球三极的地理位置及范围

地球的南极、北极和青藏高原(简称地球三极)地区是全球最独特的地质-地理-资源-生态耦合系统之一。在严酷的气候条件下，该区域的环境、气候与生态系统的平衡非常脆弱，环境变化的微小波动都可能打破这种平衡，导致地表环境与生态系统格局、演化过程和对环境的适应方式发生改变，其变化除了对三极地区本身的可持续发展造成影响外，对全球及三极以外其他区域可持续发展也具有重要的影响。比如南极冰盖、格陵兰冰盖、海冰、多年冻土、北方森林，以及青藏高原的山地冰川与高海拔多年冻土变化正在加速并已造成无法逆转的破坏性影响，进一步可能引发“多米诺骨牌效应”，使三极地区本身的可持续发展面临巨大挑战，同时，这些变化和影响通过直接和远程耦合将对全球可持续发展目标的实现产生重要影响。

▲ 三极地区对实现全球可持续发展目标的Liebig 短板效应

2018 年，中国科学院A 类战略性先导专项“地球大数据科学工程”部署了“时空三极环境”项目。经过五年的努力，该项目建立了三极大数据共享和服务平台，形成了先进的三极大数据挖掘分析能力，制备了一系列高质量、高分辨率的三极遥感产品和数据同化产品并开放共享；同时，该项目将地球三极作为一个整体，开展了系统性、关联性、全局性多要素协同分析和研究，提升了对三极地球系统科学深度认知，并在三极全球变化的遥相关特征、三极气候系统多圈层相互作用及其影响、三极千年古环境重建、极地冰冻圈和生态水文变化等领域取得了原创性成果。

▲ 三极联动对东亚气候的影响场景展示

2020 年9 月，习近平主席在第75 届联合国大会上宣布了可持续发展大数据国际研究中心成立，并提出“科技创新和大数据应用将有利于推动国际社会克服困难、在全球范围内落实2030 年议程”。习近平主席的讲话使我们深刻认识到科技创新和大数据应用对促进全球可持续发展是多么重要。在此背景下，按照习近平主席的重要指示精神以及“地球大数据科学工程”专项关于全面向可持续发展研究转型的要求，“时空三极环境”项目面向SDG6、SDG9、SDG11、SDG13、SDG14 和SDG15 六个目标，构建了地球三极可持续发展研究大数据平台，发展了系列数据产品，深度开展了三极气候、环境和生态系统变化、三极资源开发、三极气候与环境可持续发展研究。通过对三极可持续发展的系统和深入研究，在第一期地球三极环境变化评估报告《地球三极：全球变化的前哨》的基础上，由项目负责人李新研究员带领项目组编写了第二期地球三极环境科学评估报告《地球三极：脆弱环境下可持续发展的挑战》（李新等著. 北京：科学出版社，2024.3）。

本书从六个方面，包括三极未来气候变化预估、三极气候相关冰冻圈灾害及应对、三极陆地水与生态、极地海域环境变化、三极SDG 大数据平台及支持可持续发展的大数据产品，全面总结了“时空三极环境”项目积极应对联合国可持续发展形成的最新研究成果，系统总结了地球三极对实现全球可持续发展的重要性、目前存在的短板效应与重大挑战，全面回顾了实现极地可持续发展目标的科学行动和最新研究进展，深入介绍了支持极地可持续发展目标计算与评估的三极大数据平台和数据产品，最后提出了修订三极地区可持续发展目标与指标的建议，并对实现极地可持续发展的路径进行了探讨。本书旨在全面梳理总结极地可持续发展与联合国可持续发展目标之间的差距，全面、公平地实现全球可持续发展，不让地球三极的可持续发展掉队。

郭华东

中国科学院院士

2023 年10 月

本文为《地球三极 : 脆弱环境下可持续发展的挑战》（李新等著. 北京：科学出版社，2024.3）一书“序”。标题为编者所加。(地球大数据科学论丛 / 郭华东总主编)，审图号：GS 京(2024)0128 号。

本书以地球三极可持续发展为目标，系统总结了地球三极地区未来气候、冰冻圈灾害、陆地水与生态、海域环境、三极SDG 大数据平台、支持可持续发展的大数据产品等方面的最新研究进展，同时结合当前联合国可持续发展目标体系，系统总结了地球三极对实现全球可持续发展的重要性、目前存在的短板效应与重大挑战，全面回顾了实现极地可持续发展目标的科学行动和最新研究进展，并提出地球三极实现可持续发展的途径和建议。

本书可为我国的地球三极环境变化和可持续发展科研工作者、地球系统科学研究者、相关政府部门管理者和决策者、相关大学教师和研究生等提供有益的参考。同时，也对我国“极地治理”战略决策与部署提供重要的信息支撑和决策支持。（原文有删减）