愛地球守住九大防線
科學家對地 球的環境設定了九大的安全防線, 一旦超過這個底線,我們可能無法繼續在地球上生存。 可怕的是,其中有三項已經失守!
撰文╱佛里(Jonathan Foley)
翻譯/甘錫安

重點提要
■儘管氣候變遷已經獲得普遍注意,但物種減少與氮污染已經大幅超過安全底線。我們的環境也正在逐漸接近危險的邊緣。
■立即改用低碳能源、限制土地開墾,以及改革農業生產方式,是讓地球和人類永續生存的重要對策。

曾經有將近一萬年的時間(從人類文明剛剛萌芽到全新世時期),我們的世界似乎廣闊得無法想像,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,就能輕鬆愉快地逃避污染造成的區域性影響。人類揮霍著彷彿用之不竭的財富,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。

但在公共衛生進步、工業革命以及後來的綠色革命影響下,地球人口從1800年的10億人暴增到今日近 70億人,過去50年來,人口數量增加了超過一倍。而在生活富足的推波助瀾之下,我們消耗的資源也十分驚人,近50年內,全球食物與淡水的消耗量增加到三 倍以上,化石燃料的消耗量更增加四倍,我們現在佔用了全地球光合作用產物的1/3~1/2。

如此毫無節制的成長,也使污染從地區問題擴大成全球的困擾。平流層臭氧破壞和溫室氣體濃度顯然已經相 當棘手,但其他有害的影響也已開始浮現。

人口突然加速成長、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,我們必須採取行動,確保我們的活動不要超出目前環境系統的「安全運 作範圍」。如果不改變生活方式,我們將造成災難性的變化,最後釀成全人類的悲慘結局。

那麼又是什麼因素造成這些變化?我們該怎麼避免?一支由世界科學家組成的團隊,由瑞典斯德哥爾摩復原 力中心的洛克斯壯(Johan R鐼kstrom)領軍,成員包括歐洲、美國(包括本文作者)以及澳洲的學者,近來從一個範圍更廣、關係更深的角度來尋找答案:我們是不是逐漸接近地球的 「引爆點」?超過這個點,我們將把全球環境推入危險的新領域,而且人類史上完全沒有類似的狀況可供參考?

仔細審查幾個物理與生物系統的跨學科研究後,我們的團隊認為有九項環境問題可能影響地球支持人類生存 的能力。接著我們定義出這些問題的底線,也就是人類活動只要不超過這個範圍就能確保安全。其中有七項問題有明確的底線(見右頁圖示),能以科學方式定出數 字(當然其中仍有少許不確定性),其中三項(氣候變遷、海洋酸化和平流層臭氧破壞)已經到達引爆點,而剩下四項也面臨無法復原的惡化狀態。另外有兩項問題 (大氣懸浮微粒污染和全球化學污染)尚未進行深入研究,因此還沒有確定的底線數字。

我們這個團隊的分析顯示,目前有三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。其 他幾項問題也在慢慢逼近底線。個別的安全底線數字或許會有少許調整,未來也可能再增加其他須注意的問題,但這幾項問題可說是歸納出目前全世界最嚴峻的環境 問題中的「優先順序」,同時提供一套整體架構,讓我們思考如何面對這些威脅。

化石燃料引發危機

探究是什麼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。在兩項問題中(氣候變遷和海 洋酸化),有一個成因是大家耳熟能詳的,就是人類使用化石燃料,將二氧化碳排放到大氣中。

氣候變遷。儘管地球已經承受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,避免出現最嚴重的後果,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387ppm(1ppm為百萬 分之一的體積濃度),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350~550ppm的二氧化碳當量 (各種溫室氣體總濃度的代表值)。依據我們的分析,我們建議單以二氧化碳而言,比較保守而且必須長期維持的數字是350ppm,才可盡量與氣候引爆點保持 一定的距離。要達到這樣的目標,全世界必須立刻採取行動,遏止溫室氣體排放量上升,並在未來數十年內降到低於目前的數字。

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 碳溶於水中,形成碳酸,使海洋表面酸性更強。海洋在自然狀態下為鹼性,pH值大約是8.2,但資料顯示目前海洋的pH值已經降低到8.0左右,而且還在持 續下降。我們的團隊透過在海洋表面層形成的霰石(一種碳酸鈣礦物)減少幅度,來量化海洋酸化造成的損害。許多生物(從珊瑚到海洋食物鏈底層的多種浮游植 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。

【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2010年第98期4月號】

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雲竹小棧

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