愛地球,守住安全防線

曾經有將近1萬年的時間，我們的世界似乎廣闊得無法想象，遼闊的土地和海洋提供無窮無盡的資源，人類可以恣意污染，而且只要遷徙到其他地方，就能輕松愉快地逃避污染造成的區域性影響。人類揮霍著仿佛用之不竭的財富，建立起帝國和經濟體系，從來沒有想過這樣的恩典會有消失的一天。

人口突然加速增長、資源消耗殆盡和環境損害已經改變了地球。我們現在居住的是“客滿”的世界，資源有限，吸納廢棄物的容量也是有限的。居住在這樣的世界必須遵守的規則也不一樣。最基本的，我們必須采取行動，確保我們的活動不要超出目前環境系統的“安全運作范圍”。如果不改變生活方式，我們將造成災難性的變化，最后釀成全人類的悲慘結局。

那么又是什么因素造成這些變化?我們該怎么避免?

目前有3項問題已經超過底線，分別是生物多樣性喪失、氮污染和氣候變遷。

化石燃料引發危機

探究是什么原因造成目前最急迫的環境問題，可以提供一些解決問題的線索，有一個成因是大家隔離能詳的，因為人類使用化石燃料，將二氧化碳排數到大氣中。

氣候變遷，盡管地球已經隨了人類造成的顯著暖化，而且暖化還會更嚴重，科學家和政策制定者仍在尋求方案，避免出現最嚴重的后果，包括兩極冰原融化、淡水供應枯竭，以及地區氣候系統崩潰等。目前大氣中的二氧化碳濃度已經高達387毫升／立方米，但溫室氣體濃度究竟要達到何種程度，才會使氣候變遷具有危險性，目前仍有爭議。一般的建議值為350毫升／立方米～550毫升／立方米的二氧化碳當量。

海洋酸化。海洋持續酸化是氣候變遷中較不為人知的連帶反應。隨著大氣中的二氧化碳濃度提高，有更多的碳溶于水中，形成碳酸，使海洋表面酸性更強。海洋在自然狀態下為堿性，pH值大約是8.2，但數據顯示目前海洋的pH值已經降低到8.0左右，而且還在持續下降。我們的團隊通過在海洋表面層形成的霰石減少幅度，來量化海洋酸化造成的損害。許多生物都依靠霰石形成骨架或外殼。酸性提高可能嚴重影響海洋生態系和食物網，因此也是促使各國朝低碳能源發展的強力誘因。

生產糧食付出的代價

人類已占據地球上35％的陸地來種植谷物和飼養牲畜，農業規模擴大也成為人類繼續開墾新土地，破壞自然生態系統的主要動機。由于人類的土地利用方式，有幾項地球底線正瀕臨失守的危險：

生物多樣性喪失。土地開發已造成地球歷史上規模最大的物種滅絕。與地質記錄中的自然速度相比，目前的物種土地開發已造成地球歷史上規模最大的物種滅絕。與地質記錄中的自然速度相比，目前的物種消失速度快了100倍～1000倍。在全世界的陸地與海洋生態系統中，物種消失速度都面臨相同的狀況，如此一來可能影響區域性與全球的生態過程。生物多樣性保護工作，尤其是在敏感的熱帶森林，需要大眾給予更多關注。一些新的行動，例如聯合國為減少開墾熱帶森林籌措資金的“減少森林伐除與退化導致的碳排放”項目，則可同時解決生物多樣性喪失及碳排放兩種問題，而且成效可能會相當不錯。

氮與磷污染。工業肥料廣泛使用，已擾亂地球的化學作用。使用肥料已使整個環境中的氮與磷容量提高了1倍以上，而且每年增加的氮總量為1億3千萬噸，磷總量為1千萬噸。這兩者的流量已造成各地的水污染，使許多湖泊與河流水質惡化，形成大片缺乏氧氣的“死區”，破壞沿岸地區的海洋。我們需要新的農業技術來提高糧食產量，但也必須維護環境。

淡水枯竭。全世界人類每年南河流、湖泊和地下水層抽取的水多達2/6兆立方米，用途包含灌溉(占70％)、工業(占20％)和家庭用水(占10％)。結果使許多大河變成細流，有些河流甚至完全干涸。最具代表性的幾個例子包括現在已經流不到海洋的美國科羅拉多河，以及中亞地區觀在大部分已經變成沙漠的成海。未來的淡水需求可能十分龐大，大幅改善全球水資源的運用效率，尤其是在灌溉方面，應該有助于避免更嚴重的水資源匱乏。