地球生病了，9个指标有6个超标，挽救环境还有希望吗？
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环球零碳
碳中和领域的《新青年》
撰文 | Yinyin
编辑 | 小棠
→这是《环球零碳》的第788篇原创
利比亚一场洪水，夺去1万多人生命，目前还有1万多人失踪，你以为这是偶然吗？如果回到整个地球来看，因地球系统遭到破坏，这种极端气候导致的极端天气将越来越频繁，人类生存环境受到不可逆转的破坏。
最新一次“重大体检”的结果表示，地球目前的状态，已经远远超出了作为“人类安全活动空间”的边界。科学家设定的9个指标，已经有6个指标被跨越。
上周哥本哈根大学、波茨坦气候影响研究所（PIK）和其他国际机构的研究人员在分析了2000多项研究之后，更新了斯德哥尔摩复原力中心2009年制定的“地球边界”框架，对决定地球稳定性和复原力的“九个指标”完成了最全面的检查。
这份“体检”的9项指标分别为：气候变化、生物圈完整性、土地系统变化、淡水变化、生物地球化学流（磷、氮循环）、海洋酸化、大气气溶胶负荷、平流层臭氧消耗和新实体（指化学物质）。
而这其中，除“平流层臭氧消耗”尚未突破边界，“海洋酸化”和“大气气溶胶负荷”这2条边界处于即将打破的临界点，其他6条边界已全部被打破。
来源：Science Advances
如果把地球视为人体，“地球边界”就可以被视为血压。虽然超过120/80的范围不代表人体马上会心脏病发作，但大半边界的打破意味着地球的生命支持系统已经遭到严重破坏。
过去研究人员也为地球做过几次“体检”。在2009年“地球边界”刚被提出的时候，研究结果表明包括气候变化、生物圈完整性，氮循环在内的3条已经被打破。到了2015年新增土地系统变化边界被打破；到2022年新实体（化学污染）边界也被打破。
而在这次最新的“体检结果”中，“淡水使用”这一边界被重新修订，研究人员对淡水使用边界进行了补全。最新的淡水边界涉及绿水（农场、森林等土壤和植物中的不可见水）和蓝水（河流、湖泊等中的可见水），并且本次研究也指出，这两项很可能早在20世纪时就被打破了。
随着“地球边界”的不断突破，行星弹性减弱，地球复原力下降的迹象日益明显。这意味着世界正处于多个灾难性临界点的边缘，人类生存环境越来越恶劣。
01
被打破的“地球边界”
目前，人类活动对全球环境造成的扰动基本都被当作单独的问题来处理。但这种方法忽视了这些问题之间的相互作用，以及由此对地球系统整体状态产生的综合影响。
而“地球边界”能把人类对全球环境造成的影响纳入一个整体框架，作为一个整体来考虑。这也是本次研究的关注点和之前不一样的地方。
在本次的框架中，每一个边界指标都被分为三个阶段来衡量，分别是：安全区（绿色）、风险持续增加区（橙-红色），和高风险区（紫色）。
来源：Science Advances
目前已经达到“高风险”区的指标包括：生物圈完整性缺失、生物地球化学流（磷、氮循环）、新实体污染，和气候变化中大气热辐射（Radiative forcing）的部分。处于“风险持续增加”范围的则包括气候变化指标中的二氧化碳浓度、土地系统变化、淡水变化。
而这些指标之间也在不断地相互影响。
19世纪末生物圈完整性边界被突破，人类夺走了太多的生物量，破坏了太多的栖息地，砍伐了太多的森林，这个过程也释放了大量二氧化碳、破坏了土地系统。
氮和磷对生命至关重要，但过度使用化肥意味着许多水域受到这些营养物质的严重污染，可能会导致藻类大量繁殖和死海的产生。根据联合国粮食及农业组织的数据，每年向田地中添加的氮是安全水平的3倍。
蓝水和绿水边界的打破所造成的影响也包括生态固碳能力下降、气候调节作用丧失和生物多样性的丧失。
2022年的一项研究表明，杀虫剂、塑料和核废料等人类引入的“新实体”边界已被突破，与此同时造成了大气污染。
此外，在南亚和东亚的一些局部地区，气溶胶负荷已经超过了地球边界，只不过在全球范围内尚未超过；海洋酸化也被评估为越来越严重，并接近超过安全边界。
“地球边界”的更新再次警醒人类，地球正面临着脱离“全新世”稳定状态的危险。“全新世”指的是地球在上一个冰河时期结束（距今1万年前）到工业革命开始之前所处的相对稳定的状态。
而当加拿大的克劳福德湖被选作“人类世”的金钉子之后，我们也在二十世纪中叶进入了“人类世”，正加速脱离“全新世”的稳定环境。
02
危机与希望并存
不过，波茨坦气候影响研究所也表现出了积极乐观的态度，“我们现在有了准确的衡量标尺，找到了问题所在，只要我们齐心协力，仍然能打赢这场地球保卫战”。
最新的研究对不同程度的气候和土地系统变化边界的打破进行了地球系统建模，其结果也说明我们必须从整个系统的角度来考虑人类活动对地球的影响。
1988年是个关键的时间节点。在这一年前后，人类活动使“气候变化”和“陆地系统变化”超出了安全边界。
来源：Science Advances
研究模拟结果表明，如果地球系统能够维持在1988年前，也就是“地球边界”安全区的条件（350 ppm的二氧化碳浓度和85%/50%/85%的热带/温带/亚热带森林覆盖率），全球陆地表面温度在之后的800年中将不会增加超过0.6°C，加上工业化前至1988年期间上升的0.7°C，不会超过1.3°C。并且，到2100年，陆地碳源只会少量增加（累计25 Gt C）。800 年后的累计碳源不会超过68Gt C。
在另一种情景的模拟下，气候变化指标突破边界达到450 ppm（红色区域），森林覆盖率也突破边界保持在60%/30%/60%的水平，那么到 2100 年，陆地平均气温将上升 1.4°C（与工业化前相比将上升2.1℃）；而在800年后，随着植被在较暖气候中的飞速生长以及相关碳肥的增加，陆地平均气温将上升 1.9°C（即比工业化前高2.6℃）。
植被生长的碳肥化抵消了气候变暖对全球平均碳汇的负面影响。所以如果森林覆盖率能一直维持在“地球边界”以内的水平，而不是任由其在风险增加的区域不断上升，那么陆地生物圈就会形成累积碳汇而不是碳源，从而有助于稳定地球的状况。
与此相反，如果森林砍伐进入高风险区，那么模拟结果表明，尽管模型中植被生长的二氧化碳肥力很强，但从短期和长期来看，仍会有大量额外的碳泄漏到大气中。
在最极端的情况下，如果大气中的二氧化碳浓度上升到高风险区域（550 ppm以上），并且继续砍伐森林（森林覆盖率40%/20%/40%），长期来看不仅陆地温度会比1988 年升高约 2.7°C（比工业化前升高 3.4°C），而且陆地植被和土壤也将长期损失约1.45亿吨碳。
其实在挽救地球环境这件事情上，人类不是没有成功过。
臭氧消耗的边界曾在20世纪90年代被突破过，但由于《蒙特利尔议定书》推动的全球倡议，这一边界已经大大恢复，回到了安全范围。
“地球边界”能够帮助科学家持续追踪地球的稳定状态，但地球边界衡量的其实不是地球的安全，而是人类自己是否能够“安全生存活动”的边界。因为地球是一个有生命的星球。
也正因为如此，研究人员表示，当所有边界都被打破时，后果将无法预测。
首图来源：Freepik
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参考资料：
[1]https://news.cctv.com/2023/09/18/ARTIjNOR7wculzHbTeqQL0NX230918.shtml
[2]https://www.commondreams.org/news/six-planetary-boundaries-crossed
[3]https://www.theguardian.com/environment/2023/sep/13/earth-well-outside-safe-operating-space-for-humanity-scientists-find
[4]https://bonpote.com/en/the-5th-planetary-boundary-has-been-officially-crossed-and-nobody-cares/
[5]https://www.stockholmresilience.org/research/research-news/2015-01-15-planetary-boundaries---an-update.html
[6]https://www.nature.com/articles/461472a
[7]https://mp.weixin.qq.com/s/ja72IxhjPqyXD40UHwc3ew
[8]https://mp.weixin.qq.com/s/EgoYIMuwiW2zDf4z3wOAyw
END
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