“人类世”对地球的改变

张田勘

以色列魏茨曼科学研究所植物与环境科学系教授米洛及其团队近期发表于《自然》杂志的一篇文章称，2020年地球上人造物总量首次超过地球上自然生长的生物总量，前者约为1.1万亿吨，后者约为1万亿吨。

地球上的人造物总量大于生物总量是一个渐进的过程。米洛团队估算了1900年至2020年的全球生物总量和人造物总量的变化。在20世纪初，人造物总量相当于生物总量的3%，但今天人造物总量已经超过了全球生物总量。

地球上的生物总量主要是由绿色植物和动物组成，自第一次农业革命以来，由于农业生产、木材采伐等土地利用变化，地球的生物总量已从2万亿吨减少到目前的1万亿吨。基于地球上的人造物总量大于生物总量，米洛教授认为，应该把当前的地质年代更名为“人类世”。该团队的研究也提供了以质量为基础的人类世时代特征。此前，在2019年，由34位科学家组成的人类世工作组（AWG）曾建议将人类当前所处的时代划分为新的地质时代，即人类世。但是，国际地层委员会（ICS）尚未批准这个新术语，AWG将在近期向ICS提交一份正式提案，以正式定义当前的地质时代。

人类世的命名是基于地质特征来划分地球历史的，即今天人类对地球的影响将体现在数百万年后的沉积物与岩石中。不过，人们主要关心的还是人类世到来对目前人类的生活有何影响。地球上的人造物总量多于地球上的生物总量当然会影响或改变人们的生活，只是这种变化像冰山慢慢融化一样，表面看并不显著，但影响巨大而深远，首先体现在耕地和粮食安全上。

米洛团队估算的结果是，混凝土、砖块等在所有人造物中的占比为40%。这些物质以人类建筑的方式矗立于土地之上，或者以废弃物的形式堆积在地表，占据大片地表面积，显然会影响到人和动植物对土地的利用。具体体现为，耕地减少，或者新开辟土地的质量较低，不适合耕种；对动植物的影响是它们因失去土地和家园而难以生存，或者在与人类争夺生存地的战争中被人类灭绝。

土地是人类和其他生物生存的基础，耕地更是具有生产、生活、生态等多重功能。联合国粮农组织（FAO）的统计表明，目前全球农业用地面积约为50亿公顷（1公顷约为15亩），占全球陆地面积的38%，其中约1/3用作耕地，其余2/3为草地和牧场，用于放牧。然而，从1961年至2016年，全球人均耕地面积持续下降，从1961年的人均约0.45公顷降至2016年的人均0.21公顷。另一方面，全球人口数量在1961年至2016年翻了一倍多，对粮食的需求量大幅增长。耕地的减少是由于城市化的扩大、人类制造的人造物增多和人类活动半径的扩增而造成的。当耕地这一有限资源加速减少时，后果便是，种植的粮食会减少，难以保证全球人口的粮食安全。

对于中国这样的人口大国，耕地犹为重要。统计显示，2017年年末，全国耕地面积为13486.32万公顷（约20.23亿亩），全国因建设占用、灾毁、生态退耕、农业结构调整等减少耕地面积32.04万公顷，通过土地整治、农业结构调整等增加耕地面积25.95万公顷，年内净减少耕地面积6.09万公顷。建设占用包括了城市建设和其他工业生产所产生的混凝土、砖瓦和垃圾。因此，《全国国土规划纲要（2016—2030年）》也要求，到2020年中国耕地保有量要保持在18.65亿亩以上，到2030年保持在18.25亿亩以上。如果减少混凝土、砖瓦和垃圾等人造物的产生，将会大大减少对耕地的占用。

粮食安全当然不只是要保住耕地，也可以通过其他手段来解决，如提高农业科技水平、通过增加单位面积土地上的粮食产量、发展无土栽培等守护粮食安全。但是，减少人造物对耕地的占用显然是目前最主要的解决粮食安全的途径。

今天，地球上的人造物总量大于生物总量并非只是占用耕地和其他生物栖息地的问题，另一个重大挑战是，人造物对地球的污染。提到人造物对地球和环境的污染，人们首先考虑的是人造的持久性有机物的污染。2004年5月17日生效的《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》禁止和削减的持久性有机污染物（POPs）有12种。此外，1998年6月在丹麦奥尔胡斯召开的泛欧环境部长会议上，美国、加拿大和欧洲32个国家正式签署了《关于长距离越境空气污染公约》，把禁用和减少的持久性有机污染物增加到20种，包括六溴联苯、林丹、多环芳烃和开蓬（十氯酮）等。

但是，人造物中的另一些有机物，如塑料、橡胶、废纸等对地球环境的污染和对人及其他生物的有害影响才刚刚显露出来，其中影响最大的是塑料。目前，每年有近3000万吨塑料被倾倒在陆地上，近5000万吨塑料被露天焚烧，还有1080万吨塑料最终流入海洋。如果人类继续不加限制地生产和肆意使用塑料制品，到2040年将有12.7亿吨的塑料被倾倒在陆地和海洋中。

虽然人类生产的塑料远比混凝土、砖瓦等少得多，但是，由于其需要长达四五百年才能降解为对自然、生物链无害的物质，因而塑料对地球上所有生物的危害比混凝土还要大。2015年联合国可持续发展目标提出的年度800万吨的塑料垃圾排放量，已经达到地球环境所能承受的极限。但是，根据计算，到2030年，全球年度塑料垃圾排放量可能达到5300万吨，足足超标6倍多。此外，自1900年以来，人类生产的塑料已达80亿吨，但地球上的动物也只有40亿吨。

塑料的危害不仅在于难以降解和被动物吃下损害它们的健康，新近更发现，塑料通过碰撞、摩擦、降解后会形成无数微塑料颗粒，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830万个。奥地利维也纳医科大学的一项研究表明，在受试者的粪便中发现，每10克粪便中含有20个微塑料，估计每人每年吃下约7.3万个微塑料。

微塑料对人体的影响主要体现在其吸附的污染物上，尤其是持久性有机污染物。持久性有机污染物具有高毒、持久、生物积累性、亲脂疏水性等特点，与微塑料结合，对人和生物的伤害会成倍增加。现在已经发现，微塑料对鱼类的生长、生殖等都有害，对人类的危害可能需要更长时间才能体现出来。

应对塑料对地球和人类的危害有三种方式，即降低塑料产量（包括禁塑令等政策）、加强对现存塑料的管理和继续清理环境中的塑料垃圾。这三种方式也可以成为人类限制其他有害人造物质生产的手段。

地球上的人造物总量大于生物总量当然还有其他方面潜在的危机，如树木的减少将加剧气候变暖并让很多物种灭绝，也会让人类陷于生存危机。问题当然不在于人类应不应当建设和发展，而是要考虑以什么样的方式建设和发展才对地球和地球上包括人类在内的所有生物有利，或利多弊少。