“人類世”對地球的改變

張田勘

以色列魏茨曼科學研究所植物與環境科學系教授米洛及其團隊近期發表于《自然》雜志的一篇文章稱，2020年地球上人造物總量首次超過地球上自然生長的生物總量，前者約為1.1萬億噸，后者約為1萬億噸。

地球上的人造物總量大于生物總量是一個漸進的過程。米洛團隊估算了1900年至2020年的全球生物總量和人造物總量的變化。在20世紀初，人造物總量相當于生物總量的3%，但今天人造物總量已經超過了全球生物總量。

地球上的生物總量主要是由綠色植物和動物組成，自第一次農業革命以來，由于農業生產、木材采伐等土地利用變化，地球的生物總量已從2萬億噸減少到目前的1萬億噸。基于地球上的人造物總量大于生物總量，米洛教授認為，應該把當前的地質年代更名為“人類世”。該團隊的研究也提供了以質量為基礎的人類世時代特征。此前，在2019年，由34位科學家組成的人類世工作組（AWG）曾建議將人類當前所處的時代劃分為新的地質時代，即人類世。但是，國際地層委員會（ICS）尚未批準這個新術語，AWG將在近期向ICS提交一份正式提案，以正式定義當前的地質時代。

人類世的命名是基于地質特征來劃分地球歷史的，即今天人類對地球的影響將體現在數百萬年后的沉積物與巖石中。不過，人們主要關心的還是人類世到來對目前人類的生活有何影響。地球上的人造物總量多于地球上的生物總量當然會影響或改變人們的生活，只是這種變化像冰山慢慢融化一樣，表面看并不顯著，但影響巨大而深遠，首先體現在耕地和糧食安全上。

米洛團隊估算的結果是，混凝土、磚塊等在所有人造物中的占比為40%。這些物質以人類建筑的方式矗立于土地之上，或者以廢棄物的形式堆積在地表，占據大片地表面積，顯然會影響到人和動植物對土地的利用。具體體現為，耕地減少，或者新開辟土地的質量較低，不適合耕種；對動植物的影響是它們因失去土地和家園而難以生存，或者在與人類爭奪生存地的戰爭中被人類滅絕。

土地是人類和其他生物生存的基礎，耕地更是具有生產、生活、生態等多重功能。聯合國糧農組織（FAO）的統計表明，目前全球農業用地面積約為50億公頃（1公頃約為15畝），占全球陸地面積的38%，其中約1/3用作耕地，其余2/3為草地和牧場，用于放牧。然而，從1961年至2016年，全球人均耕地面積持續下降，從1961年的人均約0.45公頃降至2016年的人均0.21公頃。另一方面，全球人口數量在1961年至2016年翻了一倍多，對糧食的需求量大幅增長。耕地的減少是由于城市化的擴大、人類制造的人造物增多和人類活動半徑的擴增而造成的。當耕地這一有限資源加速減少時，后果便是，種植的糧食會減少，難以保證全球人口的糧食安全。

對于中國這樣的人口大國，耕地猶為重要。統計顯示，2017年年末，全國耕地面積為13486.32萬公頃（約20.23億畝），全國因建設占用、災毀、生態退耕、農業結構調整等減少耕地面積32.04萬公頃，通過土地整治、農業結構調整等增加耕地面積25.95萬公頃，年內凈減少耕地面積6.09萬公頃。建設占用包括了城市建設和其他工業生產所產生的混凝土、磚瓦和垃圾。因此，《全國國土規劃綱要（2016—2030年）》也要求，到2020年中國耕地保有量要保持在18.65億畝以上，到2030年保持在18.25億畝以上。如果減少混凝土、磚瓦和垃圾等人造物的產生，將會大大減少對耕地的占用。

糧食安全當然不只是要保住耕地，也可以通過其他手段來解決，如提高農業科技水平、通過增加單位面積土地上的糧食產量、發展無土栽培等守護糧食安全。但是，減少人造物對耕地的占用顯然是目前最主要的解決糧食安全的途徑。

今天，地球上的人造物總量大于生物總量并非只是占用耕地和其他生物棲息地的問題，另一個重大挑戰是，人造物對地球的污染。提到人造物對地球和環境的污染，人們首先考慮的是人造的持久性有機物的污染。2004年5月17日生效的《關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》禁止和削減的持久性有機污染物（POPs）有12種。此外，1998年6月在丹麥奧爾胡斯召開的泛歐環境部長會議上，美國、加拿大和歐洲32個國家正式簽署了《關于長距離越境空氣污染公約》，把禁用和減少的持久性有機污染物增加到20種，包括六溴聯苯、林丹、多環芳烴和開蓬（十氯酮）等。

但是，人造物中的另一些有機物，如塑料、橡膠、廢紙等對地球環境的污染和對人及其他生物的有害影響才剛剛顯露出來，其中影響最大的是塑料。目前，每年有近3000萬噸塑料被傾倒在陸地上，近5000萬噸塑料被露天焚燒，還有1080萬噸塑料最終流入海洋。如果人類繼續不加限制地生產和肆意使用塑料制品，到2040年將有12.7億噸的塑料被傾倒在陸地和海洋中。

雖然人類生產的塑料遠比混凝土、磚瓦等少得多，但是，由于其需要長達四五百年才能降解為對自然、生物鏈無害的物質，因而塑料對地球上所有生物的危害比混凝土還要大。2015年聯合國可持續發展目標提出的年度800萬噸的塑料垃圾排放量，已經達到地球環境所能承受的極限。但是，根據計算，到2030年，全球年度塑料垃圾排放量可能達到5300萬噸，足足超標6倍多。此外，自1900年以來，人類生產的塑料已達80億噸，但地球上的動物也只有40億噸。

塑料的危害不僅在于難以降解和被動物吃下損害它們的健康，新近更發現，塑料通過碰撞、摩擦、降解后會形成無數微塑料顆粒，危害人和生物。海洋中平均每立方米海水包含的微塑料可達830萬個。奧地利維也納醫科大學的一項研究表明，在受試者的糞便中發現，每10克糞便中含有20個微塑料，估計每人每年吃下約7.3萬個微塑料。

微塑料對人體的影響主要體現在其吸附的污染物上，尤其是持久性有機污染物。持久性有機污染物具有高毒、持久、生物積累性、親脂疏水性等特點，與微塑料結合，對人和生物的傷害會成倍增加。現在已經發現，微塑料對魚類的生長、生殖等都有害，對人類的危害可能需要更長時間才能體現出來。

應對塑料對地球和人類的危害有三種方式，即降低塑料產量（包括禁塑令等政策）、加強對現存塑料的管理和繼續清理環境中的塑料垃圾。這三種方式也可以成為人類限制其他有害人造物質生產的手段。

地球上的人造物總量大于生物總量當然還有其他方面潛在的危機，如樹木的減少將加劇氣候變暖并讓很多物種滅絕，也會讓人類陷于生存危機。問題當然不在于人類應不應當建設和發展，而是要考慮以什么樣的方式建設和發展才對地球和地球上包括人類在內的所有生物有利，或利多弊少。