一個由各學科專家組成的研究小組為地球做了一次“全身”檢查。研究小組的成員包括瑞典斯德哥爾摩環境研究所所長喬恩?羅克斯特羅姆、德國波茨坦氣候影響研究所保羅?克魯岑、美國國家航空航天局氣候科學家詹姆斯?漢森等。

　　他們發現，由于人類活動，地球正面臨9大危機。通過分析大量數據，他們極盡全力為地球設定所能承受的這9大危機的安全界限。那么，這9大危機的現狀如何？是否已經達到無法挽回的地步？我們接下來一一診斷。

　　海洋酸化

　　安全界限：全球海洋的平均碳酸鈣飽和度≥2.75∶1。

　　工業時代前期水平：3.44∶1。

　　目前水平：2.90∶1。

　　科學診斷：目前在安全界限內。不過，部分海洋的碳酸鈣飽和度到21世紀中期將超過臨界值。

　　當大氣中的二氧化碳含量增多時，海洋吸收的二氧化碳相應增加。這些二氧化碳溶解在海水中，形成碳酸。從工業時代開始至今，海洋表層海水的pH(酸堿度)從8.16下降到8.05。

　　目前，海洋酸化尚未對人類構成威脅，不過它已經對海洋的一些化學結構造成嚴重影響。其中，最重要的影響是它降低了溶解在表層海水中的碳酸鈣含量。如果海洋中的碳酸鈣含量過低，海洋中用碳酸鈣構建外殼的生物就遭殃了。比如，珊瑚。當海洋中碳酸鈣含量低于臨界值時，珊瑚的碳酸鈣外殼會溶解在海水中。

　　目前，全球海洋的平均碳酸鈣飽和度已經從工業時代前期的3.44∶1下降到2.90∶1。而碳酸鈣含量在不同海域中存在極大差異。據近期的統計數字估計，北冰洋等部分海域的碳酸鈣飽和度可能降至1∶1。屆時，珊瑚等海洋中的一些物種將在酸性海水中滅亡。此外，海洋吸收二氧化碳的能力降低，這將加劇全球氣候變暖。

　　臭氧層空洞

　　安全界限：臭氧層平均厚度≥276個多布森單位。

　　目前水平：283個多布森單位。

　　科學診斷：目前處于安全水平。

　　臭氧層厚度用“多布森單位”表示。零攝氏度、標準海平面壓力下，10-5米厚的臭氧層定義為1個多布森單位。當臭氧層厚度低于220個多布森單位時，臭氧層便出現空洞。20世紀70年代，南極上空的臭氧層空洞向人類發出警告。世界各國迅速采取行動彌補臭氧層空洞。隨著導致臭氧層空洞的化學物質的禁用，臭氧層已經渡過了難關。

　　然而，噩夢還未完全結束。其中一個擔憂是全球氣候變暖帶來的影響。當全球氣候變暖后，更多的熱量聚集在地表，致使臭氧層更加寒冷，很有可能促使滯留在大氣層中的吞噬臭氧的化學物質把臭氧層“鑿開”一個空洞。

　　克魯岑曾因揭示臭氧化學現象而榮獲諾貝爾化學獎。他建議，臭氧層的平均厚度不得低于276個多布森單位。隨著吞噬臭氧的化學物質的濃度不斷下降，我們有信心將臭氧層厚度維持在安全界限內。

　　淡水枯竭

　　安全界限：每年消耗淡水≤4000立方千米。

　　目前水平：每年消耗淡水2600立方千米。

　　科學診斷：到21世紀中期接近安全界限。

　　人類操控世界上的多條河流。因為修筑大壩，許多條河流終結了生命。人類行為已經導致許多濕地干涸。

　　另外，水資源的過度消耗還在威脅人類的生存。比如，飲用水短缺、農業灌溉缺水以及全球氣候變化。50年來，中亞地區河流上的大壩已使咸海干涸。沒有了咸海對氣候的調節作用，整個中亞地區夏季更加炎熱，冬季更加寒冷，土地一年四季面臨干旱。

　　因為河流干涸，人們不得不抽取寶貴的地下水。一些人還在毀滅森林，破壞自然界的水循環。比如，亞馬孫熱帶雨林的減少，將降低南美洲熱帶地區水的蒸發速度，有可能改變包括亞洲季風在內的北半球氣候模式。

　　身為水利學家的羅克斯特羅姆把每年淡水消耗量的安全界限定在4000立方千米范圍內。這個消耗量大致相當于世界三分之一的河流徑流量，不包括雨林中和北極地區尚未開發的河流。我們離抵達上述安全極限還有一定距離。目前，每年淡水消耗量大約為2600立方千米。但是，我們不能掉以輕心，揮霍水資源。隨著人口的增加，水資源只會越來越匱乏。為此，我們必須節約地球上的每一滴水。

　　物種滅絕

　　安全界限：每年物種滅絕率≤百萬分之十。

　　目前水平：每年物種滅絕率至少百萬分之一百。

　　科學診斷：遠遠超過安全界限。

　　人類的多種生產方式使地球上的許多物種滅絕。比如，在它們的棲息地上開墾農田或者鋪路，引進與本地物種無法共存的外來物種，用污染物毒殺它們，獵食它們，以及改變全球氣候，等等。盡管每個物種都是獨立個體，但是對于地球這個大的生態系統而言，每個物種都有自身的價值。所以，物種的滅絕將破壞地球一系列生態系統，諸如回收廢物、清潔污水、保持海洋化學結構。

　　生物多樣性是健康生態系統的重要指標。目前，我們還不能確定究竟要損失多少物種、哪些物種，才會導致生態系統崩潰。當然，我們也不希望這一天到來。據統計，目前每年的生物滅絕率為百萬分之一百。這一滅絕率堪比地球歷史上經歷的大規模滅絕事件，包括恐龍滅絕。

　　為了避免重現歷史悲劇，研究小組把安全界限設定為每年生物滅絕率低于百萬分之十。他們坦言，如果我們不控制物種的滅絕率，不給其他物種生存的空間，人類最終將把自己逼近險境。

　　氮循環失衡

　　安全界限：每年固氮量≤3500萬噸。

　　目前水平：每年固氮量1.21億噸。

　　科學診斷：遠遠超過安全界限。

　　氮是構成生命的基本元素。然而，地球庫存的氮氣不能被生物直接吸收，需要通過固氮作用成為氨，才能被生物吸收利用。自然界中存在一些固氮和脫氮的微生物。正是借助這些微生物，地球上的氮循環才能得以維持。

　　不過，人類的種植行為干預了氮循環。為了增加土壤中可吸收的氮，德國化學家弗里茨?哈勃于20世紀初發明了工業固氮方法，從大氣中制取氮肥，從而改變了自然界原來的氮循環。如今，采用這種方法每年能從大氣中固氮8000萬噸，并將固態氮撒播到世界各地的農田里。此外，燃燒化石燃料、木材和農作物等方法也能固氮。目前每年人工固氮量達1.21億噸，遠遠超出了地球所能承受的范圍。

　　過量的氮正在酸化土壤，破壞許多物種。大量的氮注入周邊的湖泊和海洋，導致多處水域富營養化。富營養化的水域滋生了大量水生生物，這些生物的生存又耗盡了水域中的氧氣，致使許多水域成為一灘死水。

　　羅克斯特羅姆嘗試著把人為固氮的安全水平設定在每年3500萬噸，約占目前人工固氮總量的四分之一。這是一項艱難的任務。

　　田地匱乏

　　安全界限：≤15%的無結冰土地被用于農業種植。

　　目前水平：12%的無結冰土地被用于農業種植。

　　科學診斷：21世紀中期將達到安全界限。

　　農業的拓展速度繼續加快，人們已經開始征用熱帶雨林作為農業用地。目前，世界上過半的熱帶雨林已經消失。草原原本是野生動物活動的天堂，現在卻被人類圈養的牲畜占據。羅克斯特羅姆分析認為，農業擴張使地球生態系統喪失服務功能，加劇氣候變化，并改變淡水循環。

　　目前，人們已經把大約12%的無結冰土地轉變為農田，共計大約1600萬平方公里。羅克斯特羅姆把土地利用的安全界限設定在全球15%無結冰土地轉變為農田。不過，他坦言，更為關鍵的是我們不僅要限制農田數量，更要講究如何使用農田。為了避免超過安全界限，我們應該提高農業種植率，充分發揮高產土地的價值。