曾經(jīng)有將近1萬(wàn)年的時(shí)間，我們的世界似乎廣闊得無(wú)法想象，遼闊的土地和海洋提供無(wú)窮無(wú)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(qū)域性影響。人類揮霍著仿佛用之不竭的財(cái)富，建立起帝國(guó)和經(jīng)濟(jì)體系，從來(lái)沒有想過這樣的恩典會(huì)有消失的一天。

人口突然加速增長(zhǎng)、資源消耗殆盡和環(huán)境損害已經(jīng)改變了地球。我們現(xiàn)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(guī)則也不一樣。最基本的，我們必須采取行動(dòng)，確保我們的活動(dòng)不要超出目前環(huán)境系統(tǒng)的“安全運(yùn)作范圍”。如果不改變生活方式，我們將造成災(zāi)難性的變化，最后釀成全人類的悲慘結(jié)局。

那么又是什么因素造成這些變化?我們?cè)撛趺幢苊?

目前有3項(xiàng)問題已經(jīng)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(fā)危機(jī)

探究是什么原因造成目前最急迫的環(huán)境問題，可以提供一些解決問題的線索，有一個(gè)成因是大家隔離能詳?shù)?，因?yàn)槿祟愂褂没剂?，將二氧化碳排?shù)到大氣中。

氣候變遷，盡管地球已經(jīng)隨了人類造成的顯著暖化，而且暖化還會(huì)更嚴(yán)重，科學(xué)家和政策制定者仍在尋求方案，避免出現(xiàn)最嚴(yán)重的后果，包括兩極冰原融化、淡水供應(yīng)枯竭，以及地區(qū)氣候系統(tǒng)崩潰等。目前大氣中的二氧化碳濃度已經(jīng)高達(dá)387毫升／立方米，但溫室氣體濃度究竟要達(dá)到何種程度，才會(huì)使氣候變遷具有危險(xiǎn)性，目前仍有爭(zhēng)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(dāng)量。

海洋酸化。海洋持續(xù)酸化是氣候變遷中較不為人知的連帶反應(yīng)。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(qiáng)。海洋在自然狀態(tài)下為堿性，pH值大約是8.2，但數(shù)據(jù)顯示目前海洋的pH值已經(jīng)降低到8.0左右，而且還在持續(xù)下降。我們的團(tuán)隊(duì)通過在海洋表面層形成的霰石減少幅度，來(lái)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(yán)重影響海洋生態(tài)系和食物網(wǎng)，因此也是促使各國(guó)朝低碳能源發(fā)展的強(qiáng)力誘因。

生產(chǎn)糧食付出的代價(jià)

人類已占據(jù)地球上35％的陸地來(lái)種植谷物和飼養(yǎng)牲畜，農(nóng)業(yè)規(guī)模擴(kuò)大也成為人類繼續(xù)開墾新土地，破壞自然生態(tài)系統(tǒng)的主要?jiǎng)訖C(jī)。由于人類的土地利用方式，有幾項(xiàng)地球底線正瀕臨失守的危險(xiǎn)：

生物多樣性喪失。土地開發(fā)已造成地球歷史上規(guī)模最大的物種滅絕。與地質(zhì)記錄中的自然速度相比，目前的物種土地開發(fā)已造成地球歷史上規(guī)模最大的物種滅絕。與地質(zhì)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(tài)系統(tǒng)中，物種消失速度都面臨相同的狀況，如此一來(lái)可能影響區(qū)域性與全球的生態(tài)過程。生物多樣性保護(hù)工作，尤其是在敏感的熱帶森林，需要大眾給予更多關(guān)注。一些新的行動(dòng)，例如聯(lián)合國(guó)為減少開墾熱帶森林籌措資金的“減少森林伐除與退化導(dǎo)致的碳排放”項(xiàng)目，則可同時(shí)解決生物多樣性喪失及碳排放兩種問題，而且成效可能會(huì)相當(dāng)不錯(cuò)。

氮與磷污染。工業(yè)肥料廣泛使用，已擾亂地球的化學(xué)作用。使用肥料已使整個(gè)環(huán)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(wàn)噸，磷總量為1千萬(wàn)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(zhì)惡化，形成大片缺乏氧氣的“死區(qū)”，破壞沿岸地區(qū)的海洋。我們需要新的農(nóng)業(yè)技術(shù)來(lái)提高糧食產(chǎn)量，但也必須維護(hù)環(huán)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(dá)2/6兆立方米，用途包含灌溉(占70％)、工業(yè)(占20％)和家庭用水(占10％)。結(jié)果使許多大河變成細(xì)流，有些河流甚至完全干涸。最具代表性的幾個(gè)例子包括現(xiàn)在已經(jīng)流不到海洋的美國(guó)科羅拉多河，以及中亞地區(qū)觀在大部分已經(jīng)變成沙漠的成海。未來(lái)的淡水需求可能十分龐大，大幅改善全球水資源的運(yùn)用效率，尤其是在灌溉方面，應(yīng)該有助于避免更嚴(yán)重的水資源匱乏。