第一次全球气候盘点 | One Earth 9月刊论文精选
地球科学
Earth science
盘点一个燃烧的世界
世界正在燃烧。自3月份以来，加拿大各地的大火肆虐，欧洲的大火烧焦了树木，每年吸收200多万吨二氧化碳，毛伊岛的生命损失令人心碎。热浪和洪水烧毁了其他气候记录。7月的平均气温比工业化前的标准高出1.5°C，预示着“可接受的变暖”。如果不采取行动，世界将变得更加炎热。随着第一次全球盘点（GST）的结束，《巴黎协定》的齿合机制必须促进实际行动。
《巴黎协定》规定，应每五年进行一次评估，使签署方有机会审查集体进展，并根据需要提高雄心。这一进程旨在解决世界应对气候变化的三个基本问题：我们在哪里，我们想去哪里，以及我们如何实现这一目标？针对这三个问题，评估了应对气候变化的三个方面：缓解、适应以及实施和支持手段。对于第三个三人组，商品及服务税流程包括三个组成部分：第一，信息收集和准备阶段，始于2021年；第二，通过今年6月波恩气候变化会议结束的一系列技术对话进行技术评估；第三，审议将于今年12月在迪拜举行的第28届缔约方大会上讨论的产出。
毫不奇怪，全球盘点的第一个问题“我们在哪里？”的回答偏离了《巴黎协定》，到2100年将升温2.6°C至2.9°C。然而，进展并非微不足道。包括欧盟成员国和美国在内的富裕国家已经降低了排放量，这在一定程度上要归功于政府支持的风能和太阳能发电的发展，这些发电现在与化石燃料相比具有成本竞争力。中国已经稳定了排放，成为可再生能源基础设施领域的全球领导者。如果所有国家的承诺和目标都得到实现，升温可能会限制在2.0°C，但承诺和目标并不能保证采取行动。正如Egli等在本期评论中所讨论的那样，气候目标和有意义的政策之间存在着令人担忧的巨大“可信度差距”。制定在政策中的排放计划远未达到将变暖限制在“安全”1.5°C或“刚好”1.0°C的必要程度，也远未达到公平地让发展中国家在剩余碳预算中“公平份额”的减排目标。富裕的污染国家现在已经逾期三年兑现承诺，每年为中低收入国家筹集1000亿美元用于气候融资。尽管关于损失和损害基金的协议是COP27（为数不多的）关键胜利之一，但关键问题，如谁将真正提供资金，仍然没有答案。
但同样，进展不足也不足为奇。只要我们意识到气候变化的危险，全球领导层就没有取得足够的进展。全球盘点可能具有创新性的地方是渐进机制：定期重建“我们想去哪里？”，最重要的是，“我们如何实现这一目标？”科学共识是明确的：最简单、最安全、最公平的前进道路是结束化石燃料的燃烧。一旦温室气体排放得到控制，适应就更容易实现。需要碳捕获技术来弥补减排的不足，但不能用来证明继续依赖化石燃料的合理性。全球盘点要想取得成功，它必须既是一个强有力的行动号召，也是一个提高集体进步的路线图，以首先减少排放。
然而，如何加强气候行动仍然是一个紧迫的问题，没有明显或简单的答案。在许多情况下，障碍不是技术性的，而是政治性的。例如，能源系统的快速脱碳在技术上似乎是可行的，但受到一系列不同规模的政治问题的阻碍。在这个问题上，Zhu和他的同事们认为，追踪雄心勃勃的政治经济——即实现雄心勃勃和可信的气候行动的政治条件——应该是商品及服务税的一个组成部分。他们提出了一系列指标，以便能够评估有利的政治和体制因素。在评论这项工作时，Chuan Zhang指出，“这样的评分系统可以在促进相互学习方面发挥作用”，并促进采取更多行动的策略。更广泛地说，全球盘点的技术对话旨在促进缔约方之间的技术和战略共享，以促进更高效和有效的行动。然而，正如今年6月在波恩举行的最后一次技术对话所表明的那样，即使制定气候谈判议程也几乎超出了《巴黎协定》缔约方的集体能力。利用全球盘点的知识共享潜力可能在很大程度上依赖于国际研究界。
非国家层面行为者也在为《巴黎协定》的目标做出越来越多的贡献。超过32500个国家安全局，包括美国加利福尼亚州和伦敦市等地方政府以及微软等企业，承诺采取包括减排、适应措施和碳封存在内的气候行动。然而，正如Hsu和他的同事在评论中所讨论的那样，美国国家安全局气候承诺的可信度差异很大，有些承诺纯粹是洗白。联合国已经认识到有必要通过新宣布的《无党派承认和问责框架》准确评估美国国家安全局的气候行动。乐观地说，对国家安全局捐款的严格和定期评估将增加有意义的行动，就像全球盘点程序渴望为国家决定的捐款所做的那样。
正如本月Voices的许多作者所指出的那样，可用的资金可能是所有规模的缓解和适应的关键有利条件。要想使全球盘点的产出成为一种逐步实现的雄心，并取得真正的进展，《巴黎协定》缔约方必须最终解决财政问题。首先，资金必须停止流向化石燃料的死胡同。其次，金融必须支持碳中和的和净负转型。第三，富裕国家必须支持发展中国家。《巴黎协定》已经包括了支持每一项行动的授权，但承诺的力度，尤其是后续行动的力度一直很差。财政是可持续发展最重要、最困难的成功因素之一（至关重要，我们将在下个月的主题议题中专门讨论这一主题），全球盘点必须让各国对其先前的承诺负责，并增加对更雄心勃勃的行动的财政支持。正如今年的火灾、热浪、洪水、干旱和风暴所预示的那样，气候影响的成本使缓解气候影响所需的资金相形见绌。现在必须优先考虑为缓解提供资金。
随着今年12月第一次全球盘点在迪拜结束，世界有机会评估《巴黎协定》的齿合机制。在某种程度上，问“它起作用了吗？”是一个没有实际意义的问题：由全球同行压力强制执行的自愿承诺显然是在国际层面上唯一可行的解决方案。正是在《巴黎协定》的体系内，世界必须协调行动，扑灭化石燃料的字面和隐喻之火。我们想留给读者的问题是，“我们如何才能让它发挥作用？”
One Earth 9月刊已于9月15日上线
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我们特意为大家精选了发表在 One Earth 2023年9月刊的22篇文章，供大家详细了解。
声音：提高效率以改进全球盘点过程
《巴黎协定》建立在自愿减排承诺的基础上，但并没有要求承诺的雄心足以将气候变暖集体限制在可接受的水平。相反，它依赖于全球盘点的“棘轮机制”。随着世界进一步偏离符合《巴黎协定》的排放轨迹，一个安全公正的未来依赖于全球加大努力。这个声音问道：全球盘点要成为提高气候雄心和行动的关键机制，需要什么？
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声音：通过技术和人类行为追求能源安全
为每个家庭和企业确保一个可获得、可靠和负担得起的清洁能源未来仍然是一个至关重要的可持续性挑战。在最近的可持续发展细胞论坛上
（https://www.cell.com/video-do/interfacing-renewable-energy-infrastructure-and-human-behavior-pursue-energy-security），一个多元化的专家小组聚集在一起，阐明可再生能源技术、人类行为和能源安全之间的联系。活动结束后，小组成员被问到：利用技术和人类行为来追求能源安全，实现可再生能源的公正未来的机会是什么？在哪里？
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评论文章：从鼓点到游行：利用数据评估非国家和国家以下各级的气候行动
2015年《巴黎协定》强调了气候行动中的非国家行为者，但“洗绿”的担忧依然存在。联合国通过改进报告，引入了国家安全局问责制框架。然而，数据仍然不一致，尤其是在全球南方。我们建议改进报告，扩大数据收集，并使用人工智能等创新技术来更好地跟踪和问责。
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原创研究：审查各国的气候承诺：复苏支出的启示
《巴黎气候变化协定》的全球评估评估了各国在将升温控制在远低于2°C或1.5°C方面的集体进展。在这篇评论中，我们认为，各国政府对全球经济冲击的财政反应为调查气候承诺和进展的可信度提供了一个重要机会。
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评论文章：碳抵消不符合《巴黎协定》
碳抵消使公司和政府能够将减排外包给第三方，并在迄今为止的许多气候缓解政策中发挥了重要作用。但为了支持《巴黎协定》下的温度稳定，几乎所有关于它们的事情都必须改变。
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评论文章：评估国家决定的贡献：持续提高雄心对于将全球变暖限制在1.5°C至关重要
随着各国在今年COP28之前评估在实现气候目标方面取得的进展，越来越明显的是，各国必须在非二氧化碳气体和消除二氧化碳等政策领域提高雄心，同时停止砍伐森林，带领全球走上与《巴黎协定》目标一致的道路。
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评论文章：新的欧盟碳祛除认证：标志性的立法还是空洞的承诺？
欧盟委员会认识到二氧化碳去除对实现全球和欧盟气候目标的重要性，提出了自愿二氧化碳去除的认证框架。但如果不在三个关键领域进行紧急改进，它就不太可能实现其目标。
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前瞻文章：弥合全球减缓气候变化的评估差距：衡量政治经济进展的框架
将于2023年结束的第一次全球盘点（GST）的目的是衡量气候行动的集体进展，并提高实现《巴黎协定》的雄心。实现必要的变革需要民众的支持、政治承诺和强有力的机构。“政治经济学”的这些方面至关重要，它探讨了行动者、他们的利益和潜在制度之间的互动如何影响政治和经济结果。然而，商品及服务税目前缺少这些维度。在此，我们为评估缓解进展的政治经济学提供了一个指标框架。我们的框架包括16个关键指标，涵盖国家雄心、制度安排、利益相关者和利益、政策有效性和公众舆论5个维度，我们证明了其在美国、中国和印度的可行性。该框架解决了商品及服务税中的一个主要知识缺口，旨在为研究人员、利益相关者和政策制定者寻求有效的气候行动提供帮助。
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预览文章：前沿研究：让人们看到土著人民的土地、工业发展和面临风险的权利之间的交叉点
在本期One Earth中，Kennedy等人通过描述受大规模开发威胁的土地所处的国家背景，绘制了土著人民面临转为工业用途风险的土地图。在这里，我们讨论土著人民、研究人员和倡导者如何利用和发展他们的工作。
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预览文章：通过包容性、创新性和迭代性评估加快气候行动
评估国家脱碳进展需要在所有利益攸关方之间建立一个集体和透明的基准框架。在最近的One Earth中，Zhu等人提出了一份衡量国家气候行动进展的政治经济学指标清单。全球评估为更多讨论包容性、创新性和迭代性进展评估如何加快气候行动提供了机会。
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前瞻文章：超越土地利用和土地覆盖变化：人畜共患病出现在农业矩阵中
新出现的人畜共患病（病原体在人类、家畜和野生动物之间传播的新传染病）遵循着越来越普遍的生态和进化过程，破坏了我们实现健康和福祉的可持续发展目标的能力。农业被认为是促进新出现的人畜共患疾病的主要力量。然而，农业系统是可变的，一些农业生产模式表达了社会形态，这些社会形态制约着生物相互作用，可以促进（或保护我们免受）新的人畜共患疾病的出现，就像它们破坏（或保护）物种生物多样性一样。因此，农业系统的社会生态特征影响人畜共患疾病出现的概率。在这里，我们提出了一种研究农业和人畜共患病之间关系的方法，该方法表明，景观的其他元素所在的农业基质具有不同程度的景观免疫力。高度简化、同质和化学密集的农业景观不太可能提供这种免疫力，而由中小型农民和强大的当地粮食系统组成的多样化农业生态基质可能会提供这种免疫力；即，它们将降低人畜共患疾病出现的概率。此外，这样的景观还有望增强粮食主权和安全，缓解气候变化，减少贫困，保护生物多样性。
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前瞻文章：利用多目标决策支持工具进行保护区选择
建立和维护保护区是实现2020年后生物多样性目标的关键行动。保护区通常需要实现多个目标，从生物多样性保护到生态系统服务提供和气候变化缓解，但可用的土地和保护资金有限。因此，通过选择最有利的PA来优化资源至关重要。在这里，我们主张采用灵活透明的方法，根据多个目标选择PA，并通过全球范围的决策支持工具来说明这一点。该工具允许根据用户指定的偏好对不同的保护目标进行加权和排序，并实时比较结果。在1346个陆地PA中应用该工具，我们证明决策者经常面临相互冲突的目标之间的权衡，例如物种保护和生态系统完整性之间的权衡。尽管如此，我们表明，透明的决策支持工具可以揭示与PA选择相关的协同作用和权衡，从而有助于阐明和解决嵌入不同社会和政治需求和价值观中的土地使用冲突。
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综述文章：气候行动的选择：对个人扮演的多重角色的综述
应对气候变化需要显著的行为改变来减少排放，但所需的规模远未实现。行为受到心理特征、社会和文化规范、物质和空间环境以及政治惯例的影响。许多社会科学辩论的特点仍然是呼吁个人或制度变革，但需要一个更具交叉性的视角来理解能够促成和加速环保选择的各种因素。这篇综述提供了关于个人选择缓解气候变化的潜力和局限性的跨学科综合证据。我们确定了气候行动的六个个人选择领域（食品、能源、交通、购物、影响力和公民身份）。我们发现，个人、社会、物质和政治因素结合在一起，形成了低碳选择，但其方式针对每个领域，需要决策者做出不同的回应。有效的气候行动需要一系列干预措施，以解决个人所扮演的多重角色：政府的结构变化（“上游”干预措施）、企业和地方当局使可持续选择更容易获得和更有吸引力（“中游”），以及形成个人决策的信息措施（“下游”）。
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综述文章：多用途保护区对公平有效的保护至关重要
保护区被广泛用于阻止生物多样性的丧失，全球保护政策要求在实现基于区域的保护目标时使用保护区，例如最近的到2030年保护30%地球表面的目标。在过去的二十年里，多种用途和其他保护区在实现保护目标方面的作用有所增强，目前占全球陆地保护区的55%和海洋保护区的75%。鉴于它们对实现基于区域的目标做出了重大贡献，我们审查了多种用途保护区在实现全球政策目标方面的证据。我们发现，多用途保护区可以有效地保护生物多样性，并且比严格的保护区更有可能得到公平的治理安排。我们的研究结果表明，多用途和其他保护区提供了实现2030年目标所需的重要环境和社会经济效益。需要缩小何时何地最有效、最公平的知识差距，以确保受保护和保护的遗产的进一步增长符合全球政策目标。
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原创研究：商业抗氧化剂的氧化正在推动大气中有机磷酸酯丰度的增加：对全球监管的启示
有机磷酸酯（OPEs）因其对人类和环境的不利影响而成为全球关注的化学品。环境运营成本被认为是通过直接排放产生的；因此，现有的OPE法规侧重于限制某些OPE在商业产品中的使用。在这里，我们提供了实验和现场证据，证明大气臭氧和有机亚磷酸酯抗氧化剂（OPAs；一组大规模生产的化学品）之间的反应也可以形成OPEs，这是环境OPEs的一个重要间接来源。我们证明，磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯（TDtBPP）是一种由OPA化学转化形成的新型OPE，在全球范围内从特大城市分布到南极和北极，自1994年以来，北极空气中的浓度显著增加。此外，相对于传统的OPE，TDtBPP在环境中更持久，并且可能构成更高的风险。这些结果强调了在制定环境法规以保护环境健康时考虑污染物化学转化的重要性。
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原创研究：公共政策和既得利益者以牺牲动物产品类似物为代价来维持畜牧业的现状
畜牧业生产，包括畜牧业和饲料生产，对环境有很大影响。饮食习惯的改变，特别是富裕国家动物产品消费的减少，可以减轻这些影响。技术创新（即精确发酵、动物细胞培养）正在生产动物源产品的替代品。欧盟对新技术的公共资金比动物产品的公共资金少1200倍，美国为800倍。与动物产品部门相比，贸易和非营利组织在创新部门游说活动中的支出少3倍（欧盟）和190倍（美国）。改进动物产品类似物的研究由私营公司领导，直到最近才得到公共基金的支持。需要改变粮食政策，以改进技术，生产动物源产品的可持续替代品，并减少粮食系统对环境的影响。
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原创研究：“OCTOPUS”原则通过网络优化和集群降低废水管理成本
安全获得水和卫生设施是一项基本人权，被确定为联合国可持续发展目标6。然而，全球一半以上的废水没有得到处理，从而污染了环境，并对社会健康构成风险。在许多新兴经济体，由于处理设施的建设和维护费用，成本是水处理的一个重要障碍。我们提出了一种新的方法，通过将单个定居点的水处理系统合并到更大的网络中来降低废水管理成本：“OCTOPUS”设计。鉴于许多废水处理率低的国家的经济资源有限，OCTOPUS有助于更好地规划和实现安全用水和卫生设施。
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原创研究：农业市场一体化保护未来全球水资源
每年，近四分之一的灌溉用水包含在用于满足世界各地农业需求和保持粮食可及性的贸易商品中。然而，在一些出口地区，水越来越稀缺，这可能会导致生产转移到水资源更容易获得的地区。随着人口、GDP、能源系统和不断发展的农业市场预计都将推动未来农业的增长，在我们走过本世纪的过程中，探索这些驱动因素如何影响水的使用是很重要的。这项研究模拟了未来全球贸易的变化如何影响世界各地的水资源，并发现贸易的增加可能会使全球作物灌溉需求减少密歇根湖的水量。然而，全球贸易的减少导致干旱地区的水资源开采量，特别是地下水开采量大幅增加。这可以为规划者提供一种方法来评估未来贸易对当地水资源的敏感性。
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原创研究：水通量分配的全球模式：灌溉和雨水农业在径流中驱动植被的不对称通量
作为陆地上淡水的主要来源，降水会过滤到土壤中，其中一些被植物用作“绿色水通量”，另一些则作为可见的“蓝色水通量”流入河流。有多少水最终进入“绿色”通量是维持作物和其他植被以及社会粮食安全的关键。“蓝色”水流量维持着水生生态系统，对社会水安全也至关重要，例如，对饮用水和作物灌溉来说，这将使蓝色水变成绿色水。我们的研究表明，在世界各地，绿色的通量大多大于蓝色。扩大作物和灌溉以养活不断增长的人口将使更多的蓝水变成绿色，加剧蓝水对未来气候变化的脆弱性。这些结果对于指导土地利用规划以最佳平衡土地上的各种淡水需求具有重要意义。
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原创研究：生命周期评估显示，2020-2022年一次性外科口罩导致超过1800万吨碳排放
外科口罩被广泛认为是减缓新冠肺炎高度逃避免疫变种传播的最重要措施之一。在疫情高峰期（2020-2022年），全球外科口罩销售额达到9000亿只，其中许多是一次性的，由石化材料（即塑料）制成。由于其医疗用途，这些产品无法回收，大规模的生产水平无疑会留下重大的环境足迹。对这些口罩从“摇篮到坟墓”的全生命周期的分析表明，每个外科口罩产生20.5克的碳排放，总计1800万吨。研究结果表明，口罩的耳挂部件由尼龙66制成，尼龙66是一种类似丝绸的热塑性塑料，通常由石油制成，由于能耗高，生产过程中使用硝酸，因此对环境的影响最大。希望这些发现将有助于提高口罩行业的可持续性。
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MAPS：一种使用数据融合来提高畜牧生产系统高分辨率地图精度的新模型
为了满足对动物性食品日益增长的需求，畜牧业生产已经加强，以在有限的资源和空间内最大限度地提高产量。这增加了牲畜分布的空间异质性，进而导致严重的营养损失，增加了抗微生物耐药性、人畜共患疾病以及人类暴露于疾病和污染的风险。迫切需要进行空间明确的影响评估，但目前的方法缺乏准确绘制精细牲畜分布图所需的分辨率。在这里，我们通过将可以直接代表农业活动的企业注册信息（ERI）与其他当前可用的数据融合，开发了一个农业生产系统地图绘制模型，以生成高分辨率地图绘制。以全球领先的生猪生产国中国的生猪生产为例，我们发现MAPS将畜牧生产系统的位置/规模估计精度提高了12%-84%，说明现有方法低估了密集养殖区（>1000头/平方公里）44%的生猪数量。MAPS还揭示了生猪生产从农村向城市周边地区的空间转移，这意味着中国的生猪作物系统更加脱钩。MAPS能够进行空间明确的影响评估，以支持集约畜牧生产系统的可持续规划，从而减轻营养损失和健康风险。
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视觉地球：是时候
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One Earth
Volume 6 Issue 9
Sep 15, 2023
关于One Earth
作为Cell Press细胞出版社旗下地球科学类的首本期刊，One Earth 的创刊标志着我们正式涉足环境科学研究。作为Cell 的姊妹刊，One Earth 致力于发布顶级原创研究，并通过专业的编辑团队提供公平、快速和严格的同行评审流程（长按识别下图中的二维码访问 One Earth 期刊主页，了解更多详情）。
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