近年来，生物多样性的丧失对地球和人类健康产生了巨大影响。儿童由于独特的生物学、发育和行为因素，以及他们作为年轻人更长的时间暴露在一个变化的星球上，因此面临更大的不良影响风险。这些影响对于生活在社会经济条件脆弱的儿童尤为严重。本文从儿科健康的角度回顾了生物多样性丧失在加速气候变化后果中的作用。随着生物多样性保护作用的丧失，变化的星球对儿科健康的不良影响日益显现。例如，树木可以提供抵御热浪的庇护，未封闭的土壤和湿地可以缓解洪水，重新野化的绿地支持高微生物丰富度，从而促进免疫和心理健康。生物多样性丧失可能影响新药的发现和开发，进而影响儿童医学的未来。我们还强调了进一步研究的领域，并详细介绍了为恢复生物多样性所做的努力，旨在改善当地儿科人口的当前和未来健康状况。
引言
生物多样性是指生物体及其生态系统的多样性。健康儿童依赖于生物多样性和功能良好的生态系统，原因包括但不限于生产氧气、固存大气中的碳、建设有机表土、防止洪水和授粉作物。不幸的是，地球上的生物多样性正在急剧下降。自1970年以来，全球监测的野生动物种群估计减少了约69%。最近的一份报告发现，美国有超过三分之一的物种和生态系统面临消失的风险，其中包括34%的植物物种、40%的动物物种和41%的生态系统。生物多样性的丧失正在加速气候变化的后果，并直接影响儿科健康。
生物多样性的丧失正在推进气候变化，对人类健康造成毁灭性影响，尤其对儿童的影响更大。气候变化通过其对微生物多样性、绿地、全球平均温度和空气污染的影响，对儿童健康产生影响，特别是对特别脆弱的人群。图1总结了因生物多样性丧失而加速的气候变化对儿童健康的不利影响。本文将探讨这些不同节点如何直接影响儿童医疗保健的未来。这篇综述文章总结了关于生物多样性丧失对儿科健康结果影响的已发表文献。所包括的文献代表了定性和定量研究，总结了生物多样性如何以多种多样和复杂的方式影响儿科健康。
图1
生物多样性各个节点最终如何影响全球儿科健康结果。
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微生物多样性的减少
有强有力的证据表明，生物多样性在免疫系统的发展和食物过敏及呼吸道感染的发展中起着直接作用。生物多样性的丧失，包括微生物多样性的丧失，与过敏和炎症性疾病发病率的增加有关。“生物多样性假说”认为，接触自然环境可以丰富人类的微生物组，促进免疫平衡，并保护免受过敏和炎症性疾病的侵害。生物多样性假说描述了两种来源的生物多样性：外源性（土壤、水、植物、动物）和内源性（皮肤、肠道、呼吸道），它们共同影响免疫健康。
最近在托儿中心进行的干预试验支持了生物多样性假说，这些试验证明每天接触微生物多样性与免疫调节有关，例如当孩子们定期触摸生物多样的土壤和植被时，白细胞介素-10（IL-10；一种参与免疫耐受的抗炎细胞因子）会发生积极变化。然而，这些试验的地理区域狭窄，微生物多样性干预试验对实际疾病发病率的影响尚未探索。相关研究部分填补了这一空白，即生物多样性可用性与疾病发病率之间的关系。
在芬兰进行的一项针对14至18岁儿童的研究发现，特应性个体周围环境的生物多样性较低，这与皮肤细菌多样性较低有关。具体而言，特应性个体的IL-10水平低于健康个体。另一项研究分析了芬兰和爱沙尼亚四个年龄在6个月到20岁之间的儿童队列，确定了孩子们家周围的森林和农业用地数量与特应性敏感化的反比关系。然而，该研究未考虑土地覆盖类型内的场地特征，如公园年龄或各种植被层，也未考虑儿童与绿地的独特互动。有趣的是，澳大利亚的一项研究发现，当研究人员通过消毒湿巾干扰学龄儿童的皮肤微生物组时，接触绿地和更广泛的生物多样性使微生物恢复得更快、更全面，而仅限于室内教室的暴露则不然。那些在森林中度过45分钟的孩子的皮肤微生物组比他们的室内同伴更丰富，这种影响随着时间的推移而累积。综合这些研究表明，密切接触微生物多样性对免疫调节具有显著益处。如果免疫学和微生物学的变化持续存在，接触微生物多样性可能有助于预防过敏的发展。我们鼓励进行长期的生物多样性干预试验，重点关注疾病发病率，以消除连接生物多样性、特应性敏感化和过敏的相关研究的不确定性。
胃肠道（GI）或肠道内大约有100万亿个来自至少160个不同物种的微生物，形成一个内部微生物组，促进免疫反应的调节和免疫耐受的发展。微生物组失衡，即生物多样性减少的副产品，也可能促进过敏、炎症和自身免疫性疾病的发展。早期微生物群落的定植对适应性和先天免疫至关重要；微生物群落组成的破坏与过敏和免疫功能障碍有关，影响儿童并常在成年前出现。纵向发展研究显示，3个月大的婴儿如果微生物丰富度较低且特定微生物群（如肠杆菌科与拟杆菌科的比例（E/B比例）和瘤胃球菌属丰度）不平衡，则患食物敏感的可能性增加两倍。到12个月大时，食物敏感不再与肠道丰富度相关，但敏感的婴儿被识别为E/B比例较高且瘤胃球菌属丰度较低。这强调了早期生命对外源微生物群来源的暴露的重要性，并揭示了肠道丰富度与食物过敏发展的潜在关联。
利用粪便移植和益生菌补充剂的研究表明，通过恢复肠道通透性、免疫屏障功能和微生物群多样性，在预防和治疗过敏性疾病方面显示出前景。迄今为止发表的研究的局限性包括父母报告的医生诊断的食物过敏病例往往是皮肤测试阴性。食物过敏的年轻诊断的不确定性需要纵向分析来跟踪食物敏感性和临床食物过敏的持续性。即使结果表明存在因果关联，环境因素也可能影响微生物群的失调和食物敏感性。然而，从生物多样性丧失和气候变化的角度来看，粪便移植和益生菌并不是治愈方法。因此，城市环境应促进和支持日常与生物多样性的密切接触。
此外，肺部和气道的微生物群失调与呼吸道病毒感染和疾病发病机制（如哮喘、慢性阻塞性肺病和癌症）相关，并已知会加重病情的严重程度。肺部微生物群失调可能会影响感染严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）患者的病情严重程度，强调了维持最佳微生物含量及其与环境共生关系的重要性。城市空气微生物组通过增加附近的绿地得到丰富，但如果这不可能实现，室内园艺和绿色墙已被用作临时解决方案。
绿地减少
绿地和视觉接触绿地与更好的心理健康有关。一项对296项关于自然接触和儿童的研究的系统回顾发现，自然接触与儿童的认知、行为和心理健康之间存在强烈正相关关系。大多数研究显示，自然接触与儿童注意力和情绪之间的积极关系，表明自然接触可以帮助照顾患有注意力缺陷多动障碍（ADHD）和焦虑症、抑郁症等情绪障碍的儿童。在一项实验研究中，朝向自然景观的教室被证明可以减轻高中生的压力并提高注意力。其他研究表明，当成人接触到更多的植物物种多样性以及更多种类的鸟类时，生理压力会减少。
几项研究表明，高生物多样性的自然区域在术后或生病后的恢复能力可能更强。接近绿地与通过减少喘息和支气管炎来改善儿科呼吸健康有关。在成人研究中，发现医院窗户朝向自然场景的患者比面对砖墙的患者恢复手术的速度更快。在其他研究中，室内植物减少了住院时间、疼痛和止痛药的使用频率。目前的研究结果需要补充更多非自我报告的数据，因为许多已发表的研究主要是观察性和横断面数据，主要关注成人，而不是儿童。
自然接触还鼓励儿童的健康行为，包括增加体力活动，从而管理体重和心肺健康。Fyfe-Johnson等人发现，在88项观察性研究中，有71项显示自然接触与儿童体力活动之间存在正相关关系。一项大型研究发现，居住在没有公园的社区的儿童更容易肥胖、超重、身体不活跃和睡眠不足。在另一项研究中，调查了低收入小学的园艺干预效果。参加园艺项目的儿童比对照学校的学生体力活动增加。在一项针对3-5岁托儿儿童的干预试验中，将标准操场改造成生物多样化的绿地，带来了幸福感、游戏和环境关系。一些针对成人的研究显示，在拥有更多植物物种的环境中，自我报告的体力活动增加。
总之，增加绿地、植被多样性和土壤接触不仅鼓励健康行为，而且具有恢复性，有助于改善儿童的心理健康。尽管证据令人信服，但大规模干预试验，涉及数千名儿童参与绿化和再野生化干预，将有助于深入分析绿地对儿童的好处。
全球平均温度：热浪和洪水
据估计，由生物多样性丧失加剧的气候变化导致2011年至2020年的全球平均温度比1850-1900年代升高了1.1°C，并增加了极端天气事件（如热浪）的频率。极端高温的压力增加了儿童发生不良事件的风险。有证据表明，儿童在出生前就受到极端高温的负面影响；极端高温与早产率增加、低出生体重或死产率增加有关，尤其是在社会经济地位较低的女性中。热应激也被认为会增加婴儿猝死综合症的发病率。婴儿无法有效调节体温，而儿童比成年人花更多时间在户外，因此更容易受到热浪的压力。热浪还被认为会增加儿童中暑、脱水和学习能力下降的风险。虽然生物多样性本身不能防止热浪，但结合植被（尤其是树木和森林）的城市气候敏感规划可以缓解极端热浪的后果。
其他极端天气事件，如严重洪水和风暴，预计在21世纪对儿童健康的影响将越来越大；风暴和洪水增加了溺水、流离失所、心理创伤和随后的心理健康后遗症的风险。在美国，到2050年，洪水风险预计将增加26.4%。与极端高温一样，低收入社区将首先感受到最严重的负面影响。通过在海岸线和河流沿线创建河口和湿地来恢复生态系统，可以减轻严重洪水、风暴波、山体滑坡以及一定程度上的海平面上升的影响，从而缓冲对儿童健康的后果。
全球平均温度：传染病
全球变暖导致许多虫媒疾病的地理范围扩大，如登革热和寨卡病毒，因为蚊子和其他媒介的栖息地范围增加。世卫组织声称，2021年至2022年间，美洲报告的登革热病例增加了两倍，基孔肯雅热也有类似趋势。与一般人群相比，儿童由于免疫系统尚未成熟，更容易患上许多传染病。虽然减少年平均温度的地方努力有限，但已经开发了针对昆虫媒介的生物制剂，例如针对传播寨卡病毒和登革热病毒的埃及伊蚊。
随着气候变化的进展，有利于传染病媒介的环境持续时间正在增加。例如，2023年美国环保署关于气候变化和儿童健康与福祉的临床摘要报告称，美国东部儿童中莱姆病的新病例增加了31%，平均温度上升了2°C。在温度升高约4°C的情况下，预计病例发病率将比基线增加272%。莱姆病是通过受感染的蜱虫传播的。与热带疾病不同，蜱虫不需要特定的媒介，而是使用多种陆地脊椎动物作为宿主。因此，即使采取措施减少全球变暖，生态系统恢复也可能使蜱虫变得更加普遍。最佳做法是通过个人管理和监测来预防蜱虫叮咬，例如穿着适当的衣物并检查蜱虫叮咬。然而，蜱传疾病的发病率远低于非传染性免疫介导疾病的发病率。迄今为止，考虑病毒-媒介-人类链的生态-生物-社会决定因素的综合方法在限制虫媒疾病对儿科健康的负面影响方面最为成功。这突显了进一步投资于整体研究计划和行动方案的必要性。
空气污染
空气污染与生物多样性丧失密切相关，因为不同的物种对污染的耐受性不同，许多在空气中传播的污染物最终会在土壤中积累。与气候变化的后果（如热浪）一起，空气污染的风险在无法离开污染地区的人群中尤为明显。据世卫组织称，每年至少有150万5岁以下儿童因空气和水污染以及接触有毒物质而死亡。空气污染与儿童期几种非传染性疾病的发病有关，如哮喘。儿童频繁的手-口行为增加了他们接触污染物的风险。由于儿童相对于体重饮用、食用和呼吸的量大于成人，他们摄入的食物、空气和水中污染物和毒素的比例更高。此外，由于儿童年龄较小，纵向暴露于环境污染物的时间较长，因此与成人相比，健康并发症更为严重。此外，他们的免疫系统和肝肾系统仍在发育中，这使得他们更容易受到污染物的影响，同时排毒能力较弱。铅、汞等毒素对发育中的器官系统有负面的长期影响。例如，子宫内暴露于野火烟雾与低出生体重和早产有关。母亲接触多环芳烃（PAH），这是由于生物质和化石燃料燃烧、车辆排放和野火产生的，与胎儿在子宫内的表观遗传效应有关，这后来会使儿童易患哮喘。同样，接触PAH会负面影响IFN-γ，这是一种与过敏和哮喘的保护机制强相关的基因。
防止空气污染对儿科健康产生负面影响的最有效方法是减少污染物的排放。另一种可能性是修复已受污染的水、空气和土壤。土壤修复可以在现场进行，这样至少可以保留一些当地的生物多样性，或者挖掘受污染的土壤并在其他地方进行修复或封存。现场修复耗时较长，而挖掘需要相当大的经济资源。森林可以高效过滤空气污染物，但过滤主要发生在人口稀少的地区。到目前为止，研究发现这种方法在儿科健康方面效率不高。同样，虽然树木传统上被认为可以提高空气质量，但最近对植被对城市空气质量影响的重新评估得出结论，城市植被在污染去除方面效率低下，树木甚至会削弱街道层面污染物的扩散，提高空气质量的主要焦点应该是污染预防，而不是过滤。从儿科健康的角度来看，由于儿童每天接触生物多样化的植被可以丰富共生微生物并增强免疫调节，重新野生化的生活环境可能在污染的城市环境中产生其他好处。例如，当地开发的城市森林与肠道健康增加有关，因此尽管缺乏支持空气污染过滤的证据，增加城市环境中的植被和树木数量仍然对儿科健康有积极影响。
生物多样性丧失对儿科医学的影响
生物多样性对于新药的发现和开发至关重要。许多目前正在使用的药物依赖于在功能良好的生态系统中生长的植物。世卫组织估计，11%的基本药物源自植物，而其他研究发现，美国抗菌、抗病毒和抗寄生虫药物中源自植物的比例接近75%。此外，世界上许多地区继续依赖源自植物的传统药物。随着这些生态系统的破坏，制造药物所需的植物也随之消失。估计每两年由于生物多样性丧失，至少错过了一种重要药物的发现。现有药物的短缺以及治疗选择的减少可能会对儿童产生负面影响，未来儿童获得关键药物的机会可能比今天更少。
生态系统恢复作为一种缓解策略
生态系统恢复，特别是重新野生化，即在原本生物多样性较低的社区建立生物多样化的生态系统，是一种非常有前景的策略，可以缓解生物多样性丧失的许多影响，并为儿童提供生态系统服务。例如，植被可以用来提供极端温度下的庇护，同时缓解洪水。因此，恢复生物多样性将在21世纪变得至关重要。联合国宣布2021-2030年为生态系统恢复十年，并呼吁各国“停止并逆转全球生态系统退化，提高成功生态系统恢复的重要性”。根据联合国的说法，恢复全球生态系统有可能贡献到2030年所需气候改变缓解的三分之一，降低未来大流行病的风险，并增加至少13亿人的粮食安全。生态系统恢复和重新野生化涵盖了多种不同的行动。在农业用地，可持续农业实践将有助于恢复健康的生态系统，包括农林复合经营、有机农业和气候智能型及保护性农业实践。这些做法将有助于减少土壤侵蚀，增加土壤中的碳储存，并补充作物微生物多样性。沿海地区的恢复可以减少农业径流对水质和海洋生态系统的影响。例如，根据剑桥大学开发的红树林恢复潜力地图，全球恢复红树林每年可向沿海水域增加超过60万亿条幼鱼，有助于滋养脆弱的儿科人口。在地球上大多数儿童居住的城市地区，生态系统恢复和重新野生化应协同进行，以最大化健康效益和整体生物多样性恢复。
生物多样性的丧失越来越成为一个儿童权利危机，威胁着全球儿童的健康和安全。某些群体的儿童，包括残疾儿童、难民和其他移民社区、经历住房不稳定以及与家人分离的儿童，更容易受到气候变化和生物多样性丧失的不良健康影响。因此，旨在直接让儿童参与的生态系统恢复项目是未来研究的一个领域。随着进一步的研究和行动的进行，儿童应直接参与政策和干预措施的制定和实施。例如，德国柏林的一个咨询服务正在与儿童合作，重新野生化学校和幼儿园的院子。该组织的使命是让小学生和儿童设计、规划和实施他们的想法，学习如何以可持续的方式开发和保护自然资源。柏林咨询服务的工作为儿童参与决策树立了榜样；这种参与是联合国可持续发展目标13（气候行动）、15（陆地生命）和17（全球伙伴关系）的核心。鉴于过去十年美国青少年心理健康危机的恶化，开发让儿童成为解决更大环境问题积极参与者的方法，很可能在考虑保护因素（如自我效能感、能动性和社区意识以及在自然中度过的时间）时，对心理健康产生协同效益。
局限性和未来方向
尽管本综述强调了生物多样性在儿童健康中的关键作用，但仍需解决若干研究局限性。目前，大多数现有研究严重依赖横断面和观察数据，可能无法提供因果关系的确凿证据。例如，大多数研究通常只关注特定地理区域，暴露出我们在了解全球生物多样性丧失如何影响儿童健康方面的空白，特别是那些处于服务不足的人群。当前的研究空白包括饮食中含有土壤微生物的风险与收益，丰富且无害的环境微生物对疾病发病率的因果影响，以及生态系统恢复和灰色城市空间再野生化的相互利益对人类、生态系统和碳捕获的影响。
此外，关于追踪生物多样性干预措施长期健康影响的纵向研究存在大量数据空白，这对于评估疾病发病率和总体福祉的持续影响至关重要。大多数关于微生物多样性和绿地暴露的研究没有考虑社会经济因素、健康不平等和城市化之间的复杂相互作用，这些因素也影响儿童健康结果。这种全面、多样、大规模的纵向研究需求至关重要；了解人们，特别是儿童，与动物、植物、微生物和我们共享的环境之间的相互联系，对于未来儿童和地球的福祉方向非常重要。采取协作、多部门和全球视角来理解这些复杂而重要的主题之间的多方面关系，对于了解生物多样性对健康的影响至关重要。
结论
我们正处于人类历史上前所未有的生物多样性丧失时期，这对地球和人类健康造成了巨大影响。本文评估了在全球变暖背景下生物多样性丧失如何影响微生物多样性、绿地、热浪、洪水、虫媒疾病和空气污染，最终影响儿童健康。具体而言，我们发现生物多样性增加可以保护免疫和心理健康。与此同时，尽管生物多样性本身不能防止气候变化，但增加城市生物多样性生态系统有可能缓解气候变化造成的局部问题。简而言之，生物多样性可以抵御气候变化的不利影响，其缺失正在影响儿童健康，尤其是脆弱的儿科人群。
目前，关于生态系统恢复和再野生化如何提升儿童日常生活的系统性综合性研究很少。特别重要的是优先研究儿童，因为他们的成长和发展使他们与成人本质上不同。基于提供的研究，未来应对生物多样性丧失的干预措施需要多学科的重点，不仅要考虑如何减少气候变化对儿童健康的影响，还要考虑如何利用生物多样性改善全球儿童的健康结果。我们需要个人、本地和多国的干预措施和响应，以应对和缓解这一对人类，特别是儿童生命的严重威胁。这需要当地社区、政府、学校系统和学术机构的参与，不仅包括从事人类健康的机构，还包括关注社会方面、生态系统和城市规划的机构。然而，尽管缺乏大规模系统性研究，已有足够的证据支持在城市环境中增加生物多样性，以支持全球儿童的健康和福祉。
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