地球系統邊界
人們曾認為，地球永遠可以包容我們，大自然所具有的強大彈性，總是能為我們的生存提供適當的條件。但現在我們知道，事實並非如此。人類的許多行為正讓未來文明和地球上的一切生命面臨巨大的風險。
近日，《自然》雜誌上刊登了一項新的研究，來自世界各地的51名自然科學和社會科學領域的研究人員，通過採用模型和文獻綜述的方式，評估了地球的健康狀況。
他們在全球和局部的尺度上，為氣候、生物圈（自然生態系統、工作景觀）、淡水（地下水、地表水）、肥料（磷、氮）、空氣污染物提出了一套安全與公正（safe and just）的地球系統邊界。這是首個量化了地球系統變化對人類的危害的邊界評估。
安全與公正
什麼是安全與公正的邊界？根據這項研究的解釋，安全的邊界確保了地球的穩定性和恢復力。一個穩定且具有恢復力的地球是由平衡的反饋主導的，它具有為人類和所有其他生物提供支持的功能和能力。
公正的邊界可以最大限度地減少人類受到重大傷害的風險。他們將重大傷害定義為地球系統的變化對國家、社區、個人造成的廣泛的、嚴重的、不可逆轉的負面影響。他們用三個標準來評估，在安全的地球系統邊界內，是否就可以保護人們免受重大傷害：第一個是物種間公正和地球系統穩定性；第二個是過去與現在、現在與後代之間的代際公正；第三個是國家、社區和個人之間的代內公正。
得到的結果令人震驚。研究人員發現，在他們分析的所有領域中，除了空氣污染之外，其他所有領域都突破了安全與公正的邊界。這意味著，除非及時採取措施，否則不可逆轉的臨界點和對人類福祉的廣泛影響將是不可避免的。
這張圖展示了我們是如何在全球範圍內突破了幾乎所有安全與公正的地球系統邊界的。（圖/Johan Rockström et al）
發現了什麼?
對於每個地球系統領域，研究人員先是量化了安全的邊界。他們認為，堅持這些安全邊界，將能滿足「物種間公正和地球系統穩定性」的標準，並將保護後代免受地球系統變化造成的重大傷害（代際公正），但它可能無法避免對當代人，特別是弱勢群體造成重大傷害。
因此，他們建議有些邊界應該被設定得更加嚴格，以達到保護當前的人類和生態系統的目的。具體來說，研究人員發現：
1. 氣候邊界
為了避免觸發危險氣候臨界點的高風險，《巴黎協定》設定了1.5℃的全球變暖作為安全的邊界。雖然目前這一邊界還沒有達到，但在當前的1.2℃升溫情況下，世界上已經有許多人受到了與氣候有關的災害的嚴重打擊。
當升溫達到1.5℃時，數億人可能將暴露在年平均氣溫超過29℃的情況下，這將超出了人類的氣候生態位，造成致命的後果。因此，研究人員認為，如果要避免數千萬甚至更多的人受到重大傷害，應該將公正的邊界設置在1℃或以下。
2. 生物圈邊界
一個健康的生物圈通過儲存碳、維護全球水循環和土壤質量、保護傳粉者和許多其他生態系統，來確保地球的安全和公正的。
基於氣候、水和物種保護的模型結果，研究人員提出，從全球來看，地球上的50%到60%的土地，需要擁有基本完整的自然生態系統。然而，這一安全的邊界卻並沒有達到。最近的一些研究表明，目前這一比例在45%到50%之間，其中包括大片的人口相對較少的土地，比如澳大利亞的部分地區和亞馬孫雨林。而即便是這些地區，也已經因為氣候變化和其他人類活動而處於壓力之中。
從局部來看，研究人員認為在人類主導的景觀中，每平方公里土地（農場、城鎮、城市或其他人類主導的景觀）至少需要包含20%到25%的能容納基本完整的自然生態系統的半自然棲息地。這一邊界同樣沒能達到。目前，人類主導的土地面積中，只有三分之一滿足這一閾值。
3. 淡水邊界：保持地下水位，不讓河流乾涸
過多的淡水會是一個問題，它會造成洪水這樣的災害；但太少也是問題，缺乏淡水會導致乾旱，進而對糧食生產造成重擊。
為了使淡水系統保持平衡，研究人員提出了兩個安全地球系統邊界，一個是地表水的流動變化的安全邊界，另一個是地下水的下降的安全邊界。
他們建議在不了解當地地表水流信息的情況下，避免在任何一個月內抽取或增加超過20%的河流或溪流的水。按年平均流量計算，目前世界上的66%的陸地面積符合這一邊界，不過在這些地區居住的人口不到世界總人口的一半，這表明人居環境影響重大。
地下水同樣也被過度使用。他們認為，所有含水層的年地下水降落的安全邊界，取決於年平均補給量，如果降落小於補給量，則認為地下水是安全的。在這一標準下，目前世界上47%的土地的地下水，都受到了被過度開採的影響。
4. 肥料和養分的邊界
當農民對田地過度施肥時，雨水會將氮（N）和磷（P）的徑流沖刷到河流和海洋中。這些營養物質會引發富營養化、破壞生態系統、惡化飲用水質量。在這項研究中，研究人員為農業氮和磷過剩設定了安全的邊界。
在世界範圍內，人們對氮和磷的使用已經達到了安全與公正邊界的兩倍。然而，研究人員指出，其實在許多貧困國家的農業地區，並沒有施加足夠的肥料。因此，雖然許多國家需要減少肥料的使用，但從公正的角度來看，在有些地區，肥料的使用量是可以增加的。
5. 氣溶膠污染邊界
對於氣溶膠，研究人員提出了一個由南半球和北半球的氣溶膠光學深度差異定義的安全邊界。他們發現，如果北半球和南半球的氣溶膠光學深度差異達到0.15，就可能擾亂風的模式和季風。也就是說，空氣污染實則可能顛覆天氣系統。
目前，南北半球的氣溶膠光學深度差異為0.05，尚未達到影響天氣的水平。但是，世界上大部分地區都暴露在危險水平的細顆粒物污染（PM 2.5）中，每年造成約420萬人死亡。我們必須將這些污染物減少到更安全的水平，即每立方米空氣低於15微克。
行動起來
設定邊界和目標至關重要，但若想讓地球恢復為一個安全、公正的星球，需要多方的行動，或許尤其離不開各地政府和企業在地球系統的安全邊界內採取集體性地措施。為了阻止人類文明破壞地球系統的平衡，我們必須終止許多破壞地球的行為，以確保未來的地球仍然是一顆擁有乾淨的淡水、清潔的空氣、充滿生命的星球。
參考來源：
https://theconversation.com/its-not-just-climate-weve-already-breached-most-of-the-earths-limits-a-safer-fairer-future-means-treading-lightly-206678
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06083-8
https://earthcommission.org/news/publications/just-world-safe-planet/
封面圖&首圖：futureearth.org