地球限度理論

以來所建立工業化社會的行為，已成為改變全球環境的主要驅動力。依據這個框架，「跨越一個或多個行星限度是有害，甚至災難性的，因為跨越閾值的風險是引發地球上大陸（洲級）尺度，甚至是行星尺度的非線性及急劇的環境變化。」

同一組科學家中的幾位在2015年發布更新，引入新的作者和由新模型產生的分析。在這次更新中，顯示已有4個限度遭到跨越：氣候變化（全球暖化）、生物圈完整性喪失（生物多樣性喪失及物種滅絕）、變化及生物地球化學循環（磷和氮循環）變化。
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! 地球系統過程 !! 控制變量 || style="text-align:center;" |350 || style="text-align:center;" |412 || style="background:#ffaaaa;text-align:center;" |已跨越 || style="text-align:center;" |280
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| 或是:從第一次工業革命開始（約1750年）輻射強迫的變化 || style="text-align:center;" |1.0 || style="text-align:center;" |3.101 || style="background:#ffaaaa;text-align:center;" |已跨越 || style="text-align:center;" |0
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| rowspan="2" | 2. 生物多樣性喪失 || 遺傳多樣性: 滅絕率的定義為每年每百萬物種中滅絕的數目（E/MSY） || style="text-align:center;" |10 || style="text-align:center;" |>100–1000 || style="background:#ffaaaa;text-align:center;" |已跨越 || style="text-align:center;" |0.1–1
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|| : BII (Biodiversity Intactness Index(生物多樣性完整指數)）|| style="text-align:center;" |90-30% || colspan="2" style="text-align:center;" | 尚未量化 || style="text-align:center;" |100%
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| rowspan="2" | 3. 生物地球化學循環|| (a) 人為氮循環由大氣中移除氮 (每年數百萬公噸) || style="text-align:center;" |62 || style="text-align:center;" |150

各限度之間的相互作用
（0-10，指數高表示完整性高，顏色越深） 顯示人類對世界倖存的森林產生的影響。]]

了解地球系統，從根本上說是了解環境變化過程之間的相互作用。地球限度理論是根據地球系統的動態條件而定義，但關於不同限度之間如何相互關聯，原本屬於科學的討論往往在哲學和分析上發生混淆。對基本概念和名詞作更清晰的定義將有助於釐清。

框架之內的過程之間存在非常多的相互作用。作者們所得的證據顯示，由於海水溫度上升和海水中霰石的飽和度下降，讓珊瑚礁難以蓄積碳酸鈣。另有幾種壓力源，例如海中的營養物質增加和過度捕撈活動，讓珊瑚礁的生態系統生長不佳。海洋酸化對整個海洋生物的分佈和豐度產生顯著的影響，尤其是「對需要透過鈣化作用，把生物碳酸鈣構建為骨骼、外殼等的物種。溫度升高、海面紫外線輻射水準增加以及海洋酸化都會對海洋生物群系造成壓力，而這些壓力的組合作用會大幅度導致海洋生物系統的豐富性和多樣性受到干擾，大幅超出單一壓力源作用所能造成的影響。」

自2012年以來發表的新限度或擴張限度
美國教授在2012年提出第10個限度，即所有陸生植物的年度淨初級生產數量，當作一種容易確定的衡量標準，這種衡量把許多變量整合，可提供「有關生態系統健康的明確信號」。

到2015年，有第二篇論文在《科學》雜誌發表，以更新地球限度的概念。

針對限度的辯論和進一步研究
氣候變化
在2018年所做的一項研究，對《巴黎協定》中規定把升溫控制在不超過工業化前溫度2攝氏度的做法是否足夠而提出質疑。

生物圈完整性的變化
根據生物學家克里斯蒂安·薩普的說法，「設定限度以表達物種隨時間演進而消失的可能性，更清楚反映我們人類對地球未來生命具有的潛在影響。」把生物滅絕率當作是生物多樣性限度的唯一標準也受到批評。地球上的滅絕率在地球史上有過很大的變化，因此將其用作唯一的生物多樣性變量，可能用處不大。質疑「在沒有認真計劃如何達成這些限度要求的情況下，卻創建一個環境限度列表，是否真的有用……它們可能成為另一種打擊公民的工具。論及全球氮循環的破壞是一個明確的例子：如果沒有人工化肥，今天地球上的大部分人都無法生存。這些倫理和經濟問題如何與單純設定限度的呼籲相匹配？……糧食是無可取代的。」

磷峰值是個描述時間點的概念，屆時全球磷的生產達到頂點。磷是地球上一種定量，而且數量有限的資源，由於其以非氣態形式循環，除採礦以外，就沒別的生產方式。據有些研究人員稱，地球的磷儲量估計將在50至100年內完全耗盡，而磷的峰值將大約會在2030年達到。

海洋酸化
表層海水酸度與氣候變化限度有明顯的關聯，因為大氣中二氧化碳的濃度也是海洋酸化限度的潛在控制變量。

水文學家大衛·莫爾（David Molden）在2009年表示，在「增長的極限」的辯論中，地球限度是種受歡迎的新方法，但他表示，「限制全球用水量有其必要，但所建議的每年4,000立方千米的限度是個過於慷慨的數字。」

綠水和藍水
有項研究，其結論是「淡水使用」限度應重命名為「淡水變化 」，淡水由「綠水」和「藍水」組成。缺水會對農業產生重大影響。在針對氣候變化測量和預測農業水資源短缺時，「綠水」和「藍水」具有相關性。

臭氧消耗
平流層中的臭氧層可過濾來自太陽的紫外線輻射，讓生物系統免受破壞。世界各國在《蒙特婁議定書》之後，所共同採取的行動似乎已讓地球維持在安全限度之內。把大氣中的氣溶膠含量納入限度也很重要，但尚不清楚是否可制定出適當的安全閾值。有人在2019年提出新實體也該包括轉基因生物、農藥，甚至是人工智能。

目前已有一種貝氏推論模擬器，可用於模擬持久性有機污染物的影響，或可把化學污染的限度予以量化。迄今已得到多氯聯苯 (PCB) 的臨界暴露水準，跨越後就會造成海洋哺乳動物大規模死亡，這數據被建議當作地球化學污染的限度。

世界上目前至少有350,000種人造化學物質，包含來自「塑料、農藥、工業化學品、消費品中的化學品、抗生素和其他藥品」。它們大多會「對地球健康產生負面影響」。這些物質自1950年以來的產量已增加50倍，預計到2050年將另增加3倍。僅塑料一項就含有超過10,000種化學物質，並造成很大的問題。研究人員呼籲限制化學品生產並轉向循環經濟，即採用可重複使用和回收的產品。

一組科學家在2022年1月得到結論，地球在化學污染的限度早已遭到跨越，地球系統的穩定性受到威脅。這個結論是他們把一些新實體（包括塑料和危險物質）的生產和釋放，在過去幾十年如何快速增加，以及對於地球運作發生嚴重影響的文獻整合後而得。現已有一些行動以限制和取代這些物質的使用。這個概念源自其詞根「生態完整性」，最初開發是用來描述亞全球生物多樣性下降的狀態。在此背景下，「完整性」是一種有關生態健康受到人類行為影響的思維。地球完整性的概念在幾個分析層面中變得流行。例如，它也隱含在地球限度的概念中。

現在似乎大家已有普遍共識，即地球完整性正以前所未見的方式受到影響，而迫切需要通過可持續發展目標之類經深思熟慮和完善的指導機制。從人類對環境造成的負面影響，以及預言我們正迅速接近全球氣候臨界點，可明顯看出我們地球完整性已有衰退的跡象。2008年，服務於聯邦科學與工業研究組織 (簡稱CSIRO) 的格雷厄姆·特納 (Graham Turner)發表一篇「增長的極限與30年實際狀況的比較」。增長的極限理論受到廣泛討論，有對作者建模方法及其結論的批評者，也有分析人士贊同報告所提社會並非生活在一個資源無限的世界中，以及自1970年代以來己有數據支持報告的調查結果所具的洞見。這理論採用方法，探討世界經濟的社會技術動態如何把人類的機會限制，同時並引入崩潰的風險。相較之下，地球限度框架側重於地球系統的生物物理動力學。這份報告試圖重拾斯德哥爾摩會議的精神，目的是為在未來的政治討論中把發展和環境的概念做聯繫。報告中引入著名的可持續發展的定義：

對地球限度框架產生影響的另一個關鍵思想是蓋亞假說。這是英國科學家詹姆斯·洛夫洛克和美國微生物學家琳·馬古利斯在1970年代提出的概念——地球上所有生物及其無機環境已被整合成為一個單一的自我調節系統。這個系統具有對擾動或偏差作出反應的能力，就像生物具有調節機制以適應環境變化（如溫度）並維持體內平衡一樣。但這種調節能力有其限度。例如，當生物曝露於低於或高於其適合生存的溫度時，如果它的調節機制無法進行必要的調整，就會死亡。同樣的，地球可能無法對關鍵參數的大偏差做出反應。 In the Anthropocene, humans have become the main agents of not only change to the Earth System人類在這個時代不僅是改變地球系統的主要推動者，也是破壞地球系統的驅動因素，這種穩定性讓全世界的社會蓬勃發展，農業興起、大規模定居點隨後出現，並建構復雜的貿易網絡。

根據洛克史托姆等科學家的說法，人類「現在已經變得非常依賴這些過往投資來維持已有的生活方式，以及如何圍繞它們來組織社會、技術和經濟，因此我們必須採用全新世時的地球系統限度範圍，作為理想狀態的科學參考點。」

由於人類活動，對維持地球系統彈性很重要的各種生物物理過程也在發生巨大而快速的變化。例如自從人類世出現開始，物種的滅絕的速度增加100倍以上，人類已是改變全球河流流量以及陸地表面水氣蒸發流量的驅動力。人類活動對地球系統過程的持續干擾，如再進一步的施加壓力，就有破壞穩定的可能，而導致地球系統做出非線性、突然、大規模或不可逆轉的環境變化，其規模是整塊大陸式，甚至可把整個地球包含在內。

生物地球化學家威廉·施萊辛格質疑設定閾值，對於已發生的污染是否是個好主意。他認為等到我們接近某個設定的限度時，可能已到為時已晚的地步。「因為根據閾值做管理是易於執行，而成為具有吸引力的做法，但會容許有害、緩慢和擴散的退化幾乎無止境的持續。」

後續發展
「安全公正的空間」甜甜圈
圖示。]]

本節摘自甜甜圈 (經濟模型)。

甜甜圈（經濟模型）是個描述可持續發展的視覺框架——形狀如甜甜圈或救生圈——把地球限度的概念與社會邊界的互補概念相結合。這個名稱來自圖表的形狀，即模型中間圓形的孔描繪的是無法獲得基本人權（醫療衛生、教育、社會公平等）的人口比例，而圖形外圍的一層則代表生命所依賴的生態極限（地球限度），不可跨越。這個圖表由牛津大學經濟學家在她2012年樂施會中發表名為《人類安全和公正的空間》（A Safe and Just Space for Humanity）的論文所揭示，然後在她2017年的著作《》和論文中再做詳細的闡述。

凱特·拉沃斯提出這個框架的目的是藉由不超過地球生態上限的情況下而能滿足人們需求的程度，以衡量經濟的表現。這個新模型的主要目標是重新定義經濟問題，並設定新目標。在此模型中，當12個社會基礎全部都能滿足，而沒有超過9個生態上限中的任一個時，經濟就被認為達到的境界。這境界存於生態上限（Ecological ceiling）和社會基礎（Social foundation）兩個環狀之間，凱特·拉沃斯認為此處是人類安全和公正的空間。

國家環境足跡
有幾項研究依據地球限度來評估各國的環境足跡：瑞典、瑞士、 荷蘭、歐盟、印度、許多參與一帶一路倡議的國家以及世界上最重要的經濟體。雖然對於各國所應用的指標和分配方法並不相同，但有一個趨同的結果，即較富裕國家的使用資源方式，如果外推到全世界的人口，則無法與地球限度相容。

與農業和食品消費有關的限度
全球與農業和營養相關的人類活動導致9個限度中已有4個被跨越。流入水生和陸地生態系統的過剩養分（氮和磷）最為重要，其次是過度的土地系統變化和生物多樣性喪失。而在生物多樣性喪失之中的磷循環和土地系統變化，跨越的情況尚不確定，顯示的是風險增加（圖中黃色圓圈），與農業相關的氮循環限度被跨越的程度已超過200%，顯示的是高風險（圖中紅色圓圈）。所謂營養，包括有食品加工和貿易，以及食品消費（家庭烹飪和食饗）。與消費相關的淡水使用、大氣氣溶膠濃度（空氣污染）和平流層中臭氧消耗產生的影響，尚未做全球量化以與限度做比較。

個人和集體容許配額
基於一般生態限制框架所做廣泛描述的建議解決方法包括（可轉讓的）個人碳配額（personal carbon trading）和「經過立法的」國家溫室氣體排放限制。消費者將在（集體）範圍內做知情的自由選擇。

國際政策層面的採用
聯合國
2012年3月16日，聯合國當時的秘書長潘基文在聯合國大會非正式全體會議上，介紹其全球可持續發展問題高級小組（High Level Panel on Global Sustainability）準備的報告要點時，認可地球限度的概念。潘基文表示：「這個小組的願景是消除貧困和減少不平等，讓增長具有包容性，生產和消費更具可持續性，在應對氣候變化之時，也尊重其他各種限度。」這一概念被納入於2012年6月20日至22日在里約熱內盧召開的聯合國可持續發展大會結論中的「零草案」之內。但有關採用這個概念的文字隨後從會議的記錄撤回，「部分原因是一些較貧窮的國家擔心採用這個概念會導致它們的減少貧窮和經濟發展活動遭到擱置。觀察人士說，也是因為這個想法太新才無法受到正式採用，需要經歷挑戰、風化和反複試驗，確定其穩健性，然後才有機會在國際談判中獲得認可。」

2011年，聯合國全球可持續發展高級小組在其第二次會議上將地球限度的概念納入其框架，並指出目標是：「消除貧困和減少不平等，實現包容性增長，讓生產和消費更具可持續性，同時能應對氣候變化，並尊重其他地球限度的規範。」

在程序中的其他方面，小組成員對地球限度概念在政治上的有效性持保留態度：「這種限度仍然是個發展中的概念，應謹慎使用 [...]地球限度概念會引起分歧，因為它會被視為“北方世界”的工具，告訴“南方世界”不要仿效富國所走的資源密集型和環境破壞性的道路……這種語言對大多數開發中國家而言屬無法接受，因為它們擔心強調限度，等於讓窮國的發展戛然而止。」

但這一概念經常出現在聯合國的議程，和聯合國每日新聞（UN Daily News）之中。例如聯合國環境署(UNEP) 執行主任指出，農業的挑戰是「在不將人類足跡跨越到限度之外，又能養活不斷增長的全球人口。」UNEP的2010年年報中也重述洛克史托姆的信息，在概念上將其與和作聯繫。

小組在其2012年標題為「有韌性的人，有韌性的星球：值得選擇的未來」的報告中呼籲全球勇敢盡力，「包括發起重大的全球性科學倡議，以加強科學與政策之間的聯繫。我們必須把科學家所提的地球限度、環境閾值和臨界點透過科學手段來定義。」

歐盟委員會
地球限度的概念也在歐盟委員會的議程使用，並在歐洲環境署綜合報告《歐洲環境——狀態和展望2010》中被提及。

參見

• 生態足跡
• 全球災難危機
• 全球變化
• 全新世滅絕事件

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• 人類對環境的影響

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*可持續性

參考文獻
資料來源
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• See also: Peak water.

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• The web page inverts the book title.

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外部連結

• [https://www.stockholmresilience.org/research/planetary-boundaries/planetary-boundaries-data.html Figures and data] for the updated Planetary Boundaries can be found at the Stockholm Resilience Centre website.
• [http://www.nature.com/news/specials/planetaryboundaries/index.html#feature Planetary Boundaries: Specials] Nature, 2009-09-24.
• [http://www.ted.com/talks/lang/eng/johan_rockstrom_let_the_environment_guide_our_development.html Johan Rockstrom: Let the environment guide our development] TED video, July 2010. [http://initforthegold.blogspot.com/2010/09/rockstrom-on-planetary-boundaries.html Transcript html]

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全球環境議題
全球化
可持續性
對資本主義的批評