引子

不算早以前,山川还眉黛清晰,街道狭窄但不拥挤,我的中学老师讲起政治经济学来,慷慨激昂:“有价值的物质未必有价格,比如我们呼吸的空气,取之不尽用之不竭,利用这些自然资源并不需要我们付出成本。”几年后偶然学了环境学,知道向大气中排放脏东西要交钱,但我依然乐观:环境总有自净能力嘛,污染物扩散的答案随风飘呢。

又一年,我和朋友自驾车去额济纳,夜间路过乌海,前车灯慢慢迷离起来,空气中出现的气味令人不安。赶紧摇上车窗,高速路右手是一片灯火辉煌的工业区,几座高塔尖上燃着烈火,模糊的跳跃。车从东向西行驶了很久,那味道仍然四处弥漫,我皱皱眉头忽然想起环境课——面源污染不好算啊。更让人不禁眉头紧锁的是,如果人造景观连绵不绝,到处都是污染面,那空气还可以自净么?洁净的空气是否真的可以取用不竭?

贫困仍未消除,环境却退化,人们对制度丧失信心,就业无保障,青年异化,传统价值被遗弃,通货膨胀以及金融经济混乱……这些“世界性问题”的显现令越来越多的人意识到,人类这个物种的发展正陷入困境。

我们会走向哪里,能走出多远?我们该如何理解这些问题的缘起,该如何应对?

走出恒纪元

看过《三体》的读者想必对三体星系充满畏惧。在小说中,科幻作家刘慈欣虚构了一个生存环境变幻莫测又极端残酷的行星世界。当行星环境稳定时,三体人在恒纪元中获得发展,一旦显出乱纪元征兆,三体人只能依靠“脱水”来延续文明火种。如此乱变的环境如何能演化出高智商生物让人无法想象,不过环境变化确实会影响物种的存废。

地球经历过很多重大环境变化,但在过去的一万年间难得平稳。这段温暖时期被地质学家们称作全新世,人类文明的兴起、发展和繁荣均得益于此。世和代是描述地质时间的重要概念,其中代是更大尺度的单元,而世是相对较细的划分单元,它们的划分主要反映了相应时期的重大环境变化和生物演化历史。比如由三叠纪、侏罗纪和白垩纪三段纪元组成的中生代长达2亿年,在它的开始和结束,地球各经历了一次重大物种灭绝事件。

近年人们发现,从过去三百年始,地球环境正发生着巨大改变,而人类活动是地球系统变化的主要原因。人类足迹踏遍各地,地球人口从十九世纪早期的十亿膨胀到六十亿,物种灭绝的速度是工业化之前的数百到上千倍,人造景观占据各大洲地表,30-50%的地表被人类开发。最具代表性的变化,是根据极地冰捕获气体的组成分析发现,全球二氧化碳和甲烷浓度自十八世纪后半叶开始了显著增加。刚好那一年,詹姆斯•瓦特设计了蒸汽机[1]。

2002年,因研究臭氧层空洞而著名的大气化学家, 1995年的诺贝尔化学奖得主保罗•克鲁岑博士在《自然》杂志上发表文章[1]提出,地球在这段时间已经走进了“人类世(Anthropocene)”。2008年,伦敦地质学会接纳了“人类世”术语[2]。一些系统学家和生态学家认为,在“人类世”这个新纪元中,人类活动正威胁着地球的自我调节能力,本来可能会再持续数千年的全新世的稳定状态,恐怕就要因此结束[3]。
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地球的变化虽然不像三体星那样富有戏剧性,但对人类社会而言,应对环境变化,也像是水牛过巷子,很难转过弯儿。如今深藏在尤卡坦半岛新热带丛林中的废墟,正是一段干旱造成玛雅文明崩溃的见证[4]。如果地球在“人类世”切换掉“全新世”的稳定状态,人类能否再世代繁荣,就很难说了。

虽然天文学家正在努力寻找,但到目前为止,地球还是适合于人类生存的唯一行星。在走进深空之前,如何能在地球的有限空间中世代发展繁荣,是人类亟需解答的问题。而要获得这个答案,人们必须对如何在地球系统中生存有一个整体全面的认识。

从极限到界限

1968年盛春,亚平宁半岛迎来了三十位重要客人。他们接受意大利经济学家,同样也是一家咨询公司经理的奥莱里欧•佩切依博士邀请,来到罗马猞猁科学院参加聚会。这群人来自十个国家,工作在污染、资源、农业、人口、管理、资本甚至政治等各个领域[5]。这些各领域的顶尖专家们不是坐在一起喝酒啃比萨吐槽的,他们很快反客为主——成立了自称为“无形学院”的罗马俱乐部,目标是研究“人类的困境”。

1970年夏天,罗马俱乐部继续在瑞士伯尔尼和麻省坎布里奇开会,以麻省理工学院杰伊•福雷斯特教授开发的World2模型为基础,开始考察一些可能限制人类增长的相关因素[5]。1972年,罗马俱乐部公布了研究报告——《增长的极限》。报告考察了人口增长、工业化进程、环境污染、粮食短缺和消耗不可再生资源的趋势等五个人类生存变量。虽然带着明显呼应马尔萨斯人口论的倾向,所基于的World3 模型也备受争议,但这份报告对全球环境保护事业产生了深远影响。2002年,在原书作者之一的德内拉•梅多斯去世的两年后,第三次更新报告《增长的极限-30年更新》出版。

《增长的极限》第一次在全球水平上,尝试用模型和场景去分析和量化人类生活的自然限度。报告的目的并不在精准预测,而是呼吁人们关注“指数增长”的意义。但2008年,澳大利亚的格雷厄姆•特纳比较了《增长的极限》的预测和现实数据,发现1970-2000年间的历史数据居然吻合了模型在“标准运行”场景下的同期预测[6]。可这个场景的运行结果很不理想:到21世纪后半叶时,全球系统发生中途崩溃。
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系统中途崩溃的结果时刻警示世人。从罗马俱乐部公布报告到现在已经过去40年,别说是全球系统,如今就是个人电脑都不再那么容易发生崩溃。随着科技发展和研究深入,更多人意识到,系统,尤其是地球生态系统可能存在多个稳定状态,还可能是非线性,各因素之间相互影响。当一些指标的变化超出一个限度时,系统不至于崩溃,而是会从一个稳定态切换到另一个结构和功能迥异的状态。

2009年,28位国际知名科学家联名在《自然》上发表文章,并在罗马俱乐部在阿姆斯特丹的会议上发布报告,提出要为这颗“人类行星”的运行界定一个“安全空间”。这个空间由一些重要的地球物理、化学和生态学指标界定,地球环境只要处在界限之内,人类文明就可以持续下去。这些指标包括气候变化、平流层臭氧损耗、土地利用变化、淡水使用、生物多样性丧失、海洋酸化、氮磷循环、空气中悬浮颗粒浓度和化学污染物等9个方面,它们相互密切联系。如果地球环境状态超出了其中某个界限,那它稳定在其它界限中的能力就可能大大下降[3]。

科学家们量化了九个界限中的七个,并惊讶得发现,地球可能已经超出了其中三个界限:生物多样性丧失速度、生物圈的氮输入以及气候变化,而海洋酸化和磷循环正在接近人类行星所能承受界限[3]。另外两个暂时没有被量化的界限,是以PM2.5为代表的空气气溶胶污染,以及化学污染物,刚走进富足的当代中国人正对此深有体会。
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我们这十年

地球的生态系统极其复杂,通过量化一些指标找寻极限或划定界限都只是尝试。但“行星的界限”这一观念正在被越来越多的人认识和使用。

人类进化了几百万年,这百万岁心灵中的理想行星是一片永远富饶多产的无垠旷野[7]。但我们所仰赖的行星生态系统却总有界限。“行星的界限”研究团队带头人约翰•罗克斯特伦在TED演讲中说:“我们生活在这个被人类主导的行星上,给地球系统带来了前所未有的压力。但还好,我们是认识到这一点的第一代人类。”

从40年前开始认识到生存危机,地球人浪费了太长时间。就像特纳在文章中揭示的那样:自《增长的极限》发表之后30年,人类仍然在以旧有的方式发展。直到近十年才开始真正展开自救行动。2000年9月的在纽约召开的“千禧年峰会”上,来自联合国成员国的国家元首共同发表了“联合国千年宣言”,并达成了“千年发展目标”的共识,希望在2015年前,将极端贫穷人口比例减半,遏止艾滋病毒/艾滋病的蔓延,普及小学教育。确保环境的可持续能力同时成为全球共同努力的方向。

只要是行动必定会有收获。在实施千年发展项目至今,全球居民获得清洁饮用水的覆盖率,已经从1990年的77%上升至2008年的87%。虽然南美和非洲的森林正在快速消失,但因为中国的林业保护成效,亚洲森林覆盖率出现净增长。得益于蒙特利尔议定书,截至2009年底,根据议定书控制的所有消耗臭氧层物质的98%的消费量已被淘汰。人们预计在本世纪中叶,臭氧层将回到1980年前的水平[8]。

但坏消息也接连不断。从全球气候变化看,尽管在2008年前后,全球遭遇金融危机,经济活动放缓,但温室气体排放量仍持续上升。2008年,全球排放了301亿吨二氧化碳,比1990年高出38%。发达地区的年人均二氧化碳排放量为11.2公吨,相比之下,发展中地区为2.9公吨,最低的撒哈拉以南非洲地区仅为0.8公吨。自。而世界气象组织的气候变化和温室气体排放状况显示,2001年至2010年是全球平均温度自1880年有记录以来最暖的时期[8]。

与“行星界限”中的“第一差评“相呼应的,减少生物多样性的丧失被列为“千年发展目标项目”的具体目标之一。但可惜的是,我们并未达成“到2010年显著降低生物多样性丧失率”。到2010年,虽然全球已经有超过15万个保护区覆盖了12.7%的世界陆地面积和7.2%的沿海水域,但海洋保护十分有限。过度捕捞和水体污染导致全球渔业整体衰败,有33%的鱼类资源被过度开发。与此同时,两栖动物快速灭绝,物种灭绝浪潮有增无减[8]。

未达成的目标只能留待另一个十年。“哥本哈根”“坎昆”“德班”一届一届的联合国气候变化会议一点点推动各国采取行动减少温室气体的排放。2010年9月,联合国大会将2011-2020年设定为“联合国生物多样性十年”以推动实施2011-2020 年期间生物多样
性战略计划。

只要人类继续协同合作,积极寻求变革,就有机会在这个有限的星球上世代繁盛。最终“与自然和谐共生,走向未来”。

参考材料:
[1] Crutzen, P.J. 2002,Geology of mankind, Nature 415, 23
[2] Zalasiewicz, J.,et al. 2010, The new world of the Anthropocene. Environ. Sci. Technol. 44 (7), pp 2228–2231.
[3] Rockström ,J. et al. 2009, A safe operating space for humanity, Nature 461, 472-475.
[4] Medina-Elizalde, M. & Rohling,E.2012,Collapse of Classic Maya Civilization Related to Modest Reduction in Precipitation, Science Vol. 335 no. 6071 pp. 956-959
[5] 李宝恒,1983,增长的极限-罗马俱乐部关于人类困境的研究报告,四川人民出版社
6] Turner, G.2008, A Comparison of `The Limits to Growth` with Thirty Years of Reality. Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO).
[7] 爱德华•O•威尔逊著,毛盛贤等译,2006,社会生物学-新的综合,北京理工大学出版社.
[8] 千年发展目标:2011年报告

《新发现》杂志约稿