張彥著 阿爾弗雷德·波什

一、地球工程的相關(guān)研究及其爭論

氣候變化與可持續(xù)發(fā)展存在著相互影響關(guān)系。一方面，氣候變化影響著人類的生活環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)及其服務(wù)，從而也影響著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的生命支持系統(tǒng)。另一方面，可持續(xù)發(fā)展的不同社會(huì)機(jī)制和議程既影響導(dǎo)致氣候變化的溫室氣體（GHG）排放，也影響各種生態(tài)環(huán)境下自然和社會(huì)系統(tǒng)的脆弱性。全球環(huán)境變化重塑了人類-環(huán)境系統(tǒng)中人類與環(huán)境之間的相互作用。氣候變化是一種影響生產(chǎn)和消費(fèi)、土地利用變化、工業(yè)發(fā)展和其他人類活動(dòng)的全球性系統(tǒng)變化。但是，全球氣候變化的影響分布不均，發(fā)展中國家和貧困地區(qū)最容易受到影響1Nicholas Stern, Stern Review: The Economics of Climate Change, Cambridge University Press: Cambridge, UK,2007； IPCC, Climate Change 2007: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment. Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press: Cambridge, MA, USA,2007, p. 976.——這部分可歸咎于一些國家及地區(qū)的地理?xiàng)l件因素，應(yīng)對(duì)能力不足，以及其社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和制度系統(tǒng)的脆弱性。2Poverty and Climate Change: Reducing the Vulnerability of the Poor through Adaptation, World Bank: Washington DC,USA, 2003.日益頻繁的極端氣候事件對(duì)發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家都造成了嚴(yán)重?fù)p害。來自世界不同地區(qū)不同社會(huì)背景的利益相關(guān)者對(duì)氣候變化的影響也有著不同的理解。為了將氣候變化的影響控制在行星邊界（planetary boundary）內(nèi)，3Johan Rockstr?m, Will Steffen, Kevin Noone, Asa Persson, F. Stuart Chapin, Eric F. Lambin, Timothy M. Lenton,Marten Scheあer and Carol Folke, et al., A Safe Operating Space for Humanity, Nature, vol. 46, no. 1, 2013.需要國際社會(huì)在脫碳問題上達(dá)成一致意見，以便各國努力實(shí)現(xiàn)符合其自身和人類利益的氣候變化減緩目標(biāo)。相關(guān)研究預(yù)測表明，氣候變化適應(yīng)和減緩需要技術(shù)創(chuàng)新和制度性約束，以防止發(fā)生危險(xiǎn)的氣候變暖。

近幾十年來的全球氣候政策主要側(cè)重于減少大氣環(huán)境中的人為溫室氣體排放。導(dǎo)致氣候變化的直接和間接因素是多方面且相互關(guān)聯(lián)的。溫室氣體排放和土地利用變化是加劇氣候變化的主要驅(qū)動(dòng)因素。人為活動(dòng)加速了氣候系統(tǒng)的變化。主要溫室氣體——CO2Poverty and Climate Change: Reducing the Vulnerability of the Poor through Adaptation, World Bank: Washington DC,USA, 2003.的濃度從工業(yè)化前的278 ppm增加到2013年的超過400 ppm。其他具有較高全球溫室效應(yīng)的溫室氣體——CH4和N2Poverty and Climate Change: Reducing the Vulnerability of the Poor through Adaptation, World Bank: Washington DC,USA, 2003.O也分別較工業(yè)化前水平增加了2.5倍和1.2倍。4Ciais Philippe, Sabine Christopher and Bala Govindasamy, et al., Carbon and Other Biogeochemical Cycles,Climate Change 2013 - The Physical Science Basis: Working Group I Contribution to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, Chapter: 6. pp. 465-570.《聯(lián)合國氣候變化框架公約》早在1992年就提出了一個(gè)全球目標(biāo)，即“將大氣中溫室氣體的濃度穩(wěn)定在防止氣候系統(tǒng)受到危險(xiǎn)的人為干擾的水平上”。因此國際社會(huì)取得普遍共識(shí)，與工業(yè)化前水平相比，全球增溫應(yīng)限制在2℃以內(nèi)。5Scott Barrett, The Incredible Economics of Geoengineering, Environmental and Resource Economics, vol. 39, 2007, pp.45-54.然而，根據(jù)排放情景及這些排放對(duì)氣候影響的不確定性，研究預(yù)測仍顯示到2100年增溫4℃的概率為20%。6Turn Down the Heat: Why a 4℃ Warmer World Must be Avoided, World Bank: Washington, DC, USA, 2012.研究預(yù)測，4℃增溫情景將導(dǎo)致海平面上升0.5至1米，海洋酸化增加150%。4℃增溫情景下的并發(fā)威脅包括：加劇的水資源短缺，更頻繁的極端事件，生物多樣性的急劇喪失，季風(fēng)系統(tǒng)受到干擾，生態(tài)系統(tǒng)及其服務(wù)的惡化等。這些影響呈現(xiàn)出高度不確定性和非線性狀態(tài)。這表明4℃增溫情景可能會(huì)造成嚴(yán)重的生態(tài)破壞，且在世界各地分布不均。因此，為了避免危險(xiǎn)的氣候變化影響，未來應(yīng)采取必要的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)手段及行動(dòng)將全球增溫控制在2℃以內(nèi)。盡管一些政策已經(jīng)出臺(tái)，國際社會(huì)在實(shí)質(zhì)性減緩CO2排放的集體努力方面仍表現(xiàn)不足，再加上近年來氣候變化加速的征兆，1Evidence of Accelerated Climate Change, CASPI: Melbourne, Australia, 2007.推動(dòng)了國際社會(huì)對(duì)減緩和適應(yīng)以外的潛在第三種應(yīng)對(duì)全球變暖方案的深入研究。地球工程，也稱為“氣候工程”，就是這種潛在的第三種解決方案，有時(shí)也被認(rèn)為是“緊急控溫”或“臨時(shí)應(yīng)對(duì)”措施，從而為經(jīng)濟(jì)發(fā)展與碳排放脫鉤“贏得時(shí)間”的一種“末端修復(fù)”權(quán)宜之計(jì)，2David W. Keith, Geoengineering the climate: History and prospect, Annual Review of Energy and the Environment, vol.25, 2000, pp. 245-284; Tim Lenton and Naomi Vaughan (eds.), Geoengineering Responses to Climate Change, Springer: New York, NY, USA, 2013.盡管有些人認(rèn)為該方法應(yīng)該與減緩措施結(jié)合而非單獨(dú)實(shí)施。3Tom Wigley, A Combined Mitigation/Geoengineering Approach to Climate Stabilization, Science, vol. 314, 2006, pp.452-454.然而，在引起重大討論的同時(shí)，地球工程仍然存在爭議。4Paul J. Crutzen, Albedo Enhancement by Stratospheric Sulfur Injections: A Contribution to Resolve a Policy Dilemma?Climatic Change, vol. 77, 2006, pp. 211-219.自然科學(xué)家、社會(huì)科學(xué)家、哲學(xué)家以及政策制定者都圍繞地球工程展開了廣泛的爭論。這種爭議不僅涉及當(dāng)前或未來是否應(yīng)該部署地球工程，也涉及是否有必要對(duì)這種有意的行星范圍的氣候操縱方案開展大規(guī)模研究，從“保衛(wèi)未來之論點(diǎn)”（arm the future argument）5Gregor Betz, The Case for Climate Engineering Research: An Analysis of the “Arm the Future” Argument, Climatic Change, vol. 111, 2011, pp. 473-485.及其反對(duì)意見的相互辯論就證明了這一爭論的激烈程度。此外，從心理學(xué)的角度來看，如何通過使用概念和話語隱喻來構(gòu)建地球工程的政策相關(guān)敘事，還會(huì)影響決策和公眾的反應(yīng)態(tài)度。諸如“地球工程作為一項(xiàng)技術(shù)修復(fù)手段”，“地球工程作為一項(xiàng)B計(jì)劃”，“地球工程作為一種備選方案”，“不滿的隱喻和論點(diǎn)”等隱喻（metaphor）及敘事（narrative）也都得到了系統(tǒng)的評(píng)估。6Brigitte Nerlich and Rusi Jaspal, Metaphors We Die by? Geoengineering, Metaphors, and the Argument from Catastrophe, Metaphor and Symbol, vol. 27, no. 2, 2012, pp. 131-147.

英國皇家學(xué)會(huì)在2009年9月發(fā)布的一份報(bào)告中將“地球工程”（Geoengineering）定義為“有意大規(guī)模操縱行星環(huán)境，以對(duì)抗氣候變化的人為影響”, 地球工程也被認(rèn)為是對(duì)一系列抵抗人為全球變暖因素的技術(shù)的籠統(tǒng)描述。7Geoengineering the Climate, Royal Society: London, UK, 2009.該報(bào)告根據(jù)地球工程的定義劃分了兩類技術(shù)：太陽輻射管理（Solar Radiation Management, SRM）和二氧化碳去除（Carbon Dioxide Removal, CDR）。SRM和CDR都旨在為地球系統(tǒng)降溫。但是，SRM在太陽輻射的短波部分發(fā)揮作用，因此處理的是全球變暖的癥候，而CDR在長波部分發(fā)揮作用，因此旨在解決氣候變化的根源。根據(jù)英國皇家學(xué)會(huì)報(bào)告（2009年），SRM方法包括：（1）通過增亮人體結(jié)構(gòu)（例如，將其涂成白色），種植具有高反射率的作物，或以反射材料覆蓋沙漠來增加行星的表面反射率；（2）增強(qiáng)海上云層的反射率；（3）通過向低平流層注入硫酸鹽氣溶膠來模擬火山爆發(fā)的影響；（4）在太空中放置擋光板，以減少到達(dá)地球的太陽能量。CDR方法包括：（1）土地利用管理，以保護(hù)或加強(qiáng)土地碳匯；（2）使用生物質(zhì)進(jìn)行碳封存以及作為一種碳中和能源；（3）加強(qiáng)自然風(fēng)化過程，以清除大氣中的CO2；（4）直接設(shè)計(jì)捕獲環(huán)境空氣中的CO2；（5）增強(qiáng)海洋對(duì)CO2的吸收，例如，通過自然稀缺的養(yǎng)分或通過增加上升流過程對(duì)海洋進(jìn)行施肥。在所有這些方法中，英國皇家學(xué)會(huì)和諾維姆集團(tuán)（Novim Group）認(rèn)為其中兩種SRM技術(shù)最具有研究價(jià)值：將硫酸鹽氣溶膠射入平流層，以便反射太陽光和熱；增加海上云層的反射率。1Bidisha Banerjee, The Limitations of Geoengineering Governance in a World of Uncertainty, Stanford Journal of Law,Science & Policy, vol. IV, 2011, pp. 15-36.

地球工程是一個(gè)跨越科學(xué)、倫理、政治、經(jīng)濟(jì)、文化和環(huán)境之間邊界的棘手且復(fù)雜的問題。這種問題通常被視為“棘手問題”。該術(shù)語最初由社會(huì)學(xué)家Rittel和Webber在社會(huì)政策領(lǐng)域提出，在社會(huì)政策領(lǐng)域中，由于持有不同觀點(diǎn)的利益相關(guān)者無法就問題的明確定義達(dá)成共識(shí)，也無法對(duì)相關(guān)知識(shí)達(dá)成一致意見，又或者相關(guān)規(guī)范和價(jià)值觀受到多方挑戰(zhàn)，因此使得這一領(lǐng)域無法采用純粹的科學(xué)合理方法（a purely scientific-rational approach cannot be applied because there is no consensus of the clear definition of the problem, no agreement on the relevant knowledge or the norms and values at stake due to diあering perspectives of stakeholders）。2Horst W. J. Ritt and Melvin M. Webber, Dilemmas in a General Theory of Planning, Policy Sciences, vol. 4, 1973, pp.155-169.“棘手問題”（wicked problem）即由于不完整、相互矛盾和不斷變化的要求（且往往難以識(shí)別）而導(dǎo)致難以或者根本無法解決的問題。Wicked一詞并不意味著有害，而是代表問題的復(fù)雜性和對(duì)解決方案的某種內(nèi)生抵制。3Australian Public Service. Tackling Wicked Problems, Routledge: Barton, Australia, 2010.此外，由于問題各個(gè)復(fù)雜方面相互依賴性，解決問題某一方面的努力可能會(huì)遭到反對(duì)或產(chǎn)生負(fù)面影響，觸發(fā)其他方面或領(lǐng)域的其他問題。

地球氣候是一個(gè)復(fù)雜的自適應(yīng)系統(tǒng)（complex adaptive system）。復(fù)雜的自適應(yīng)系統(tǒng)被定義為“許多主體并行作用，不斷地作用于其他主體及對(duì)其他主體正在做的事情做出反應(yīng)的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)的整體行為是許多個(gè)體主體每時(shí)每刻做出的大量決策的疊加結(jié)果”。4John Henry Holland, Hidden Order: How Adaptation Builds Complexity, Addison-Wesley: Reading, MA, USA, 1995.此外，地球是一個(gè)復(fù)雜的整體，包含各種周期、循環(huán)和平衡。不同的周期涉及不同的時(shí)間和地質(zhì)尺度。在某個(gè)時(shí)間和地點(diǎn)干預(yù)某一周期或平衡可能會(huì)導(dǎo)致其他周期或平衡的短期、長期或延遲的危機(jī)。地球工程作為行星尺度的氣候操縱將導(dǎo)致對(duì)地球周期的干預(yù)，引發(fā)不同層面的負(fù)面影響。對(duì)于這樣一個(gè)復(fù)雜的自適應(yīng)系統(tǒng)，不同周期的并發(fā)變化將可能導(dǎo)致實(shí)質(zhì)性系統(tǒng)變化的新屬性。

二、地球工程的棘手性和復(fù)雜性

本文通過六個(gè)主要論點(diǎn)闡述了地球工程的棘手性和復(fù)雜性：復(fù)雜的跨界反饋，經(jīng)濟(jì)承受能力，決策標(biāo)準(zhǔn)，利益和價(jià)值觀沖突，缺乏中央治理機(jī)構(gòu)，以及決策中的“燕尾服謬誤”。六個(gè)主要論點(diǎn)的討論試圖概述為什么地球工程會(huì)給人類帶來挑戰(zhàn)和機(jī)遇，以及為什么它應(yīng)被視為一個(gè)“棘手問題”。以下各節(jié)將討論人與環(huán)境系統(tǒng)的內(nèi)在反饋與聯(lián)系，客觀評(píng)估地球工程干預(yù)成功與否的難度，利益和價(jià)值觀沖突以及缺乏中央治理機(jī)構(gòu)的問題。因此，地球工程政策決策應(yīng)考慮風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)間尺度，并考慮成本、倫理、治理等其他因素。

（一）人類-環(huán)境系統(tǒng)中復(fù)雜的跨界反饋

人類-環(huán)境系統(tǒng)（Human-Environment System, HES）的概念涉及兩個(gè)不同的系統(tǒng)，它們相互依賴和相互影響，反映了與人類相關(guān)或受其影響的所有環(huán)境和技術(shù)系統(tǒng)。1Roland W. Scholz and Claudia Binder (eds.), The Paradigm of Human-Environment Systems, ETH: Zurich, Switzerland,2003.有人認(rèn)為，這種相互關(guān)系在不同的情境下往往并不是對(duì)稱的，但相互影響對(duì)HES系統(tǒng)的兩個(gè)子系統(tǒng)中至少其中一個(gè)子系統(tǒng)是有益或必要的。人類決策以及反饋環(huán)的短期和長期環(huán)境影響將直接影響HES系統(tǒng)的演變。有關(guān)HES系統(tǒng)框架的詳細(xì)描述可見瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院羅蘭德·斯科茨（Roland Scholz）教授的文章。2Roland W. Scholz and Claudia Binder, The HES Framework, in Roland W. Scholz (ed.), Environmental Literacy in Science and Society: From Knowledge to Decisions, Cambridge University Press: Cambridge, UK, 2011, pp. 453-462.通過重新審視HES系統(tǒng)（其中社會(huì)和生態(tài)方面在多個(gè)時(shí)間和空間尺度上相互作用），可更好地理解全球和地方環(huán)境問題。3Toward a Science of Sustainability: Report from Toward a Science of Sustainability Conference, Airlie Center,Warrenton, Virginia, 29 November-2 December 2009; Center for International Development at Harvard University: Cambridge,MA, USA, 2010.

為了理解地球工程對(duì)氣候反饋系統(tǒng)的干預(yù)及其對(duì)HES系統(tǒng)的影響，本文采用了斯科茨教授開發(fā)的HES系統(tǒng)框架來輔助理解本文中的以下創(chuàng)新論點(diǎn)，以便詳細(xì)研究反饋環(huán)。圖1說明人類-環(huán)境關(guān)系中包含不同時(shí)間尺度的初級(jí)和各種次級(jí)反饋環(huán)。假設(shè)t0時(shí)的人類決策遵循各主體面向目標(biāo)的決策規(guī)則。那么，在t0時(shí)人類某項(xiàng)行動(dòng)之后，人類主體感知到（t0 + t）時(shí)的初級(jí)環(huán)境反饋進(jìn)行適應(yīng)性決策和反應(yīng)，如圖中箭頭形成的內(nèi)循環(huán)F1 =（1，2，3）則代表了初級(jí)反饋，但是，它與二階或三階的各種次級(jí)反饋環(huán)進(jìn)行耦合，例如F2（1，4，6，9）和F3（7，8，1）。因此，斯科茨教授得出結(jié)論，次級(jí)反饋環(huán)包括三種類型：F1，即意外變化的次級(jí)反饋（secondary feedback of unintended changes）；F2，即引發(fā)（人類）學(xué)習(xí)的次級(jí)反饋（secondary feedback loop of learning）；F3，即引發(fā)人類反省的次級(jí)反饋（secondary feedback loop of self-reflection）。通常，次級(jí)反饋環(huán)是指在t0 + T時(shí)的延遲和長期環(huán)境影響，其中T可能代表數(shù)十年甚至更長的時(shí)間?！皩W(xué)習(xí)”（learning）的概念被嵌入到HES系統(tǒng)框架中，特別是通過F2，大尺度實(shí)質(zhì)性環(huán)境變化促使人類對(duì)環(huán)境系統(tǒng)和自身行為的學(xué)習(xí)。人類主體通過評(píng)估和學(xué)習(xí)環(huán)境系統(tǒng)中的影響來學(xué)習(xí)和調(diào)整他們的行為和決策，進(jìn)而建立自己的環(huán)境意識(shí)。需要指出的是，在t0 + T時(shí)的延遲性長期環(huán)境影響可能對(duì)人類系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的負(fù)面影響，例如全球變暖的結(jié)果。受HES系統(tǒng)框架理論的啟發(fā)，本文借鑒了HES系統(tǒng)框架中的反饋環(huán)理論，以下有創(chuàng)新性地闡述了對(duì)地球工程干預(yù)過程的分析，以引入“風(fēng)險(xiǎn)時(shí)間尺度”的新概念。

圖1. 人類-環(huán)境相互作用中的初級(jí)和各次級(jí)反饋環(huán)（來源：Scholz，2003）

增強(qiáng)的溫室效應(yīng)分別通過氣候系統(tǒng)與生物圈和技術(shù)圈之間的復(fù)雜反饋環(huán)產(chǎn)生影響。氣候變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人類產(chǎn)生影響，同時(shí)進(jìn)一步引發(fā)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的反饋。

地球工程，被定義為“有意大規(guī)模操縱行星環(huán)境，以對(duì)抗氣候變化的人為影響”，隱含地承認(rèn)人類本身可能通過其經(jīng)濟(jì)活動(dòng)（因?yàn)榻?jīng)濟(jì)活動(dòng)是人類文明與發(fā)展的基礎(chǔ)）成為這種“有意大規(guī)模操縱”的執(zhí)行者，并且也是最主要的利益相關(guān)者。在人類本位說假設(shè)（Anthropocentrism assumption）的背景下，我們可能有興趣思考地球工程如何影響人類自身，尤其是從風(fēng)險(xiǎn)時(shí)間尺度的角度。如果我們比較反饋系統(tǒng)中的干預(yù)階段，就可以診斷出這一點(diǎn)，如圖2所示。對(duì)SRM的常見批判包括了：（1）它只處理氣候變化的癥候，特別是增溫，而未解決大氣中溫室氣體濃度的根源；1Timothy M. Lento and Naomi E. Vaughan, Geoengineering Responses to Climate Change, Geoengineering Responses to Climate Change: Selected Entries from the Encyclopedia of Sustainability Science and Technology, Springer: New York, NY,USA, 2013.（2）它沒有解決海洋酸化問題；2Alan Robock, Luke Oman and Georgiy L. Stenchikov, Regional Climate Responses to Geoengineering with Tropical and Arctic SO2 Injections, Journal of Geophysical Research, vol. 113, 2008; Martin Bunzl, Geoengineering Harms and Compensation, Stanford Journal of Law, Science & Policy, vol. IV, 2011, pp. 70-76.（3）向平流層注入SO2Alan Robock, Luke Oman and Georgiy L. Stenchikov, Regional Climate Responses to Geoengineering with Tropical and Arctic SO2 Injections, Journal of Geophysical Research, vol. 113, 2008; Martin Bunzl, Geoengineering Harms and Compensation, Stanford Journal of Law, Science & Policy, vol. IV, 2011, pp. 70-76.可能進(jìn)一步導(dǎo)致臭氧消耗；3Susan Solomon, Stratospheric Ozone Depletion: A Review of Concepts and History, Reviews of Geophysics, vol. 37,1999, pp. 275-316.（4）白天的天空會(huì)顯著變白；4Alan Robock, 20 Reasons Why Geoengineering May be a Bad Idea, Bulletin of the Atomic Scientists, vol. 64, 2008, pp. 14-18; Ben Kravitz, Alan Robock, Luke Oman, Georgiy Stenchikov and Allison B. Marquardt, Sulfuric Acid Deposition from Stratospheric Geoengineering with Sulfate Aerosols, Journal of Geophysical Research, vol. 114, 2009.（5）增加酸沉降；5Michael I. Budyko, The Earth’s Climate, Past and Future, Academic: New York, NY, USA, 1982.（6）太陽能發(fā)電所需的日照減少；6Alan Robock, 20 Reasons Why Geoengineering may be a Bad Idea, Bulletin of the Atomic Scientists, vol. 64, 2008, pp. 14-18.等等。這些列舉的SRM缺點(diǎn)是從負(fù)面效應(yīng)（side-eあect）而非從人類-環(huán)境系統(tǒng)中地球工程與人類利益關(guān)系的角度討論的潛在負(fù)面影響。

然而，我們?cè)谶@里探討的CDR相較于SRM的優(yōu)勢可為我們的戰(zhàn)略決策提供另一種辯證的觀點(diǎn)。我們將CDR和SRM干預(yù)納入改編自邁克爾·科蒙（Michael Common）1Michael Common and Sigrid Stagl, Ecological Economics: An Introduction, Cambridge University Press: Cambridge,UK, 2005.的人類-氣候反饋系統(tǒng)中，基于耦合的人類-氣候系統(tǒng)的特定視角對(duì)“利益與災(zāi)難的接近度”（proximity of stake to catastrophe）這一本文首次提出的概念進(jìn)行評(píng)估。我們將“利益與災(zāi)難的接近度”這一新概念定義為“風(fēng)險(xiǎn)與利益相關(guān)者相距多遠(yuǎn)，以及從災(zāi)難（重大意外變化）發(fā)生到最終破壞利益將需要多長時(shí)間”（how much distance a risk stays from the stakeholder and how long it will take if a catastrophe (dramatic unintended change) happens and finally destroys the stake）。

圖2. 人類-氣候反饋系統(tǒng)框架中的地球工程干預(yù)階段（原創(chuàng)分析）

圖2顯示了人類-氣候反饋系統(tǒng)框架中的地球工程干預(yù)階段。該圖的拓?fù)浣M織基于主要子系統(tǒng)基本因果關(guān)系和影響氣候變化的主要活動(dòng)。每個(gè)方框代表人類-氣候系統(tǒng)的子系統(tǒng)。 子系統(tǒng)之間的聯(lián)系（箭頭連接框）說明了從一個(gè)子系統(tǒng)到另一個(gè)子系統(tǒng)的直接影響力。基于對(duì)生物圈和技術(shù)圈中嵌入的氣候反饋系統(tǒng)的現(xiàn)有科學(xué)認(rèn)識(shí)，確定了拓?fù)浣M織和子系統(tǒng)之間的主要聯(lián)系。我們可以調(diào)整圖中方框的位置，并重組方框順序（1～7），但是，在氣候變化主題（“濃度”“碳匯”和“排放”均指GHG）下，子系統(tǒng)的主要聯(lián)系及其影響關(guān)系是穩(wěn)定不變的。如上所述，在圖2所示的氣候工程干預(yù)反饋系統(tǒng)中，人類（human）及經(jīng)濟(jì)（economy）被認(rèn)為是人類世（Anthropocene）的核心利益。由于SRM方法無法調(diào)整基本的溫室氣體濃度，因此SRM干預(yù)只能在“氣候”（climate）階段1指直接通過SRM的干預(yù)措施影響局部或全球的溫升，此處以“氣候”階段意指其并不能影響溫室氣體的濃度本身。（圖2中的方框5）發(fā)揮作用，它起到“快速輔助”降溫的作用。SRM通常對(duì)溫室氣體“排放”“碳匯”和“濃度”（從方框2到方框4）的影響不大。但是，CDR顧名思義旨在直接降低CO2濃度（方框4）。CDR方法干預(yù)覆蓋“排放”“碳匯”和“濃度”。生物燃料、可再生能源和“煙囪末端脫碳器”都是減少CO2Victor Brovkin, Vladimir Petoukhov, Martin Claussen, Eva Bauer, David Archer and Carlo Jaege, Geoengineering Climate by Stratospheric Sulfur Injections: Earth System Vulnerability to Technological Failure, Climatic Change, vol. 92,2008, pp. 243-259.“排放”（方框2）的減緩措施；土地利用管理以加強(qiáng)土地碳匯、海洋施肥以提高藻類對(duì)CO2的吸收，屬于“碳匯”（方框3）干預(yù)類別；碳捕集與封存（CCS）通常是降低CO2Victor Brovkin, Vladimir Petoukhov, Martin Claussen, Eva Bauer, David Archer and Carlo Jaege, Geoengineering Climate by Stratospheric Sulfur Injections: Earth System Vulnerability to Technological Failure, Climatic Change, vol. 92,2008, pp. 243-259.“濃度”（方框4）的直接手段。通過仔細(xì)審查圖2的人類-氣候反饋系統(tǒng)，我們可以發(fā)現(xiàn)利益（人類福祉和經(jīng)濟(jì)）“更易受”氣候本身干預(yù)（通過SRM干預(yù)）的影響。如圖2所示，“氣候”（方框5）與“人類”（方框7）和“經(jīng)濟(jì)”（方框1）在沒有緩沖機(jī)制的情況下，有直接聯(lián)系（即氣候變化對(duì)生活和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的影響），且又通過生物圈（方框6）產(chǎn)生間接聯(lián)系。這說明行星尺度的人為氣候調(diào)節(jié)行動(dòng)可能對(duì)主要利益相關(guān)者—人類及其經(jīng)濟(jì)—產(chǎn)生直接影響或快速的間接影響。干預(yù)階段與利益的接近度（即“風(fēng)險(xiǎn)時(shí)間尺度”）對(duì)人類福祉及其經(jīng)濟(jì)構(gòu)成了很大的潛在風(fēng)險(xiǎn)，特別是在行星尺度部署此類干預(yù)措施引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)或?yàn)?zāi)難時(shí)，采取補(bǔ)救措施為時(shí)已晚。SRM影響的不確定性及其無法消除氣候變化根源（溫室氣體）的根本性質(zhì)，以及由于意外情況（例如，因政治或經(jīng)濟(jì)意愿造成停止注入氣溶膠）而突然停止其運(yùn)行的高風(fēng)險(xiǎn)，甚至是大規(guī)模部署（例如，太空鏡反射太陽光和熱）出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)性故障，也可能由于這些行動(dòng)與利益的接近而對(duì)人類和社會(huì)造成巨大的災(zāi)難。因此，SRM地球工程手段的突然終止造成的影響正是有關(guān)是否應(yīng)該部署此類技術(shù)的擔(dān)憂之一；2Victor Brovkin, Vladimir Petoukhov, Martin Claussen, Eva Bauer, David Archer and Carlo Jaege, Geoengineering Climate by Stratospheric Sulfur Injections: Earth System Vulnerability to Technological Failure, Climatic Change, vol. 92,2008, pp. 243-259.3Andrew Ross and H Damon Matthews, Climate Engineering and the Risk of Rapid Climate Change, Environmental Resource Letters, vol. 4, 2009.政治或經(jīng)濟(jì)因素不穩(wěn)定導(dǎo)致SRM的突然取消，可能會(huì)嚴(yán)重增加危險(xiǎn)氣候變化（dangerous climate change）的風(fēng)險(xiǎn)（參見英國皇家學(xué)會(huì)2009年報(bào)告）。4Geoengineering the Climate, Royal Society: London, UK, 2009.假設(shè)在t0時(shí)采取地球工程行動(dòng)，預(yù)期的降溫效果應(yīng)在t0 + t1時(shí)發(fā)生。但是，由于不確定性和潛在的故障風(fēng)險(xiǎn)，意外的負(fù)面影響甚至災(zāi)難可能出現(xiàn)在 t0 + t1 + t’時(shí)。然而，CDR方法，也稱為長波地球工程，在“排放”（方框2）、“碳匯”（方框3）和“濃度”（方框4）領(lǐng)域發(fā)揮作用，但這些領(lǐng)域從全球變暖的角度來看與人類或經(jīng)濟(jì)沒有直接聯(lián)系（僅從氣候變化角度談）。從系統(tǒng)分析來講，只有當(dāng)這些領(lǐng)域影響“氣候”子系統(tǒng)（方框5）時(shí)，它們才會(huì)影響整個(gè)耦合的人類-氣候系統(tǒng)中的利益子系統(tǒng)（“人類”和“經(jīng)濟(jì)”）。雖然我們也應(yīng)該承認(rèn)“排放”也會(huì)導(dǎo)致其他類型的環(huán)境污染和人類健康危害（如PM2.5），但這里的推論只關(guān)注全球變暖的影響，僅從氣候變化的角度分析。其他類型的環(huán)境污染影響不在本文的討論范圍內(nèi)。

CDR干預(yù)方法優(yōu)于SRM的部分原因在于，它影響溫室氣體濃度這一全球變暖的根源，同時(shí)還在于它對(duì)人類社會(huì)和經(jīng)濟(jì)造成災(zāi)難的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小。這是因?yàn)槠湓诜答佅到y(tǒng)的上游實(shí)施干預(yù)，其影響必須通過所有其余步驟，即子系統(tǒng)（如方框所描繪）的擴(kuò)散鏈效應(yīng)，才最終觸及“人類”和“經(jīng)濟(jì)”，而這些過程和子系統(tǒng)的恢復(fù)力（resilience）可以抵消和弱化某些影響。因此，CDR干預(yù)的任何負(fù)面影響或意外影響需要通過具有緩沖效應(yīng)的多個(gè)過程和子系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)散，因此需要更長時(shí)間才能最終影響到人類，而SRM失效會(huì)引起重大的“氣候”子系統(tǒng)突然性負(fù)面影響，而利益體（人類與經(jīng)濟(jì)）更直接地暴露于“氣候”子系統(tǒng)的有害影響。更重要的是，從根源到影響，“濃度”子系統(tǒng)位于反饋系統(tǒng)中根源至影響過程的中間，具有緩沖效應(yīng)，特別是由于自然的自調(diào)節(jié)能力——恢復(fù)力，有時(shí)也稱為“蓋亞效應(yīng)”（the Gaia Eあect）。這種“緩沖效應(yīng)”的一個(gè)示例是，大氣CO2濃度升高和溫度升高增強(qiáng)了植物對(duì)CO2的吸收。例如，對(duì)于增加一倍的大氣CO2濃度，景天酸代謝（CAM）物種的生物量生產(chǎn)力可以提高35%。1Philippa Drennan and Park Nobel, Responses of CAM Species to Increasing Atmospheric CO2 Concentrations, Plant Cell and Environment, vol. 23, 2000, pp. 767-781.這個(gè)例子即是濃度增加則導(dǎo)致碳匯（carbon sink）增加的緩沖效應(yīng)。另一方面，如果“碳匯”變化導(dǎo)致“濃度”以及“氣候”子系統(tǒng)的根本變化，則該過程在一定程度上會(huì)減慢。但是，在“氣候”之后，利益（stake）則會(huì)暴露并受到直接影響。因此，在CDR干預(yù)引起的任何突然危險(xiǎn)最終觸及人類利益之前，“濃度”和“氣候”都是具有自身恢復(fù)及緩沖效應(yīng)的過程。考慮到CDR地球工程措施是在t0時(shí)實(shí)施，預(yù)期的降溫效果應(yīng)在t0 + t2時(shí)發(fā)生。由于復(fù)雜性和特殊風(fēng)險(xiǎn)故障引起的意外負(fù)面影響乃至更大的災(zāi)難可能出現(xiàn)在t0 + t2 + T’時(shí)。但由于反饋系統(tǒng)中的緩沖效應(yīng)，在災(zāi)難觸及人類社會(huì)之前仍需要相當(dāng)長的時(shí)間T。

從“利益與災(zāi)難的接近度”的角度來看，分析反饋系統(tǒng)會(huì)發(fā)現(xiàn)，CDR與SRM相比“不那么接近”人類利益。比較SRM（t0 + t1 + t’）和CDR（t0 + t2 + T’）中潛在災(zāi)難與利益的遠(yuǎn)近，我們認(rèn)為考慮到反饋系統(tǒng)中的緩沖效應(yīng)，T’ 通常比t’ 長。這導(dǎo)致CDR“利益與災(zāi)難的接近度”較低。“濃度”變化和“氣候”變化的緩沖效應(yīng)將為我們提供“一些時(shí)間”來采取其他緊急行動(dòng)，以防止CDR帶領(lǐng)我們走向錯(cuò)誤的方向。這里需要澄清的是，“利益與災(zāi)難的接近度”概念并不是要排除CDR失效導(dǎo)致災(zāi)難的可能性，也不是要比較CDR和SRM失效的有害影響大小。我們可以舉一個(gè)CDR失效導(dǎo)致相對(duì)快速的有害影響的示例：大規(guī)模碳捕獲與封存（CCS）失效。碳捕獲與封存（carbon capture and storage, CCS），作為一種CDR方法，需要一些存儲(chǔ)的CO2的地方。目前已有人提議將CO2存儲(chǔ)在洞穴系統(tǒng)中的地下，可能使用化石燃料開采而生成的地質(zhì)空間。如果這些大規(guī)模儲(chǔ)存地點(diǎn)發(fā)生故障或失效，就可能會(huì)迅速（從幾天到幾個(gè)月）導(dǎo)致大氣中CO2濃度發(fā)生變化，并最終對(duì)氣候條件產(chǎn)生重大影響。但是，CCS通常是一種相對(duì)分散的方法。因此，特定分散儲(chǔ)存的失效會(huì)在多大程度上影響全球CO2濃度及氣候是值得討論的問題。此外，即使地球上存在大規(guī)模的碳儲(chǔ)存，這種儲(chǔ)存的失效也意味著CO2的顯著“排放”（圖2中反饋系統(tǒng)的上游）。在影響觸及“氣候”子系統(tǒng)之前，這種突然“排放”的影響仍然必須通過“碳匯”和“濃度”等步驟的子系統(tǒng)（因此經(jīng)過緩沖效應(yīng)的約束）。而且，這種變化并不是一種線性過程。較高的CO2Cass R. Sunstein, Laws of Fear: Beyond the Precautionary Principle, Cambridge University Press: Cambridge, UK;New York, NY, USA, 2005.“濃度”也會(huì)引發(fā)更強(qiáng)的CO2Cass R. Sunstein, Laws of Fear: Beyond the Precautionary Principle, Cambridge University Press: Cambridge, UK;New York, NY, USA, 2005.吸收，這主要是由于大氣CO2Cass R. Sunstein, Laws of Fear: Beyond the Precautionary Principle, Cambridge University Press: Cambridge, UK;New York, NY, USA, 2005.濃度升高導(dǎo)致生物量生產(chǎn)力提高。因此，自然的緩沖效應(yīng)會(huì)抵消有害影響，讓人類有更多時(shí)間尋找其他補(bǔ)救措施，例如，臨時(shí)使用SRM或重新捕獲泄漏的CO2Cass R. Sunstein, Laws of Fear: Beyond the Precautionary Principle, Cambridge University Press: Cambridge, UK;New York, NY, USA, 2005.。事實(shí)是，這種“排放”的有害變化通過“碳匯”“濃度”“氣候”步驟（子系統(tǒng)）并最終觸及利益需要一定的時(shí)間T。但是，與CDR失效不同，SRM失效（例如，停止氣溶膠注入或太空鏡失效）將直接改變“氣候”溫度，利益也會(huì)因此受到直接影響。在耦合的人類-氣候反饋系統(tǒng)中，SRM失效沒有或極少會(huì)有“緩沖效應(yīng)”。

本文的創(chuàng)新論點(diǎn)（“利益與災(zāi)難的接近度”）并不是提供SRM或CDR失效的影響將多久觸及最終利益的數(shù)學(xué)量化或預(yù)測情景。這種影響擴(kuò)散的時(shí)間在很大程度上取決于影響本身的性質(zhì)和規(guī)模，以及受影響系統(tǒng)的自身狀況。特別是在復(fù)雜的自適應(yīng)氣候-人類系統(tǒng)中，t因子可能受到許多其他因素的影響。因此，本文試圖從一個(gè)相當(dāng)哲學(xué)的推理角度解釋，在這種反饋系統(tǒng)中定性地識(shí)別這種緩沖效應(yīng)和相應(yīng)的緩沖時(shí)間。因此，通過分析是否會(huì)產(chǎn)生緩沖效應(yīng)，可以概念化利益與SRM或CDR干預(yù)導(dǎo)致的潛在災(zāi)難的“接近度”。雖然針對(duì)“排放”“碳匯”和“濃度”的CDR干預(yù)可以發(fā)現(xiàn)許多“緩沖效應(yīng)”，但是一旦SRM地球工程干預(yù)失效，這種氣候-人類反饋系統(tǒng)中的自然“緩沖效應(yīng)”就很有限?？紤]到這種“緩沖效應(yīng)”和利益的脆弱性，本文對(duì)t’〈 T’給出了一般性的哲學(xué)解釋，建議將這種“利益與災(zāi)難的接近度”作為一項(xiàng)原則，與其他原則一起納入地球工程決策過程中。從這個(gè)意義上講，我們得出結(jié)論，如果CDR無法正常發(fā)揮作用，可以將SRM作為備選方案，以補(bǔ)救CDR干預(yù)的負(fù)面影響。

“利益與災(zāi)難的接近度”概念給出了SRM或CDR失誤的“風(fēng)險(xiǎn)時(shí)間尺度”解釋，因此表明CDR優(yōu)于SRM，因?yàn)榍罢叩臑?zāi)難與利益之間有更多的緩沖，災(zāi)難“不那么趨近”利益。雖然這種哲學(xué)視角對(duì)人類-氣候系統(tǒng)的負(fù)面影響（災(zāi)難）給予了預(yù)防性的關(guān)注，但有的人可能會(huì)以t因子對(duì)有益效果的影響為由，對(duì)“利益與災(zāi)難的接近度”原則提出質(zhì)疑。由于相同的緩沖及通過緩沖的時(shí)間成本，CDR干預(yù)產(chǎn)生有益效果的速度可能比SRM干預(yù)更慢。乍看之下，這種說法似乎是削弱“利益與災(zāi)難的接近度”概念。然而，仔細(xì)分析這種權(quán)衡會(huì)發(fā)現(xiàn)，由于眾所周知的“核心預(yù)防原則”（core precautionary principle）1Stephen M. Gardiner, A Core Precautionary Principle, Journal of Political Philosophy, vol. 14, 2006, pp. 33-60.，以及Sunstein提出的或多或少同等的“預(yù)防災(zāi)難原則”（anticatastrophe principle）2Cass R. Sunstein, Laws of Fear: Beyond the Precautionary Principle, Cambridge University Press: Cambridge, UK;New York, NY, USA, 2005.，地球工程決策相對(duì)來說并不太關(guān)注有益效果影響的t因子。在某種程度上，“核心預(yù)防原則”被廣泛接受并用作氣候變化減緩或適應(yīng)政策的合理決策原則。3Stephen M. Gardiner, Ethics and Global Climate Change, Ethics, vol. 114, 2004, pp. 555-600; Henry Shue, Deadly Delays, Saving Opportunities: Creating a More Dangerous World? in Stephen M. Gardiner (ed.), Climate Ethics: Essential Readings, Oxford University Press: New York, NY, USA, 2010, pp. 146-162.一般而言，預(yù)防原則可幫助我們做出氣候決策，特別是在高不確定性的情況下，避免最嚴(yán)重的危害（災(zāi)難）。在SRM和CDR之間進(jìn)行選擇時(shí)，“利益與災(zāi)難的接近度”應(yīng)該比“利益與有益效果的接近度”更值得關(guān)注，這符合核心預(yù)防原則。值得澄清的是，我們并不支持所謂的“超保守預(yù)防原則”（ultraconservative precautionary principle），因?yàn)樗鼜母旧虾雎粤擞幸嫘Ч?。通過優(yōu)先考慮“利益與災(zāi)難的接近度”，我們從防止傷害的角度（在危害和利益都不確定的情況下）接近于“核心預(yù)防原則”。預(yù)防原則遵循最大化最小值規(guī)則（the maximin rule），這是不確定情況下做出決策的一般原則。1Duncan Luce and Howard Raiあa, Games and Decisions: Introduction and Critical Survey, Wiley: New York, NY, USA,1957.簡而言之，“在一組備選方案中合理優(yōu)先選擇最大化最小可能收益的方案”。這個(gè)最大化最小值規(guī)則可以幫助我們對(duì)CDR和SRM的一組備選方案有一個(gè)更深入的認(rèn)識(shí)。因此，當(dāng)我們簡單比較每個(gè)方案的最小可能收益時(shí)，CDR（較慢的收益效果，但不那么接近災(zāi)難）則會(huì)優(yōu)于SRM（更快的收益效果，但更接近災(zāi)難）。因此，根據(jù)預(yù)防原則和最大化最小值規(guī)則，我們應(yīng)該從預(yù)防災(zāi)難的視角將“利益與災(zāi)難的接近度”這一創(chuàng)新原則納入決策過程中。

（二）我們能負(fù)擔(dān)得起嗎？

雖然前一節(jié)的討論表明CDR從“解決全球變暖根源”角度和“反饋環(huán)系統(tǒng)”的角度來看都優(yōu)于SRM，但本節(jié)討論的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)能力角度可能會(huì)使得我們得出相反的結(jié)論?？偟膩碚f，調(diào)整反射率的成本要低于減排。2Justin McClellan, David W Keith and Jay Apt, Cost Analysis of Stratospheric Albedo Modification Delivery Systems,Environmental Research Letters, vol. 7, 2012.根據(jù)溫室效應(yīng)升溫政策建議專家組（Panel of Policy Implications of Greenhouse Warming）的計(jì)算，向平流層注入SO2氣溶膠減少每噸CO2僅需花費(fèi)幾便士而已。3Scott Barrett, The Incredible Economics of Geoengineering, Environmental and Resource Economics, vol. 39, 2007, pp.45-54.這就引出了緩解成本（COM）作為地球工程經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的概念：美元/噸減排量（$/tc）。Keith指出，向海洋中注入CO2（$50-150/tc），向地下注入CO2（$50-150/tc），以及通過集約林業(yè)捕獲碳（$10-100/tc）的緩解成本最高，而通過向平流層注入SO2Justin McClellan, David W Keith and Jay Apt, Cost Analysis of Stratospheric Albedo Modification Delivery Systems,Environmental Research Letters, vol. 7, 2012.氣溶膠進(jìn)行直接光學(xué)散射增加反射率的緩解成本最低（〈〈$1/tc）。因此，緩解成本被用作一個(gè)明確的參數(shù)來比較地球工程與常規(guī)減排以及不同地球工程方法的成本。4David W. Keith, Geoengineering the Climate: History and Prospect, Annual Review of Energy and the Environment, vol.25, 2000, pp. 245-284.地球工程和緩解成本有兩個(gè)特征。首先，調(diào)整反射率緩解（albedo mitigation）方法的成本并不取決于當(dāng)前人為排放的規(guī)?；蛟鏊?。我們可以利用比氣候變化人為影響力度高幾倍的反射率緩解效率來實(shí)現(xiàn)地球降溫。其次，反射率緩解成本很低，這種方法可能對(duì)那些希望以廉價(jià)方式取得環(huán)境效益的國家最具吸引力。因此，這些國家在必要時(shí)就會(huì)部署反射率地球工程（albedo geoengineering）。一個(gè)國家可以通過地球工程，特別是調(diào)整反射率來抵消溫室氣體排放的影響，但這也會(huì)導(dǎo)致問題轉(zhuǎn)移和道德風(fēng)險(xiǎn)。5Geoengineering the Climate, Royal Society: London, UK, 2009; John Virgoe, International Governance of a Possible Geoengineering Intervention to Combat Climate Change, Climatic Change, vol. 95, 2009, pp. 103-119.存在更快的SRM解決方案則甚至可能會(huì)削弱CO2減排的雄心或增加減排失敗的可能性。全球變暖效應(yīng)的根源并未因此而消除；升溫效應(yīng)也僅僅是被暫時(shí)抑制住，到未來某個(gè)時(shí)間點(diǎn)，當(dāng)?shù)厍蚬こ淘谛〕叨确秶鷥?nèi)不再起作用時(shí)，這種升溫效應(yīng)就會(huì)反彈爆發(fā)。此外，這些單方面行動(dòng)往往將問題轉(zhuǎn)移到另一個(gè)國家。因此，CO2Kurt Zenz House, Antonio C. Baclig, Manya Ranjan, Ernst A. van Nierop, Jennifer Wilcox and Howard J. Herzog,Economic and Energetic Analysis of Capturing CO2 from Ambient Air, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 108, 2011, pp. 20428-20433.減排需要前所未有的國際集體努力，而這意味著不僅需要為減排技術(shù)和過程本身提供巨額預(yù)算，還需要開發(fā)合作監(jiān)測系統(tǒng)，這也可能創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)并對(duì)社會(huì)產(chǎn)生有益影響。

據(jù)估計(jì)，到2100年，太陽光散射技術(shù)（sunlight scattering）每年僅需耗資10億美元來抵消全球變暖影響。因此，反射率地球工程被廣泛認(rèn)為是低成本的技術(shù)。向平流層注入SO2氣溶膠減少每噸CO2Kurt Zenz House, Antonio C. Baclig, Manya Ranjan, Ernst A. van Nierop, Jennifer Wilcox and Howard J. Herzog,Economic and Energetic Analysis of Capturing CO2 from Ambient Air, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 108, 2011, pp. 20428-20433.僅需花費(fèi)幾便士而已；二氧化碳捕獲和儲(chǔ)存技術(shù)將大大減少燃煤發(fā)電排放，但成本將在$100-150/tc之間，具體取決于所使用的技術(shù)。1Ralph E. H. Sims, Hans-Holger Rogner and Ken Gregory, Carbon Emission and Mitigation Cost Comparisons Between Fossil Fuel, Nuclear and Renewable Energy Resources for Electricity Generation, Energy Policy, vol. 31, 2003, pp. 1315-1326.House等人甚至聲稱工業(yè)空氣捕獲（IAC）計(jì)劃從大氣中捕獲的CO2Kurt Zenz House, Antonio C. Baclig, Manya Ranjan, Ernst A. van Nierop, Jennifer Wilcox and Howard J. Herzog,Economic and Energetic Analysis of Capturing CO2 from Ambient Air, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 108, 2011, pp. 20428-20433.的成本約為$1000/噸，他們將此描述為類似于金融海嘯。2Kurt Zenz House, Antonio C. Baclig, Manya Ranjan, Ernst A. van Nierop, Jennifer Wilcox and Howard J. Herzog,Economic and Energetic Analysis of Capturing CO2 from Ambient Air, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 108, 2011, pp. 20428-20433.特別是對(duì)于工業(yè)排放CO2捕獲意味著需要在世界各地部署大量的新基礎(chǔ)設(shè)施?；A(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的改造也將導(dǎo)致成本的顯著增加。這兩者之間的差異是巨大的，因此我們面臨著兩難選擇：我們有CO2Kurt Zenz House, Antonio C. Baclig, Manya Ranjan, Ernst A. van Nierop, Jennifer Wilcox and Howard J. Herzog,Economic and Energetic Analysis of Capturing CO2 from Ambient Air, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 108, 2011, pp. 20428-20433.捕獲的較好方案，這種方案具有更高的確定性，但成本更高；我們負(fù)擔(dān)得起的太陽輻射管理，卻具有高度不確定性。

（三）成本效益是否為唯一標(biāo)準(zhǔn)？

如上所述，與其他方法相比，針對(duì)氣溶膠地球工程（屬于SRM的一種），與其將帶來的效益相比所耗費(fèi)的成本基本上是微乎其微的。批判者指出，CO2減排地球工程的成本過于高昂，我們可以利用現(xiàn)有預(yù)算來補(bǔ)貼或投資可再生能源系統(tǒng)而非長波地球工程。但是，仍有學(xué)者對(duì)氣溶膠地球工程的成本需求持懷疑態(tài)度。他們指出，一旦氣溶膠耗盡，突然爆發(fā)的不良?xì)夂蜃兓绊戇€將同時(shí)伴隨金融危機(jī)。3Marlos Goes, Nancy Tuana and Klaus Keller, The Economics (or Lack Thereof) of Aerosol Geoengineering, Climatic Change, vol. 109, 2011, pp. 719-744.雖然向平流層注入氣溶膠的成本相對(duì)較低，但如果氣溶膠地球工程的快速輔助導(dǎo)致“倫理風(fēng)險(xiǎn)”并推遲我們的經(jīng)濟(jì)脫碳議程，那么人類可能會(huì)事實(shí)上積累未來成本。如果成本效益是唯一的標(biāo)準(zhǔn)，傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)家將主張選擇最經(jīng)濟(jì)的解決方案來應(yīng)對(duì)氣候變化。氣溶膠地球工程通常由于低成本而變得更加經(jīng)濟(jì)可行，但這可能破壞CO2減排的共識(shí)和努力。在這種情況下，地球工程會(huì)引起對(duì)化石燃料依賴不減的“反彈效應(yīng)”（rebound eあect）。

無論是否可以以邊際成本部署某種地球工程技術(shù)，剩下的問題是成本效益是否為指導(dǎo)我們決策的唯一標(biāo)準(zhǔn)。其他一些道德問題也值得我們審慎思考——例如，社會(huì)公平、環(huán)境倫理、敵對(duì)勢力利用風(fēng)險(xiǎn)以及如何應(yīng)對(duì)權(quán)威。關(guān)于地球工程和CO2減排的一個(gè)棘手的爭論是，許多地球工程技術(shù)打算在行星尺度內(nèi)向環(huán)境中添加新的物質(zhì)（如氣溶膠地球工程、甚至是在太空中放置擋光板），而CO2William D. Nordhaus and Joseph Boyer, Warming the World, MIT Press: Cambridge, MA, USA, 2000.減排的目的是將一些“廢物”（溫室氣體）帶出環(huán)境。我們是否允許向行星環(huán)境中添加新的物質(zhì)？有些人可能會(huì)說我們已經(jīng)如此折磨我們的環(huán)境，我們是否應(yīng)該留有同理心和人性來讓自然通過自身的“蓋亞效應(yīng)”進(jìn)行自我修復(fù)？行星尺度內(nèi)持續(xù)的人為改造是否會(huì)使得地球系統(tǒng)更加脆弱？氣候系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的自適應(yīng)系統(tǒng)，而地球工程的干預(yù)可能會(huì)進(jìn)一步加劇氣候系統(tǒng)的復(fù)雜性。正如阿什比“必要的多樣性”定律（Ashby’s Law of Variety）所揭示的那樣，“控制系統(tǒng)可用行動(dòng)的種類越多，它能夠補(bǔ)償?shù)臄_動(dòng)種類越多”，但我們可以承受氣候系統(tǒng)中增加多少復(fù)雜性和多樣性？即使我們?nèi)萑掏ㄟ^地球工程向環(huán)境中增加新的物質(zhì)來調(diào)節(jié)氣候，這些添加的新物質(zhì)也會(huì)在氣候中停留很長的時(shí)間。我們又如何得知我們的子孫后代對(duì)于干預(yù)自然系統(tǒng)這一問題是否與我們持有相同的倫理態(tài)度或容忍度？

（四）利益和價(jià)值觀沖突

本節(jié)闡述了不同利益相關(guān)者（甚至來自不同領(lǐng)域）之間公平問題與價(jià)值觀沖突兩難的“棘手性”。行星尺度特定地球工程方法的影響可以采用不同學(xué)者使用的各種氣候模型來估算，這有時(shí)會(huì)得出不同的結(jié)果。不同權(quán)威對(duì)全球氣候也會(huì)持有不同的看法。Robock的模型表明，在全球部署SRM之后，撒哈拉以南非洲地區(qū)甚至?xí)友谉岷透珊担溆绊懕热蜃兣旧硪獓?yán)重得多。1Alan Robock, Luke Oman and Georgiy L. Stenchikov, Regional Climate Responses to Geoengineering with Tropical and Arctic SO2 Injections, Journal of Geophysical Research, vol. 113, 2008.雖然SRM可能會(huì)對(duì)撒哈拉以南非洲地區(qū)造成這種負(fù)面影響，但它也可能帶來環(huán)境效益，例如，通過改造顆粒來阻擋有害的紫外線輻射。那么沒有紫外線的區(qū)域是不是以撒哈拉以南非洲地區(qū)成為輸家（loser）為代價(jià)而享受到環(huán)境效益？此外，雖然阻擋了紫外線，但也會(huì)產(chǎn)生臭氧消耗。目前尚不確定哪些影響會(huì)出現(xiàn)在地方和全球?qū)用嫔?。俄羅斯、加拿大和北歐國家可能已經(jīng)受益于全球變暖，并支持這一趨勢的繼續(xù)發(fā)展。2William D. Nordhaus and Joseph Boyer, Warming the World, MIT Press: Cambridge, MA, USA, 2000.但是，在印度的一些地區(qū)，太陽輻射達(dá)到世界最強(qiáng)水平，因此印度可能會(huì)想要降一些溫。如果印度向平流層注入SO2氣溶膠，降溫效果不僅會(huì)破壞俄羅斯因全球變暖收益的環(huán)境效益，而且注入大氣的氣溶膠顆粒將因?yàn)榇髿饬鲃?dòng)被運(yùn)往極地，并可能導(dǎo)致俄羅斯出現(xiàn)酸雨。那么印度是否應(yīng)該補(bǔ)償北方國家受到的環(huán)境影響？在這兩種情況下，北方國家都是贏家嗎，要么農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受益于全球變暖，要么獲得相比之下欠發(fā)達(dá)的印度的補(bǔ)償？

因此，地球工程往往因其負(fù)面影響而飽受詬病。部分原因是它通常在行星尺度實(shí)施，因此會(huì)干預(yù)全球生態(tài)系統(tǒng)中的各種地球循環(huán)。平流層氣溶膠可能導(dǎo)致天空變白和臭氧消耗。3Alan Robock, 20 Reasons Why Geoengineering May Be a Bad Idea, Bulletin of the Atomic Scientists, vol. 64, 2008, pp.14-18.海洋施肥也可能會(huì)引起負(fù)面影響，例如，海洋中溶解氧的減少和甲烷的增加，4Michelle Allsopp, David Santillo and Paul Johnston, A Scientific Critique of Oceanic Iron Fertilization as a Climate Change Mitigation Strategy, Greenpeace Research Laboratories: Exeter, UK, 2007.等等。

然而，所有這些原始的全球環(huán)境問題（如全球變暖本身、臭氧消耗等）和各種地球工程方法引起的負(fù)面影響（如天空變白、全球海洋溶解氧減少、全球酸沉降等），在很大程度上都是我們根本沒有任何加權(quán)機(jī)制進(jìn)行評(píng)估的行星尺度的影響。即使我們有這樣的一種加權(quán)評(píng)估機(jī)制，來自不同國家的科學(xué)家也可能自愿或迫于國內(nèi)政治壓力，以符合本國政權(quán)利益的不同方式，對(duì)這些影響的重要性進(jìn)行排序。這意味著盡管科學(xué)家或許能夠客觀地對(duì)地球工程的影響進(jìn)行排序，但實(shí)際上這些影響的排序也必然包含主觀因素。不同的人可能有不同的偏好。評(píng)估地球工程成效的科學(xué)嘗試包括“基于風(fēng)險(xiǎn)的框架”1Angus J. Ferraro, Andrew J. Charlton-Perez and Eleanor J. Highwood, A Risk-based Framework for Assessing the Eあectiveness of Stratospheric Aerosol Geoengineering, PLoS One, vol. 9, 2014.或其他“多標(biāo)準(zhǔn)”判斷2Rob Bellamy, Jason Chilvers, Naomi E. Vaughan and Timothy M. Lenton, “Opening up” Geoengineering Appraisal:Multi-criteria Mapping of Options for Tackling Climate Change, Global Environmental Change, vol. 23, 2013, pp. 926-937.。幾乎沒有任何全球機(jī)構(gòu)可以對(duì)地球工程進(jìn)行全面的環(huán)境影響評(píng)估。不同制度領(lǐng)域、不同政治利益和不同生態(tài)系統(tǒng)方面的沖突共同構(gòu)成了地球工程的棘手性和復(fù)雜性。因此，國際社會(huì)遠(yuǎn)未就地球工程全球共同議程達(dá)成一致。

（五）缺乏中央地球工程治理機(jī)構(gòu)

正如前一節(jié)所述，在不同尺度上部署的地球工程可能會(huì)對(duì)世界不同地區(qū)產(chǎn)生截然不同的影響。地球工程治理仍然充滿爭議。Ricke等人曾概述了地球工程的不同目標(biāo)和國際沖突的可能性。3Katharine L Ricke, Juan B Moreno-Cruz and Ken Caldeira, Strategic Incentives for Climate Geoengineering Coalitions to Exclude Broad Participation, Environmental Research Letters, vol. 8, 2013.太陽輻射管理治理倡議（SRMGI，2011年）表明，需要充分解決有關(guān)未來地球工程技術(shù)和治理機(jī)制可行性、優(yōu)勢和劣勢的不確定性。4Solar Radiation Management: The Governance of Research, The Solar Radiation Management Governance Initiative:Buckinghamshire, UK, 2011.SRMGI證明所謂“不插手”方法（“handsoあ” approach）和“更全面的治理框架”（more comprehensive governance framework）方法可被地球工程治理研究借鑒。Bodansky關(guān)注地球工程引發(fā)的基本治理問題，包括治理的可能職能、形式、對(duì)象和主體。5Daniel Bodansky, The Who, What, and Wherefore of Geoengineering Governance Climatic Change, 2013, p. 121, pp.539-551.與先前的賈米森原則（Jamieson Principles）和貝爾蒙特原則（Belmont Principles）一樣，牛津原則6Steve Rayner, Clare Heyward, Tim Kruger, Nick Pidgeon, Catherine Redgwell and Julian Savulescu, The Oxford Principles, Climatic Change, vol. 212, 2013, pp. 499-512.是地球工程治理最具影響力的原則之一。

與其他氣候變化解決方案（溫室氣體減排）不同，地球工程可以由某個(gè)國家根據(jù)自身利益單獨(dú)實(shí)施。那些受全球變暖影響的國家可能會(huì)將地球工程作為穩(wěn)定其自身地理邊界內(nèi)大氣溫度的緊急操縱工具，而受益于全球變暖的國家可能會(huì)利用地球工程強(qiáng)化而非散射太陽輻射。有關(guān)如何管理地球工程，以便不同利益相關(guān)者可以公平地應(yīng)對(duì)后果的問題一直備受爭議。由誰來確定何時(shí)、何地或是否應(yīng)該測試和部署地球工程方法？是否應(yīng)建立一個(gè)政府間機(jī)構(gòu)，由其來評(píng)估地球工程提案并監(jiān)測其在全球范圍內(nèi)的實(shí)施情況？此外，由于大多數(shù)地球工程方法會(huì)造成“贏家”和“輸家”，因此應(yīng)考慮全球治理是否應(yīng)引入基于因果責(zé)任或比較財(cái)富的補(bǔ)償機(jī)制。1Civil Society Report on Climate Change, CSCCC: London, UK, 2007.在早期階段確定“誰贏”和“誰輸”有助于推動(dòng)不同利益相關(guān)者有效、公平地管理地球工程的談判。比迪莎·班內(nèi)吉（Bidisha Banerjee）建議使用謝拉·加杉諾夫（Sheila Jasanoあ）提出的“謙遜技術(shù)”框架（“technology of humility”framework），促進(jìn)弱勢群體參與早期階段的談判與集體決策。2Sheila Jasanoあ, Technologies of Humility: Citizen Participation in Governing Science, Minerva, vol. 41, 2003, pp. 223-244.他認(rèn)為，不同利益相關(guān)者（如政策制定者、公民、科學(xué)家和非政府組織）在早期參與評(píng)估地球工程的分配影響，對(duì)于在政策制定過程中考慮弱勢群體的利益至關(guān)重要。3Bidisha Banerjee, The Limitations of Geoengineering Governance in a World of Uncertainty, Stanford Journal of Law,Science & Policy, vol. IV, 2011, pp. 15-36.缺乏中央地球工程治理機(jī)構(gòu)和參與性決策，只會(huì)導(dǎo)致全球集體地球工程實(shí)施的延遲。與此同時(shí)，由于各國可能都在等待其他國家邁出第一步，這可能會(huì)導(dǎo)致各政權(quán)產(chǎn)生雙曲貼現(xiàn)效應(yīng)（盡管他們認(rèn)識(shí)到全球變暖的壓倒性證據(jù)，但他們只是采取了側(cè)重于各自政權(quán)短期效益的政策措施，特別是與政治周期有關(guān)，且忽視了全球惡化的嚴(yán)重后果），最終，我們可能會(huì)耗盡時(shí)間。

（六）地球工程決策的“燕尾服謬誤”

在決策支持學(xué)科中，有這樣一種趨勢，即好像所有可能的結(jié)果都有合理可靠的概率估計(jì)一樣，這被稱為“燕尾服謬誤”（tuxedo fallacy）4Jan Kyrre Berg Olsen, Stig Andur Pedersen and Vincent F. Hendricks, A Companion to the Philosophy of Technology,Wiley-Blackwell: West Sussex, UK, 2009.。正如斯溫·奧夫·漢森（Sven Ove Hansson）所說，“它把所有的決定都當(dāng)作是在具有全面認(rèn)知條件下做出的，就像在輪盤賭桌上賭博一樣?！?Sven Ove Hansson, From the Casino to the Jungle, Synthese, vol. 168, 2008, pp. 423-432.對(duì)地球工程的許多現(xiàn)有批判都通過估算每種方案可能的終極影響，重點(diǎn)關(guān)注SRM和CDR中各種方案的負(fù)面影響。但是，SRM和CDR技術(shù)在作用方式、時(shí)間尺度和部署效率方面是不同的。面對(duì)這些多樣化和全新的技術(shù)，如何進(jìn)行理性決策以便在不同背景下選擇最有效的方案？工程決策需要考慮技術(shù)故障的概率。在許多情況下，人類獲得了在統(tǒng)計(jì)意義上充足的特定技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。在技術(shù)已經(jīng)成熟并且可從嚴(yán)重事故（例如，航空事故）中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的情況下，可以確定技術(shù)故障的概率。對(duì)于地球工程技術(shù)，我們或許能夠從小規(guī)模實(shí)驗(yàn)中了解失效的概率。例如，可以在實(shí)際上不在行星尺度注入氣溶膠的情況下評(píng)估技術(shù)。但是，如果不進(jìn)行全尺度部署，就無法了解其對(duì)全球氣候影響。而全尺度部署地球工程測試是非常困難和危險(xiǎn)的。6Alan Robock, Martin Bunzl, Ben Kravitz and Georgiy L. Stenchikov, A Test for Geoengineering? Science, vol. 38,2010, pp. 9-10.此外，在行星尺度部署的地球工程方法會(huì)操縱我們的氣候環(huán)境，因此任何事故都可能導(dǎo)致大規(guī)模的嚴(yán)重和不可逆轉(zhuǎn)的影響。在行星環(huán)境中對(duì)一些地球工程方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由此產(chǎn)生的潛在失效危害也將危及人類，更不用說是否相對(duì)掌握了相關(guān)技術(shù)（如碳捕獲技術(shù)），還是根本就是未經(jīng)測試的全新技術(shù)（如，在太空中放置擋光板，以減少到達(dá)地球的太陽能量）。未經(jīng)測試的全新技術(shù)與復(fù)雜的氣候系統(tǒng)之間的相互作用，決定了地球工程方法充滿不確定性?？茖W(xué)家很難在沒有統(tǒng)計(jì)記錄的情況下判斷事故風(fēng)險(xiǎn)（概率），而在選擇部署地球工程時(shí)給出任何主觀概率也是很危險(xiǎn)的。采用一些全新的地球工程技術(shù)就像進(jìn)入一個(gè)以前人類從未涉足的叢林。我們面臨各種地球工程方案的情況，與漢森所說的“燕尾服謬誤”中的賭場情形相比倒更像是步入未涉足的叢林。因此，決策者必須謹(jǐn)慎對(duì)待這種“燕尾服謬誤”。

三、結(jié) 語

本文討論了地球工程大規(guī)模技術(shù)干預(yù)氣候系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境及經(jīng)濟(jì)社會(huì)影響，并通過確定兩類主要的地球工程手段（SRM和CDR）在人類-氣候反饋系統(tǒng)各個(gè)階段的干預(yù)作用，從系統(tǒng)分析的角度進(jìn)一步總結(jié)了地球工程的棘手性和復(fù)雜性。從“利益與災(zāi)難的接近度”（proximity of stake to catastrophe）框架來看，CDR優(yōu)于SRM，因?yàn)槿绻行浅叨鹊牡厍蚬こ谈深A(yù)不當(dāng)而導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重危險(xiǎn)影響甚至是災(zāi)難，CDR會(huì)為人類預(yù)留更多的“緩沖時(shí)間”來采取緊急補(bǔ)救措施。這種系統(tǒng)觀點(diǎn)也與這兩種方法不同基本性質(zhì)的論證相一致。但是，由于大多數(shù)CDR措施的成本高于相對(duì)更經(jīng)濟(jì)的SRM措施，因此CDR相較于SRM在“利益與災(zāi)難的接近度”層面的相對(duì)優(yōu)勢并未能將其推上政策優(yōu)先議程。在當(dāng)前的政治和社會(huì)技術(shù)背景下，成本效益是否應(yīng)作為氣候決策唯一標(biāo)準(zhǔn)的問題已經(jīng)得到廣泛討論，與其他道德困境和相互沖突的利益交織在一起，使得地球工程的決策、管理和評(píng)估已成為一個(gè)棘手的問題。因此，本文討論了地球工程決策的“棘手性和復(fù)雜性”，從定義開始，到創(chuàng)新性地提出“利益與災(zāi)難的接近度”分析框架，再到強(qiáng)調(diào)全球治理尚無可接受的地球工程影響加權(quán)評(píng)估機(jī)制，而不同制度領(lǐng)域和政權(quán)又存在各種價(jià)值觀和利益沖突。為了最大限度減少不同利益相關(guān)者的沖突，本文建議建立一個(gè)政府間中央地球工程治理機(jī)構(gòu)，由其來解決地球工程棘手性和復(fù)雜性的部分問題。凱利·萊文（Kelly Levin）等提出的所謂“超級(jí)棘手問題”的四個(gè)特征1Kelly Levin, Benjamin Cashore, Steven Bernstein and Graeme Auld, Overcoming the Tragedy of Super Wicked Problems: Constraining Our Future Selves to Ameliorate Global Climate Change, Policy Sciences, vol. 45, 2012, pp. 123-152.，即“時(shí)間已經(jīng)不多了”，“沒有中央治理機(jī)構(gòu)”，“那些試圖解決問題的人也正是引起問題的人”和“雙曲貼現(xiàn)效應(yīng)”，已被納入本文的哲學(xué)論證和詳細(xì)闡述中。本文從地球工程對(duì)人類-氣候反饋系統(tǒng)的干預(yù)、經(jīng)濟(jì)可行性、社會(huì)影響、倫理和治理角度系統(tǒng)概述了地球工程的棘手性和復(fù)雜性，揭示了在當(dāng)前的社會(huì)政治技術(shù)背景下，地球工程決策是一個(gè)棘手且復(fù)雜的問題。