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乐白家:才能够让我们地球上的各种生物以及人

2020-01-06 00:18

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地球是我们人类赖以生存的家园,但是地球在宇宙之中其实也是存在着特殊性,尤其是地球存在的九个极限,也就是九个边界,这就九个边界分别为:酸性海洋,臭氧消耗,淡水,生物多样性,氮磷循环,土地利用,气候变化,化学污染,气溶胶超载。而到目前为止我们人类已经穿越了四个极限,可以说我们人类已经将地球改变了很多,而科学家最先公布研究报告指出,在未来或许我们人类还会不断的穿越和破坏剩下的五个极限,到那个时候我们人类就真的处在地球的危险边缘了。

遭受强热带气旋重创的南太平洋岛国瓦努阿图令人们再次关注气候变迁对人类生存家园环境的关注。据台湾“联合新闻网”3月17日报道,着名的瑞典自然资源管理专家洛克斯特伦在年初的《科学》期刊发表论文,指出人类已经搞砸地球四条防线:气候变迁,物种灭绝,生态体系里增加磷与氮,以及滥伐森林。

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导 读:

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洛克斯特伦说:“这个星球一直在为我们的作为充当缓冲器,对我们表现韧性,但是现在,我们可能有史以来头一次正在把地球从朋友变敌人。”他同时指出,在海洋酸化与淡水利用方面,还算安全,但在有毒烟雾的排放,与同温层臭氧破坏方面,离冲过界限已经不远。

由于人类直接或间接的干扰,如土地利用变化、土壤管理和土地退化,使得土壤在全球变化压力下变得愈加脆弱。土壤在生态系统服务供应中发挥着至关重要的作用,土壤所提供的各种生态系统服务之间的相互协同或抵消作用是土壤生态系统服务功能研究的主要内容。

2009年几位科学家最先发布的地球极限框架就是要完成这项任务。框架借鉴了尖端科学,以确定能让地球保持全新世状态的关键行星变化。

不过我们人类还是很幸运的,虽然我们人类从诞生到现在已经对地球做出来很多的改变,但是地球一直处于一个比较稳定的状态,所以我们地球还未像是很多预言家所预测的进入到了世界末日的倒计时。我们人类在地球上着最近数千年的发展过程中,对于地球的改变是巨大的,像是日常之中的砍伐森林还有各种农作物的种植都很大程度上对于地球进行了改变。

据报道,洛克斯特伦在2007年提出九大防线标准以来,地球大气层的温室气体浓度已增加到百万分之四百,气温与海平面也上升,干旱、水灾及其他气候灾难同时增加。

作者单位:南京农业大学农业资源与生态环境研究所

该框架为每项变化制定了边界--即量化极限--超出上述极限就有可能带来导致地球不适于人类生存的突发性变化。

在改变地球的同时我们人类也对于地球造成了很多的负面影响,像是造成地球很多地方的污染,大气、海洋、陆地等等,甚至是很多的动植物都出现了灭绝的现象,针对这些问题我们人类就需要学会保护地球维持地球的长远发展和稳定。

此前提出的地球生态可承受的9条安全界线,分别是气候变化、臭氧空洞、海洋酸化、生物多样性、土地使用、淡水资源使用、化学污染、大气污染和生物化学地球循环。

1全球变化下的土壤

这九大边界包括气候变化、臭氧层破坏、海洋酸化、干扰全球氮磷循环、土地利用变化、全球淡水应用、生物圈完整性、空气污染和一些全新因素。

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科学家如今讨论,在人类对地球造成偌大伤害之后,地球是不是已经从“全新世”进入“人类世”。

当前,地球处于人类纪,由于人类的繁衍及其经济的发展,一半以上的地球表面受到人为活动的强烈干扰和改变,包括农业的耕种、草原的放牧、城镇化土地占用、森林砍伐、工程建设、土壤污染等,这些干扰主要发生在大气到地下水的近地表系统特别是地表的薄层土壤,改变着地球的生物地球化学循环和地球生命的生境及生态协调。

令人担忧的是,我们在一月做出的确认这九大边界并对其进一步量化的最近一次更新表明人类已经越过了这九大边界中的四个:包括气候变化、氮和磷的使用、生物多样性的丧失和土地利用变化。

国外科学家最新研究发现,气候的变化以及人类造成的各种物种的大灭绝现象正在威胁着我们人类的家园。人类过度的开发山林以及砍伐森林造成了森林减少,土壤沙化还有各种空气,土壤的污染都对于地球的自然生态系统造成很大的破坏。

不过,天似乎尚未绝人之路。洛克斯特伦表示,还是有信心,人类能够和其中几条界限保持距离,其中的办法包括削减排碳、在非洲提升农业生产等,以舒缓森林滥伐和生物多样性的损失。

土壤侵蚀、生境破碎化、化学物质活化、物种消亡、温室气体浓度升高、气候变化改变了土壤水碳养分循环,从而改变了地球生物地球化学过程,对生态系统以及全球气候变化产生反馈作用。

文/约翰·罗克斯特伦(全球可持续发展学教授,斯德哥尔摩大学斯德哥尔摩应变中心主任) 凯特·拉沃斯(牛津大学环境变化研究所高级访问研究员,剑桥可持续发展领导力研究所高级研究员,罗马俱乐部会员)

我们人类进入全新世是从上一次的冰河结束时期开始,也就是从11700年开始的,这是以前的传统地质观念,一直到现在这种全新世都是在延续,真是由于全新世的的气候非常的稳定,才能够让我们地球上的各种生物以及人类很好的发展,而从那个时期我们人类就是从旧石器时代慢慢的发展到现在的高度文明时期,各种的先进智能设备极大的帮助了人类的发展,当然也推动了科技的发展。

他说:“只要有健全的增长架构,能消除贫穷与饥饿,以及增进卫生健康,就有希望。”

为满足未来几十年全球人口的快速增长对食物、纤维和能源的需求,植物和土壤的生产力必须不断提高,这将进一步给土壤带来压力。

斯德哥尔摩--人类的未来取决于能否把握住平衡。难度在于养活一百多亿人的同时保护地球的生命支持系统。

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人类需求的增加将导致越来越多的自然土地转变为粗放型管理土地和集约利用的农用地,同时还体现为对已有土地的高强度人为管理,例如增加养分和水的投入、增加收获次数等。

最近的科研发现让我们能更好地把握这种平衡。完成这项任务将是我们这代人肩负的伟大使命。

而现在虽然人类科技高度的发达,可是我们人类在地球上稳定的生活同时也受到了很大的威胁,这就是我们人类在发展过程中所造成的一些对于地球的破坏,尤其是大气之中的温室气体的含量越来越高,温度的升高,导致地球的气候变化边界被撕裂,我们人类现在面临着地球的惩罚,各种气候灾难频繁发生。

土地覆盖和利用的变化,如森林和自然草地开垦为牧场或农田,将移除生物量、改变植被、干扰土壤,进而导致土壤碳和养分的损失、土壤结构的改变以及地上、地下部生物多样性的变化。

人类历史上首次能够实实在在地结束贫困。我们有能力确保地球上每个人都拥有过上有尊严、有机遇生活所需的食物、水、住房、教育、医疗和能源。

科学家表示现在我们人类的对于地球的破坏已经非常的严重,尤其是南北两极的冰盖在不断的加速融化,频临边界点,不过面对这种情况,我们应该积极应对,并不是说现在就是世界末日的来临。

已有研究估计,人类已经至少改变了地球50%的无冰雪覆盖的陆地。森林砍伐已经导致了全球25%的土壤有机碳排放到大气中,而19502000年,中国东北和青藏高原等地区有1.3万km2的湿地开垦为农田,最终导致了近5.5Pg二氧化碳当量的土壤有机碳的损失。

但要想实现这一目标只有同时保护地球关键系统:包括气候、臭氧层、土壤、生物多样性、淡水、海洋、森林和空气。而上述系统正承受着前所未有的压力。

想要改善地球的环境,需要各国共同的努力,尤其是温室气体的排放,像是二氧化碳的排放,这样才能够让我们地球气候变化越来越恶劣的问题得到缓和,而且还需要我们减少对于森林的开发以及生物的杀戮,这样才能够减少各种物种的灭绝,从而更加丰富我们地球上各种生物的多样性。

在农田生产过程中,一些良好的集约化管理措施可以在保障产量的同时避免过多的土地开垦,例如,Burney等估计19612010年农田的集约化生产减免了约590Pg二氧化碳的排放。

过去一万年中,地球的气候一直相当稳定。全球气温升降不超过一摄氏度,生态系统也有着满足人类需求的足够弹性。这个被称为全新世的时期提供了人类文明崛起和繁荣所需的稳定。据我们所知只有这种状态才能确保上百亿民众生活得富裕繁荣。

一部分科学学者认为,我们地球的界限尤其是人类的不断增长,地球将不可避免的迎来地球资源耗尽的问题,但是我们必须要正视地球上的可利用空间现在几乎已经全部用完了,如此下去我们人类将无法继续的走向繁荣。

然而,农业措施的过度使用将大大增加环境风险,例如,农作物收获后,土壤中仍残留了50%60%的养分,后季的继续施用将可能导致营养元素进入水体中成为水体富营养化的主要污染源。

但人类已经成为改变地球生态系统的唯一最大力量,标志着世界进入到一个全新的地质时代,有人将其称之为人类世。

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在处理全球食物生产和供应的农业问题时,往往忽视土壤将如何适应这种需求。全球食物生产量还需要增加50%,土壤的农业耕作等将不断强化,地球上的土壤将日益处于风险和威胁之中。

科学家们尚未确定这个时代的确切起点,但可以追溯到大约1945年,当时现代工农业开始快速发展。

当然也有一部分研究学者认为,气候边界以及物种灭绝边界等等即便是被毁灭,即便我们人类所在的这个全新世没有之前那么的稳定,但是我们现在人类的发展其实已经足够的稳定,而且人类的智慧也在不断的进步,所以人类还是能够足够的繁荣起来的。

在高强度农业开发下,世界上一些地区每年剥去土壤达50t˙hm-2以上,超过自然土壤形成速率100多倍。

从那以后,地质学家能看到核爆炸碎片释放的放射性碳原子等警示性标志,以及塑料废弃物嵌入岩石并散落在地球表面。

但是也有人认为既然我们人类能够通过保护环境来保持这些界限的存在,那么为什么要去冒险来打破这些界限呢?而且我们人类未来的发展过程中是否真的值得用破坏地球系统来获取一定的利益,难倒这种换取是值得的吗?

土壤在可持续集约化利用中占据中心位置,在全球环境保护和可持续发展中扮演着非常重要的角色。2015年是世界土壤年,科学界将迎来新一轮的机遇以探索人类干预下的全球变化对土壤的影响。

最近,人类活动已经进入被称为剧烈加速的阶段:资源消耗和生态退化速度大幅加快。我们有可能破坏地球的关键系统,并威胁现代文明本身的安全。

我们现在虽然在不断的保护地球,但是地球的九个边界人类已经打破了四个,而剩下的五个是否也会被人类最终所打破,消耗臭氧以及化学负荷等等,着还真是存在着很多的不确定性。

同时,2015年各国政府也将在联合国气候变化框架公约下探讨新的有法律效应的气候变化协议,而土壤碳氮循环是陆地温室气体排放与清除的关键。而在2015年,各国政府将在千年发展目标下形成并通过各自的新的可持续发展规划,土壤将在支撑生态系统服务的供应并促进可持续发展中发挥重要的作用。

乐白家,地球对人类压力做出的反应很可能难以预测。事实上,意想不到的情况已经开始上演。随着我们透支地球资源,地球已经开始以极端天气事件、冰盖加速融化、生物多样性快速丧失和珊瑚礁大面积脱色等形式惩罚全球经济。

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2土壤功能与生态系统服务

我们迫切需要建立安全区,防止人类将地球推出异常温和的全新世。2009年几位科学家最先发布的地球极限框架就是要完成这项任务。框架借鉴了尖端科学,以确定能让地球保持全新世状态的关键行星变化。

不过我们现在要做的是采取积极的策略来改善气候保护地球的环境减少温室气体的排放,这样才能够缓解气候变化所带来的各种地球的自然灾害,当然也就减少这些自然灾害对于我们人类的威胁。希望我们能够通过未来不断的努力尽可能的将我们人类所赖以生存的地球打造成为稳定的全新世。

2.1生态系统服务

该框架为每项变化制定了边界--即量化极限--超出上述极限就有可能带来导致地球不适于人类生存的突发性变化。

千年生态系统评估将生态系统服务定义为人类可以从生态系统获取的益处。生态系统服务被分为四类,分别是供给服务(provisioningservices)、调节服务(regulatingservices)、支持服务(supportingservices)和文化服务(culturalservices)。

这九大边界包括气候变化、臭氧层破坏、海洋酸化、干扰全球氮磷循环、土地利用变化、全球淡水应用、生物圈完整性、空气污染和一些全新因素。

供给服务是指生态系统向人类提供产品的服务,调节服务指从生态系统管理中获取的益处,支持服务是指其他生态服务实现的必要条件,文化服务是指人类从生态系统中可获取的非物质性的益处。

令人担忧的是,我们在一月做出的确认这九大边界并对其进一步量化的最近一次更新表明人类已经越过了这九大边界中的四个:包括气候变化、氮和磷的使用、生物多样性的丧失和土地利用变化。

千年生态系统评估首先系统地列出了近20项生态系统服务功能,它们通过一系列生态系统过程表现为对人类的直接或间接服务功能,归结为气候调节和固碳、提供天然水储库和水流通、病原生物控制、天然原材料、提供燃料和能源、废弃物和污染物分解、形成、维持和更新土壤肥力、作物植物繁殖、病虫害控制、食物生产、生产木材和纤维、过滤和纯化水质、提供氧气、提供文化和精神慰藉、休闲和娱乐、治愈某些疾病及提供科学思维的源泉等。

我们所面临的挑战是在把地球系统带回安全区的同时确保每个人拥有足够资源能够快乐充实的生活。地球和社会边界之内才是人类安全公正的行动空间:要想建设摆脱贫困、具有生态弹性的世界我们必须尊重上述界限。

不过,目前还不能完全量化生态系统的功能、服务或收益。尽管如此,上述服务功能对经济活动、人类生活和健康具有不同的直接或间接影响;有些服务是具体的,局地生产者受益的,而另一些服务则是人类普遍的(例如生物多样性)。

实现上述目标需要更公平地分配地球资源并提高使用效率。要保证地球上所有人都能茁壮成长,我们就必须建立实现繁荣的新典范。

当然,这些服务在不同地区、不同环境和不同人群具有不同的重要性,使其成为生态学与社会科学研究的主要内容。由于人为利用和管理的差异,生态系统服务可能是互相冲突的,或者可能是互相抵消的,但在良好的生态系统或良好的管理下,生态系统服务可以协同而得到最大收益。

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