近日，一个由瑞典斯特哥尔摩环境研究中心主任罗克斯特姆（Johan Rockstrom）为首的多国科学家团队为当前的地球环境作了一份评估报告。这项研究列出9个支持人类存活的关键系统“全球生命支撑系统”。这是地球环境的“九大命门”，每一项代表着地球生命的一个支撑点。每个系统都存在一个客观发生的地质和环境突变的临界点，为了避免逼近这个临界点，科学家用量化的方式画出了七条起警示作用的“底线”。相关报告发表在近日出版的《生态学和社会》上。

　　命门1 海洋酸化

　　底线：全球海洋文石（aragonite）饱和率不低于2.75:1

　　工业化前水平：3.44:1

　　当前水平：2.90:1

　　诊断：目前依然是安全的，但有一些海域可能在本世纪中期越过底线

　　全球海洋每年大约能吸收20亿吨CO2。但是，吸收的CO2会在海水中变成大量碳酸。自工业革命以来，海洋表面的PH值从8.16降至8.05，相当于海洋中的氢离子浓度增加了30%。变酸的海洋影响海洋碳酸钙溶解。一旦海水变酸，方解石和文石（aragonite）等这些古代贝壳类动物积蓄成的碳酸钙晶体就会溶解在海洋中。

　　从前工业时期到今天，海洋的文石“饱和率”从3.44:1降到了2.90:1。不过这个问题的地区变数很大，一些近年来的研究表明，北极和南半球的一些海域中，这个指标可能在2050年之前降到1:1。

　　没有人能预测那会发生怎样的后果。一些现生的“带壳”物种可能会因为外壳被酸性海洋腐蚀掉而灭绝，已经被污染物和变暖海水破坏了的珊瑚礁可能将遭受灭顶之灾。海洋生物减少了之后，海洋吸收CO2的能力更弱，将加速全球变暖。为避免任何一个海域进入这种危险境地，研究建议，将全球平均文石饱和度维持在2.75:1以上，这样，海洋也还能够继续吸碳。

　　命门2 臭氧空洞

　　底线：平流层臭氧浓度不低于276 D.U

　　当前水平：283D.U

　　诊断：安全，改善

　　D.U（Dobson Unit）是臭氧浓度单位。臭氧空洞问题是九大系统中唯一一例过了底线，又因为人类意识提高，采取行动而转危为安的案例。多年来，破坏臭氧层的化学物质在平流层中慢慢增多，直到南极上空臭氧层状态发生彻底改变。当时，极地上空中心地带近90％臭氧被破坏，形成了一个直径上千千米的“臭氧洞”。所幸的是，全球反应及时。各国迅速干预氟利昂等含氯氟烃的化学物质的排放，人类终于平安度过臭氧危机。

　　今天，臭氧有了新的危机。全球变暖使得地球表面更热，但平流层更冷，这意味着接下来，北极的平流层可能会变得极冷，臭氧层中残余的臭氧破坏化学物质可能会再次将臭氧层“咬”出一个洞来。研究建议，平流层臭氧浓度减少的幅度不要大过5%，全球平均浓度不要低于276 D.U。因为臭氧破坏物还在慢慢减少，只要继续下去的话，人类还是安全的。

　　命门3 淡水消耗

　　底线：每年消耗不超过4000立方千米

　　当前水平：每年消耗2600立方千米

　　诊断：本世纪中叶将接近底线

　　因为人类的影响，全球河流系统中有四分之一（至少每年的一些时间）不再流到海洋。过度使用水会导致可饮用水短缺、农业灌溉损失和气候变化。

　　河流变干之后，人类只得更多地抽取存在于岩石细孔中的地下水，这些水是不可再生资源。此外，人类抽干湿地，砍伐森林的行为同样也在破坏地球的水文圈，继而影响整个全球环境系统。“一旦失去了亚马逊雨林，美洲赤道的水蒸发模式会改变，继而影响中国的雨季。”罗克斯特姆在接受本报采访时说，“这边地面上的生物多样性和那边的气象模式紧密关联。”

　　罗克斯特姆表示，如果要防止出现地区性水危机，减少对全球生命支持系统的破坏，人类必须每年将河流用水量维持在4000立方千米之内，目前的水使用量是2600立方千米，尚未逾界。但全球人口不断激增，谷物灌溉导致用水过度。我们可能不得不停止对一些非食物作物的灌溉。

　　命门4 生物多样性丧失

　　底线：每年物种灭绝率不超过百万分之十

　　当前水平：每年至少百万分之百

　　诊断：远超底线

　　人类是物种灭绝的主要原因，人类摧毁生物栖息地用以自己的耕种，引入鼠类、杂草等外来物种破坏生态平衡，人类还肆意地猎杀珍稀动物，此外气候变化也促成了物种灭绝。单个的物种灭绝可能算不上什么，但物种一个接一个地从生态系统中消失了以后，地球特有的关键的“生态服务”（自然生态系统为人类提供多层次的资源和功能）便遭到重大的削弱。

　　我们不知道到底多少物种的灭绝才会导致生态系统的崩溃，也不清楚在现有生态系统中，哪些物种是主要的作用者。因此，研究者们利用自然灭绝率作为一个最佳的“中间指标”，按照自然的“背景”物种灭绝率，每年每百万个物种中只有0.3个灭亡。但按照现在的灭绝速度，每年100万个物种中，有100个灭亡，本世纪，有近三分之一的哺乳动物、鸟类和两栖动物将会消失。

　　过去五亿年中发生过的五次“物种大灭绝”的历史可能会重现，研究论文建议以每年百万分之十的比率作为一个安全、长期的灭绝率，但如果目前物种灭绝的速度不减慢的话，则“人类已然步入了一个危险区”。

　　命门5 氮、磷循环

　　底线：大气中每年的固定氮不多于3500万吨

　　目前水平：每年1.2亿吨

　　诊断：大大超过底线，后果越来越严重

　　氮是所有生命体的关键组成部分，然而，目前全球的氮的存在形式只有一小部分是能够被生物体吸收的。豆科植物的根里有一些细菌，可以将空气中的游离态氮“固定”出来，但同时也有很多其他的微生物会令生态系统“去氮化”，让氮转回为生物没法吸收的形态，这就是氮循环。

　　与氮循环关系最大的是农民，氮的多少直接影响了土壤的肥沃程度，以前的农民之所以要种植苜蓿等豆科植物，就是为了让土壤吸收更多的氮。一世纪以前，德国化学家弗里茨·哈伯成功实现合成氨，令人类可以通过工业化的处理方式提取固定氮，这彻底改变了氮循环。今天，全球每年从大气中获取8000万吨固氮洒入世界各地的农田。

　　然而，很多农田吸收氮的能力很弱，氮肥从土地流失到河流和海洋中，而进入谷物中的氮，又随着人类排泄物进入下水道。此外，人类种植苜蓿，燃烧化石原料、木材和谷物等都会固定更多的氮。现在的情况是，固氮不是太少，而是太多，人类每年要获取1.2亿吨氮，远远超过自然的固氮转化速度。

　　过多的氮会令土壤酸化，令脆弱的物种灭亡，过度的氮浸透在生态系统中，使其不再有能力将氮转回到空气中。与此同时，一些重农业地区的湖泊和海域变得营养过剩，蓝藻等水生植物大量繁殖，死亡、分解，抢夺了水里大量的氧气，令其他生物无法生存，蓝藻茂盛的湖泊往往会变成死水一片。据目前统计，全球海洋系统中有超过400处这样的海域，超过了25万平方千米，分别分布在墨西哥湾、波罗的海和日本、韩国的一些海域。“我们从自然界获取的氮如此之多，影响了一些河流和海洋区域的生态多样性，而水域作用减少之后，继而又会影响全球变暖的趋势。”罗克斯特姆说。

　　因为世界粮食生产同时还面临着人口爆炸的危险，让这么多人吃上饭，同时减少固氮的量，这是个矛盾，因此，在这份研究中，科学家试验性地将氮循环的底线列为每年3500万吨，约为目前水平的四分之一。

　　磷同样也是化肥的一种，它面临同样的问题。现在每年有2000万吨磷从岩石中开采出来，其中的一半最终都落在海洋里，是自然循环量的8倍，过度的磷同样造成了富营养水生植物的爆发，形成死海区域，根据研究，在冲破底线之前，人类每年还可以增加1100万吨磷。

　　（下转B11版）