《People and Nature》：Revealing the dark biodiversity around us through a national school-based citizen science project
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学校-based公民科学在扩展生物多样性知识方面具有巨大潜力，同时能让青少年参与真实的科学实践。这对于揭示“暗生物多样性”（dark biodiversity）尤为重要，该术语定义为由于体型微小或隐蔽特性而仍未被发现的庞大且常被忽视的生物多样性，包括微生物。研
学校-based公民科学在扩展生物多样性知识方面具有巨大潜力，同时能让青少年参与真实的科学实践。这对于揭示“暗生物多样性”（dark biodiversity）尤为重要，该术语定义为由于体型微小或隐蔽特性而仍未被发现的庞大且常被忽视的生物多样性，包括微生物。研究人员展示了一项名为“The Mass Experiment”的全国性公民科学项目的研究结果，在该项目中，27,710名学校学生帮助揭示了丹麦的暗生物多样性，包括苔藓植物、地衣和缓步动物。研究人员为教师提供专业支持以促进探究式学习。学生们随后在当地生态系统开展标准化野外工作，使用提供的教学材料并在教师指导下采集样本、完成实验室练习。学生采集标本的身份随后由丹麦自然历史博物馆的分类学专家进行验证。该项目生成了4,258条生物多样性数字记录并上传至丹麦生物多样性门户网站，包括69种苔藓植物、29个地衣分类单元（或28种地衣）和55种缓步动物，其中41种为丹麦新记录，至少9种为科学新种。学生们使用项目指南成功鉴定了大多数目标苔藓植物和地衣物种。来自超过1,000名学生和400名教师的调查反馈显示，参与者表现出高度投入、对自然科学兴趣增加以及对为真实研究做出贡献的高度认可，尽管部分教师认为实验方案的某些环节过于复杂。该项目还获得了显著的公众关注度，共有87次媒体报道和众多外展活动。总体而言，该研究证明，大规模基于学校的公民科学项目能够同时产生高质量的生物多样性数据并促进有意义的教育成果，揭示隐藏的生物多样性，同时提升环境素养、丰富博物馆藏品并提高公众意识。通过这种方式，该项目还通过连接教育、科学和社会，支持了联合国提出的可持续发展目标。
**论文解读：基于学校的公民科学项目揭示丹麦的暗生物多样性**
**一、研究背景与目标**
公民科学（citizen science）已成为推进生物研究并让公众参与真实科学实践的重要途径。大规模参与式项目能够通过动员成千上万贡献者在广域地理范围内收集物种分布数据，填补生物多样性知识的空白。然而，一个关键挑战在于如何有效组织大规模公众参与有意义的科学活动并产生可靠产出。在丹麦，仅有29%的青少年在夏季每日有户外活动时间，对自然的有限接触限制了他们对当地生物多样性的了解，尤其是对微型生物的认识。尽管小型动物群（如缓步动物、轮虫和线虫）及其寄生的苔藓植物和地衣在养分循环和环境指示方面具有重要生态意义，公众和科学界对它们的了解仍然十分有限。这种知识鸿沟削弱了年轻一代与自然建立长期联系并应对生物多样性危机的能力。尽管公民科学日益普及，但学校based项目能否同时生成高质量生物多样性数据并促进学生的参与和科学素养，仍缺乏系统验证。本研究通过一项名为“The Mass Experiment 2023 – Microlife”的全国性项目，探讨了三个问题：(1) 项目揭示了哪些生物多样性模式？(2) 教师和学生参与实践生物多样性研究产生了哪些教育成果？(3) 项目在对外传播和媒体参与方面达到了什么程度？
**二、研究设计与方法**
研究人员（来自Astra——国家科学教育中心和丹麦自然历史博物馆的合作团队）设计了包含基础实验（苔藓植物和地衣）和附加实验（缓步动物）的两部分项目。项目团队包括兼职项目负责人、两名兼职协调员、两名兼职分类学专家、一名全职博士后研究员和两名来自Astra的兼职外部协调员。研究在2023年5月实施，参与对象为丹麦全国4至13年级的中小学生。样本覆盖了443所学校的1271个班级，涉及95个（共98个）市镇，学生总数达27,710人。在野外考察阶段，各班级在学校附近的四个生物小区类型（公园或墓地、落叶林、天然特征的落叶林和混交林）中开展系统调查，使用200厘米环状绳和手机进行定位与拍照，并在数字平台“Arter.dk”上传带有GPS坐标的观察记录。在课堂实验阶段，学生使用体视显微镜或复合显微镜分析采集样本，依据物种检索表、简单化学显色试验和紫外光观察进行苔藓与地衣鉴定；缓步动物则通过水合复苏苔藓和地衣样本后镜检。学生提交的代表性样本随后送至博物馆进行分类学验证、缓步动物提取和可能的DNA测序。项目采用匿名自愿问卷（1047名学生和440名教师参与）评估参与体验，并通过系统监测丹麦媒体报道（包括报纸杂志、电视、广播和网络四大类）评估社会影响。学生鉴定准确性通过与专家鉴定结果在属级和种级水平上进行卡方检验验证。
**三、主要研究结果**
**3.1 学生和教师的参与程度**：项目取得了显著的地理覆盖，覆盖了丹麦所有生态气候区。参与度在大城市（哥本哈根、奥胡斯、欧登塞、瓦埃勒）附近最高，而西海岸和南部地区较低。
**3.2 生态发现**：学生们共上传约4258条苔藓、地衣和缓步动物记录至Arter.dk平台。观察主要集中在公园/墓地（n=2372）和落叶林（n=1414），基质以活树树皮为主（n=3019）。学生们向博物馆提交了约6700个样本，其中3249个样本（随机挑选并确保地理代表性）被处理，鉴定出69种苔藓植物和29个地衣分类单元（28种）。从675个样本中筛选缓步动物，最终鉴定出55种，包括41种丹麦新记录种和至少9种科学新种。
**3.3 学生表现评估**：学生鉴定与专家验证相比，属级正确率为90.2%（x2=374.41, p<0.001），种级正确率为79.7%（x2=204.03, p<0.001）。学生成功鉴定了大多数目标苔藓物种（包括一种斯堪的纳维亚红色名录物种Zygodon conoideus），以及木材基质指南中全部15种地衣和岩石基质指南中11种地衣中的6种（包括红色名录物种Ramalina fastigiata）。此外，51个班级成功报告发现缓步动物。
**3.4 教育成果**：约34%的学生表示通常喜欢科学科目，55%持中立态度，12%持负面态度。当学生被允许自主决定搜索位置时，动机明显增强（28%完全同意，50%部分同意）。49%的学生完全同意“喜欢为科学做出贡献并支持研究人员”。61%的学生认为教学视频最有帮助。教师反馈强调项目提供了真实研究机会、促进了协作学习（18%完全同意，43%部分同意），并认可项目是探究式教学的范例（58%完全同意，36%部分同意）。但部分教师指出实验方案对某些学生而言过于复杂。
**3.5 社会影响**：项目共获得87条媒体报道（31条网络、29条广播、18条报纸/杂志、9条电视），覆盖区域和国家媒体。大多数报道在2023年10月30日发布，正值项目结果通过新闻稿向媒体发布之时。此外，项目通过四项外展活动（自然之屋、布鲁姆节、Folkem?det和Big Bang会议）传播研究结果。
**四、讨论与结论**
研究人员认为，项目展现了大规模学校公民科学的双重价值：既提供了有意义的学习体验，又产生了扩展生物多样性知识的高质量科学数据。项目的成功在一定程度上得益于周密的组织设计，包括为教师提供专业支持、标准化野外采集流程、有效的质量验证机制。然而，研究人员也承认项目的局限性：(1) 教师和学生共同设计研究的机会有限；(2) 教学材料本可在不同年龄段学生中更充分预测试以简化流程；(3) 除发现新种或红名单物种的参与者外，对其他参与者的反馈必然是公允的。未来改进方向包括开发交互式数字地图供学生探索自己的贡献，以及安排在线会议直接汇报结果。总体而言，该项目连接了科学、教育和社会，促进了对可持续发展目标（SDG 15“陆地生物”、SDG 11“可持续城市和社区”和SDG 4“优质教育”）的贡献。研究团队的结论是：当科学向公众开放时，它所产生的影响远超数据收集本身，能培养好奇心、信任和对理解与保护自然世界的集体承诺。
