保护地球,亦是守护人类

当淡水、生物多样性和其他地球资源的边界必须同时保护人类时,这些边界会变得更加严格

A woman collecting her items from the water

肯尼亚一名妇女试图在暴雨引发严重洪水后收拾她的物品。

Luis Tato/法新社/盖蒂图片社

们自然资源是有限的。在某个时候,它们会耗尽,或者我们破坏它们。当这两种情况发生时,地球上的物理系统和人类系统都会受到损害。2019年,地球委员会——一个由我共同领导的国际科学家团队——与未来地球科学家网络和全球公域联盟合作,召集了一大批研究人员,为资源划定边界,以确保地球及其人民的安全。

我们从五个领域入手,这些领域涵盖了地球相互关联的系统的主要组成部分:气候、生物圈、水循环、气溶胶和养分循环(氮和磷)。在每种情况下,我们都设置了两个阈值,而不是设置一个单一的阈值:一个对整个地球而言是“安全”的极限,以及一个对世界各地的人们“不造成重大伤害”的“安全且公正”的极限。在所有情况下,“安全且公正”的极限都等于或严于“安全”极限。我们的小组目前正在研究另外两个领域的极限:海洋和化学污染,如微塑料。

当然,困难的部分是确定什么是“公正”,并对这种评估进行量化。以气候变化为例。《政府间气候变化专门委员会》警告说,世界必须阻止全球变暖超过工业化前水平1.5摄氏度;超过这个水平,我们极有可能达到临界点,导致破坏性气候影响显著恶化。因此,1.5摄氏度是一个旨在保持地球和人类相对安全的边界。然而,即使全球气温至今仅升高了1.2摄氏度,数千万人已经暴露在足以致命的炎热潮湿环境中,而且这种环境肯定会让人感到压迫,以至于无法工作以满足基本需求。此外,数百万居住在海边和岛屿上的人们正被迫迁移,因为海平面上升导致海岸线崩解,并且沿海风暴变得越来越严重。这当然是不公正的。在我们小组的评估中,气温升高1.0摄氏度是气候变化的安全且公正的极限——它坚持了一项基本的公正原则,即不伤害人类。


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在某些情况下,我们在设定安全且公正的极限时考虑了局部效应,因为全球模式可能会掩盖局部层面的严重问题。例如,空气污染可能会在一个特定区域伤害人们,然后才会伤害全世界的人们。气溶胶,或直径小于2.5微米的细颗粒物,由一系列工业过程释放到空气中,开始改变季风降雨模式,而数百万人依赖季风降雨来种植食物。这些模式是全球性的。气溶胶也会损害人类肺部,尽管其水平尚未高到足以在全球范围内造成损害,但局部空气污染可能是致命的。这种污染在较贫穷地区尤其严重。每年有700万人死于空气污染。我们为气溶胶设定了一个安全极限,即0.25至0.50气溶胶光学深度(AOD),这是大气中气溶胶含量的估计值。我们还设定了一个安全且公正的极限,即0.17 AOD,其中考虑了局部空气污染问题。这符合世界卫生组织的标准,即细颗粒物污染不应超过每立方米15微克,这相当于0.17 AOD。*

定义什么是重大伤害是困难的。现有的环境问题已经伤害了数百万人甚至数十亿人。为了设定我们的边界,我们考虑了地球系统中的临界点、人类与其他生物之间的关系(我们称之为物种间公正)、对当代人和后代的伤害(代际公正),以及对国家和社区的影响——可以称之为代内公正。这种思考方式促使我们将气候的安全边界设定为1.5摄氏度,将安全且公正的边界设定为1.0摄氏度。

Graphic shows a safe and just earth boundary framework for eight categories; climate change, ecosystem integrity, ecosystem area, surface water, groundwater, nitrogen, phosphorus and aerosols.

图片来源:Angela Morelli 和 Tom Gabriel Johansen/InfoDesignLab

我们为生物圈设定的安全且公正的边界是,地球陆地面积的50%至60%的生态系统应保持完整,城市和农村地区每平方公里的管理土地中应保留20%至25%的自然区域。完整的生态系统提供阴凉(缓解日益增加的热量),并有助于当地粮食生产;蜜蜂和蚯蚓只能短距离旅行,但它们对我们种植的植物、树木和食物至关重要。城市内的自然土地保护心理健康:研究表明,当我们周围有树木和植物时,我们的幸福感会提高。理想情况下,每个城市、学校、医院和家庭都将保留一定比例的土地用于自然,以便所有人——即使是居住在高层建筑或贫民窟的人——都能获得自然。

过去,人类的开发和对景观的污染减少了今天可用于自然的土地空间。如果我们继续这些趋势,我们将使后代面临风险。现在是我们为自然和人类的利益管理土地的时候了——我们可以从土著人民和当地社区如何成功地维护他们土地上的生物多样性中学到很多东西。目标的实施需要公正;一些国家,特别是较贫穷的国家,仍然保留着大片原始自然,但将保护这些自然资源的负担强加给它们是不公平的。较富裕的国家可能需要做得更多。

类似的考虑适用于安全且公正的用水。对于地下水,我们不应抽取超过自然补给量的水量。从代际公正的角度来看,这是有道理的:如果我们不断消耗地下水,未来的可用水量就会减少。抽取地下水还会导致地面下沉,并允许海水进一步侵入内陆,破坏当今农民的农业用地以及未来的粮食生产。

我们最新的研究表明,2023年,世界已经超过了八个边界中的七个的安全且公正的极限。只有气溶胶极限尚未在全球范围内被突破,尽管局部气溶胶边界已在世界许多地方被突破。我们还发现,在地球上超过50%的地区,至少有两个安全且公正的边界已被突破;例如,南亚既有严重的空气污染,也有过度的水资源抽取。

鉴于如此多的边界已被突破,人们可能会倾向于得出结论,地球上人口过多,但我们的结果表明,满足世界最贫困人口需求的环境压力与最富有的4%人口造成的环境压力大致相等。问题是富人的过度资源消耗。为了满足最贫困人口的最低需求,我们将不得不改变国家和市场分配资源和定价资源的方式。这意味着改变我们关爱地球的方式。

处理环境问题的主要方式一直是确定其直接原因——例如,如果农业用地施用过多的肥料,我们可能会对每平方公里可以分配多少肥料施加标准。但是,这种监管并没有解决真正的根本原因,即由我们的全球经济系统驱动的全球农业系统。我们关于安全且公正的边界的想法呼吁解决环境退化和贫困的根本原因。我们越好地关爱我们的地球,我们就越好地关爱彼此。

图片来源:Angela Morelli 和 Tom Gabriel Johansen/InfoDesignLab

图片来源:Angela Morelli 和 Tom Gabriel Johansen/InfoDesignLab;资料来源:Johan Rockström 等人在Nature杂志第619卷发表的“安全且公正的地球系统边界”;2023年5月(参考文献

*编者注(2024年4月26日):此句在发布后经过编辑,以更正对世界卫生组织细颗粒物污染标准的描述。

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