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科学家称地球生态系统正在逼近9大极限

  科学家说,地球的生态系统正在接近九个极限

  对于人类来说,地球是一个天堂。一万多年来,人类在农业,工业,科技和文化方面所取得的大部分成就,都发生在一个非常温和的时期。在地球自然系统的调整下,这一时期的地质,温度和环境保持在一个相对稳定的范围内,没有什么大的波动,与前一个“更新世”和“上新世”相比,这个“千”多年来的确是少有的,所以学者称之为地球的“全新世”。自18世纪后期以来,人类进入了工业化时代,人类进入了一个被称为“人间世界”的新时代。 “在此期间,人类逐渐从自然中汲取了”舵“,成为地球的新主人:地球上的所有系统都是由人类来界定和统治的,然而,当人类雄心勃勃地宣扬自然的战争,渴望”克服自然而征服世界“,我们却发现我们一开始就搞错了,人与自然之间是一种共生共赢,而不是一个杀死你我的敌人。
不幸的是,还有这么多人呢没有意识到这一点,他们仍然沉迷于充满自我膨胀的“自我造成的”。近年来,能源危机,应急资源,环境危机......全球近七十亿人的需求几乎将全球推向崩溃的边缘。
\\ u0026>有人通过直觉逐渐意识到气候变化带来的严重威胁,但这还不够:环境污染,海洋酸化,物种灭绝等其他问题的严重性还是不亚于此。在这种情况下,很多人发表了“地球能持续多久”的问题。 “地球的承载能力有没有限制?” “人类还有回旋余地吗?”
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2009年,瑞典斯德哥尔摩环境研究所所长约翰·罗克斯特罗姆(JohnRoxström)与来自环境与地球系统领域的28名国际专家组成了一个研究小组,回答上述问题。该队伍包括1995年诺贝尔化学奖得主Paul Crutzen,NASA气候学家James Hansen,盖亚研究员和“临界点”专家Tim Leighton以及德国总理首席环境顾问Hans Georgie Schlumberger等人。

   ;基于对地球系统的科学认识,该小组确定了九个对人类生存至关重要的地球生命支持系统,并分析了当前的人类消耗水平和系统的“临界点”。对其进行量化和评估研究人员警告说,一旦九个关键点全部或大部分被突破,人类环境将面临“不可逆转的变化”,地球将不再像今天那样“和蔼可亲”,罗克松表示,由于认知水平的局限性和大量的不确定性,目前只是一个“粗略估计”,但相对的警告应该被视为一个喘息的空间,一个变化的机会。因此,他更愿意把这些“关键点”定义为“人类生存和发展的安全空间”。
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1.海洋酸化
海洋酸化
指标:全球文石(又称文石,亚稳碳酸钙)饱和度指数:关键点:2.75:1
前工业水平:3.44:1
当前值:2.9:1 \\ u0026 nbsp;
评估:本世纪中叶有些海洋超越预警
在十年前,海洋酸化仍然是一个鲜为人知的话题。然而,随着大气中二氧化碳的增加,海洋酸化和气候变化也成为我们不得不面对的问题。数据显示,自工业革命以来,全球海洋浅层海洋的pH从8.16下降到8.05。事实上,酸化本身不是主要问题,真正严重的是连锁反应。
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浅层海水碳酸钙饱和度是最令人担忧的一点。虽然此时并不特别严重,但主要发展碳酸钙的外骨骼海洋生物,如海螺和珊瑚,一旦降到一定的阈值以下,就有被海水溶解的危险。到目前为止,全球海洋文石饱和度由工业化前的3.44:1下降到目前的2.9:1。这意味着目前三倍的文石界限仍然可以抵消海洋酸化对外骨骼海洋生物的影响,提供不考虑地理差异。最近的研究表明,海洋文石在地球两极的饱和度最可能在2050年左右降到1:1以下。没有人知道在这之后会发生什么。我们现在所能想到的是珊瑚等生物的广泛灭绝;无生命的海洋无法大幅度地吸收大气中的二氧化碳,使地球变得更热。为了防止这种情况的发生,临界点团队确定了海洋酸化的安全裕度为2.75:1。
2.臭氧浓度 -
指标:平流层臭氧浓度
临界点:276多布森单位
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当前值:283多布森单位
评估:安全但迫切需要改进
即使在今天,对七十年代开始的臭氧空洞的研究仍然是一个典型的科普案例。早在20世纪70年代,包括保罗·克鲁岑在内的三位科学家就提出了氟氯化碳会严重破坏地球臭氧层的问题,1985年英国南极考察队队长法赫曼更为亲身经历,证明每年9月份的南极洲到11月份将出现“臭氧洞”这个事实1987年9月16日,24个主要工业国签署了“关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书”,要求逐步淘汰消耗臭氧层的化学物质,哗众取宠和政府的高度重视,拒绝氟氯烃保护臭氧层逐渐成为共识。1995年,三位提出这个问题的科学家也被授予诺贝尔化学奖。 >像氟利昂这样的臭名昭着的化学品已经被禁止使用,危机似乎已经结束,而今天全球变暖是一个问题,但近年来的研究发现臭氧层变薄与气候变化之间也可能存在一定的相关性。研究表明,随着大气二氧化碳浓度和地表温度的升高,对流层表面附近的温度也会升高。对流层温度的升高将导致平流层温度的降低。这一系列的连锁反应最终将导致加速破坏臭氧层的化学反应。因此,虽然目前臭氧层厚度仍处于安全范围之内,但我们仍不能掉以轻心。
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3.淡水消耗量
标准:淡水消耗量临界点:4000立方公里 -
当前值:2600立方公里/小时
评估:本世纪中叶,将达到极限_水坝等水利工程,人类已经成功地控制了世界上大部分的河流,但不幸的是,其后近30%的人无法到达海洋,成为涝渍的季节性河流结束了。水资源的稀缺已经开始成为我们不得不面对的全球性问题。
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位于哈萨克斯坦和乌兹别克斯坦交汇处的咸海是一个很好的例子。 1960年咸海曾是世界第四大内陆湖泊,面积6.8万平方公里,水量1100立方公里。但从那时起,随着工农业用水量的急剧增加,咸海水位一直在下降,面积不断缩小。 1998年,咸海面积下降到28687平方公里,排名第八,含盐量从每公升10升增加到45克。 2004年,咸水排在第15位的水量不足200立方公里,仅为原有面积的四分之一。 2007年,咸海的萎缩仍在继续,仅留下该地区的前10%。随着地表面积的不断缩小,降水量也会减少。咸海盐度将逐渐增加。大量的鱼类将死亡,依靠渔业的渔民将不得不转移他们的努力。
\\ u0026>临界点研究小组建议设定年人为淡水消耗量上限4000立方公里。尽管目前的2,600平方公里的用水量距离这一上限仍有相当的距离,但鉴于世界人口的不断增长和灌溉作物的需求,罗克托龙认为,现在是时候大幅减少非粮食作物的灌溉水量,以缓解短缺对人类和动物的水。
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4.生物多样性 
指标:百万年灭绝物种
指标:
关键点:10
当前值:100
评估:严重超重
人类在地球上的大规模扩张导致许多物种陷入绝望。野生动物栖息地的发展阻碍了动物的迁徙路线,引入了老鼠,杂草等外来物种;工业污染压倒了本来平静的自然环境;狩猎大大减少了野生动物的数量;人类活动导致气候变化使野生动物成为无辜的受害者。
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到2009年底,国际自然保护联盟的报告显示,在评估的44838种中,有16,928种濒临灭绝,其中包括八分之一的鸟类和五分之一的哺乳动物,一种四分之一珊瑚和三分之一两栖类动物,世界自然基金会发布的“地球生命指数”评估结果同样令人沮丧:1970年至2005年间,仅在30年内,1686种脊椎动物的人口就下降了30%。它可能不值得一提的是单一物种,但是如果你在整个生态系统中观察它,你会发现每个物种都是独特而不可或缺的自然界的一个重要组成部分。 ,有的吸收二氧化碳,有的则保证了海洋的化学平衡。尽管我们知道生物多样性对于健康环境是至关重要的,但目前还不清楚物种在多大程度上可以造成生态灾难,也不是他们知道哪些物种在其中起关键作用。因此,研究小组以10的生物自然灭绝率作为该子系统的关键点。显然,我们现在已经严重超标了。
\\ u0026>氮磷回收
氮磷回收 -
指标1:大气中的年氮氮量临界点:350万吨
关键点:
当前值:1210万吨/年,
评估:严重超重
指标2:海洋中检测到的年平均磷污染量

  
关键点:1100万吨/目前价值:90万吨/年,
诊断:不能超过?
氮是生命中不可缺少的重要成分,存在于每个活细胞中,是组成DNA的四个基本元素之一。大气中的氮通过微生物的作用进入土壤,被动植物所利用,最终在微生物的参与下返回大气。因此,循环进入无限,氮的循环确保了地球生物圈的最基本的物质平衡。尽管地球大气中的氮含量接近80%,但是很少有可用的供人直接使用。十九世纪以前,农业所需的氮肥主要来自动物粪肥和绿肥。人们在氮循环中仍然遵循自然规律。 1909年,这种自然平衡终于被德国化学家弗里茨·哈伯(Fritz Haber)打破了。那年,他发现了一种将氮气排出空气的方法,氨气就成了“空气变成面包”的“魔法粉”。
\\ u0026>今天,人类每年有超过800万吨的氮气。但由于农作物吸收率极其有限,大部分地下水和河流都会进入海洋。再加上火电厂车辆排放的含氮污染物,人类每年向生物圈排放的氮气已经超过了地球的处理能力极限,达到了1210万吨。 >过量的氮会造成土壤酸化,破坏土壤和微生物原有的氮循环能力,同时湖泊中的湿地和高饱和氮也会产生富营养化,造成水生生物和植物异常繁殖,耗氧量大。他们生活的水很快就会变成一个“死亡地带”。目前,全球有400多个这样的地区,包括墨西哥湾,波罗的海和日韩之间的水域,总面积近25万平方公​​里。同样的问题,氮还会发生在磷上,目前有200万吨磷在我国每年开采的岩石。其中一半以上将最终进入海洋,是自然循环的八倍以上,也会造成水体富营养化。
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6.土地使用率
指标:非冻土作业目标农作物
关键点:15%
现价:12%
评估:本世纪中叶,将达到极限_农业对自然生态系统尤其是热带雨林的扩张速度也是惊人的。世界上一半以上的热带雨林已经消失,原本居住在草原的野生动物现在变成了一个现代化的围栏牧场,临界点研究小组认为,农牧业盲目扩张,城市化进程是造成生态系统破坏的另一个主要元凶。气候变化和水循环的破坏都与此有关。尽管球队已经设定了一个不超过15的标准专家认为,人类土地安全还取决于在多大程度上实施一系列措施,如生物多样性和水文生态系统是否得到了适当的保护;农业生产是否有利于灌溉和使用的氮肥;城市污染是否作为无公害处理。
7.二氧化碳浓度 \\ u0026 nbsp;
指标:二氧化碳在大气中的浓度
临界点:350ppm(ppm浓度)
前工业级:280ppm
当前值:387ppm
评估:超越极限_大量的历史资料表明,大气中的二氧化碳是地球变暖的罪魁祸首。通过燃烧化石燃料,我们已经允许大气中的二氧化碳浓度从前工业化前的280ppm增加到现在的387ppm。当政界人士还在争论地球可以拥有的二氧化碳数量时,世界顶级气候科学家之一,美国宇航局戈达德空间研究所所长詹姆斯·汉森(James Hansen)说,我们的排放水平已经超过20年前的标准。当时,地球的大气中二氧化碳浓度达到350ppm。有人会说,既然临界点已经超标了,为什么我们还活着呢?
关键问题研究小组的答案是,从长远来看,二氧化碳浓度的变化是一个逐渐积累的过程,其具体的结果是以间接的形式出现的。超过临界点并不意味着发生重大灾害,而是要从“可能”转向“必要”。
\\ u0026>很多人认为地球的平均温度只有在生态危机发生时才上升5摄氏度或6摄氏度,现在只上升不到2摄氏度,有4摄氏度到5摄氏度空间,实际情况是2摄氏度可能是我们的最后一次机会,一旦超过2摄氏度,情况很可能是无法挽回的,因为冰的融化对海洋和陆地有更强的吸热能力,最终融化多年冻土,释放出比二氧化碳更强的温室气体甲烷,使全球变暖的形势比原先预想的要紧迫,目前大气二氧化碳浓度已经达到了危险的程度和必要的程度应采取措施使其回到350ppm或以下。
8.气溶胶浓度
气溶胶浓度指数: Criti cal点:未知
\\ u>动物粪便,木头和农作物秸秆会产生大量的尘埃,这些尘埃通过空气中固体的运动而悬浮在大气中,科学家称其为气溶胶。除人类活动外,自然活动还会产生气溶胶。据估计,目前地球大气中气溶胶浓度比前工业时代增加了一倍以上,气溶胶粒子分布不均匀,规模变化小等特点,并且集中在底层大气降水的形成起着重要的作用,研究证实气溶胶甚至能影响东南亚地区的季风降水,此外,含有大量化学成分的气溶胶可直接影响植物的健康,即使在即将发生死亡的情况下也会造成作物损伤和人类呼吸系统疾病,研究小组认为,气溶胶的化学成分非常复杂:微量金属,无机氧化物,硫酸盐,硝酸盐,甚至微生物或生物大分子由于来源不同,形成过程不同,对环境的影响也很不一样很难准确评估。 F或者以硫酸盐为主要成分的气溶胶具有反射太阳辐射的作用,从而产生冷却效果;主要成分为烟尘的气溶胶吸收太阳辐射并引起温室效应。因此,在全球范围内,这些粒子的综合效应目前还不能判断,不能给出临界点。
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9.化学污染
指标:无
关键点:未知
今天,全世界有近十万种不同的人造化合物,数百万种复合产品和无数的化学副产品。
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我们都知道,化学品,特别是重金属基有机化合物和放射性化合物,对人类和其他生物的健康构成了严重的危险。但是,目前的现实是,只有少数化学品受到严格控制。 [斯德哥尔摩公约]关于农药如滴滴涕,狄氏剂和其他工业化学品如六氯苯(HCB)和多环芳香烃(PCBs)的排放使用严格限制],更多人造化合物的有害影响尚不清楚,并没有限制他们的使用。此外,一些已经显示出无毒且无害的化合物在彼此反应时也可能具有毒副作用。
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关键点研究小组发现,患有ADHD和ADHD的儿童在暴露于各种低浓度化学物质后,最有可能成为“鸡尾酒效应”。他们称之为“一种沉默中流行的神经紊乱,最有可能在全世界无处不在”。尽管一个包罗万象的“化学切点”是非常有价值的,但研究小组认为现在为人类设定科学和意识水平还为时尚早。
\\ u0026>经过上面的列举,我们可以清楚地看到:9个临界点中有3个严重超标,3个正在快速接近,其余3个中2个由于意识限制而无法评估。结果是我们手里只有臭氧层,虽然臭氧层空洞还存在,但同时我们应该看到,经过一番努力,我们已经成功地从悬崖上退了几步,至少说明了这个问题。如果我们能放弃分歧,团结一致,我们还有救赎的余地

  关键词:2009年美国标准成功项目

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