以智慧的方式掌控地球有限的土地

人類能否在地球上種植足夠的食物、生產足夠的能源,同時還能保護其他物種(包括植物和動物)最後的棲息地?

編者按:以下內容摘自馬克·萊納斯(Mark Lynas)的著作上帝物種:在人類時代拯救地球》。 

地球上絕大部分無冰陸地表面——根據一項研究,高達 83%(pdf)——現在都以某種方式受到人類的影響。在我居住的英倫三島,沒有哪個地方的景觀是完全沒有被人類改變的。例如,如果湖區不放牧綿羊,除了最高的山峰外,所有地方都會恢復成茂密的林地。在整個英國,只有那些能夠與人類對土地的統治共存的物種才得以生存到現代:其他物種,從海狸到狼,都已完全滅絕。

人類對土地的影響可能比乍看之下要大得多。例如,道路似乎只直接影響相對較小的地帶,但它們也將生態系統一分為二,改變了生活在道路兩側的物種的生存前景。據估計,美國道路網路上每天有 100 萬隻動物被殺,這種不斷清除捕食者和獵物的影響在更廣闊的地區都能感受到。 2002 年一項關於馬薩諸塞州一條繁忙的四車道高速公路的生態影響的開創性研究發現,其影響——從溼地排水到噪音——波及範圍廣達 600 米。由此推斷,美國全國 620 萬公里的道路網路所產生的全國性影響,只能靠猜測了。


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雖然繁忙的鋪砌道路是最近才出現的現象,但人類對地表的總體改造已經加速了數千年。羅馬帝國砍伐了地中海周圍的大片地區,導致土壤侵蝕和肥力下降。歐洲大陸的景觀在公元 500 年(當時仍有五分之四被沼澤和林地覆蓋)到公元 1300 年(當時一半的自然土地已經轉為農業用地)之間發生了巨大的變化。這種變革過程與人口增長同步波動:當黑死病在十五世紀初殺死歐洲三分之一的人口時,森林停止了衰退並開始重新生長。時至今日,許多德國最珍貴的“天然”林地都要歸功於中世紀瘟疫造成的荒涼。

由於地球上仍然保持原始狀態且未受人類影響的土地如此之少,在現代世界中,“荒野”的概念越來越沒有意義。事實上,如果考慮到汙染和氣候變化,地球表面沒有哪個地方是真正野生的。這並不意味著我們必須悲觀地接受半野生地區持續減少以及它們提供的至關重要的生態系統服務的侵蝕。但這確實意味著,我們需要挑戰一些在這個人類幾乎完全統治地球的新時代不再有用的傳統觀念。“親近自然”或“迴歸土地”通常對環境不利,無論這些目標對於尋求逃離工業生活的個人在心理上有多麼大的滿足感。相反,我們需要儘可能地在現有區域內加強農業和其他人類土地利用,並鼓勵世界主要城市的增長,因為這些城市已經成功地將當今龐大的人口集中在世界陸地的一小部分,這是一種環境上的福音。為了最大限度地減少我們對地球表面的影響,最積極的趨勢往往不是被慶祝,而是被哀嘆:城市化。

土地與自由
人類對土地的改造對我們這個物種來說總體上是非常好的訊息,使得現在接近 70 億的人口能夠以不斷提高的生活水平和舒適度獲得支援。我們每個人現在都像中世紀的國王一樣生活,可以享用來自世界各地的豐盛食物,並且周圍環繞著只需按一下按鈕就可以洗衣服和洗碗的機器。

但是,就土地而言,我們對地球陸地表面的影響現在如此廣泛和具有變革性,以至於它們威脅到各種生態系統自我調節和維持整個生物圈的能力。自然景觀可以過濾水、產生氧氣、封存碳,併為其他物種提供重要的棲息地。無論這些景觀是森林、溼地、草原甚至沙漠,地球上各種生物群落都是地球系統不可或缺的一部分,對於其持續可持續的運轉至關重要。

地球系統的計算機模型可以證明各種生態區域對整個地球的重要性。在一項建模研究中,氣候學家彼得·斯奈德和他的同事試圖從他們模擬的星球上刪除整個生物群落,看看氣候會發生什麼變化。他們發現,移除稀樹草原會將降雨總量減少三分之一。 在熱帶森林上按下刪除鍵,整個大陸的降水量將大幅減少,氣溫將突然升高。從溫帶森林到北極苔原,不同的生物群落都可能對風、溫度和大氣環流模式產生重大影響。

隨著越來越多的地球表面看到這些傳統的生物區轉變為由人類主導的“人類生物群落”,地球系統科學家預計地球的運轉將變得越來越不穩定。今天,在至少四分之三的世界中,人類在決定生態系統中存在哪些物種方面比以前占主導地位的因素(如緯度、氣候和地理)更重要。 現在,地球不再是我們在地理課上學到的整齊的綠色和黃色條紋(表示叢林、沙漠等),而是被劃分為各種受人類影響的複雜生態系統的拼圖。根據最近的相關研究,人類對地球生產力的獲取現在佔地球陸地生物圈總生產力的約 24%。 換句話說,陸地上所有植物生產的四分之一都被我們吃掉或以其他方式消耗掉。

不同景觀的開發強度不同:雖然森林在燃料、纖維或木材方面的年產量最高可達五分之一,但耕地允許我們獲得每公頃每年令人印象深刻的 83% 的生產份額。因此,人類這個物種雖然僅佔全球動物生物量的 0.5%,卻消耗了地球所產出的一切的很大一部分。 我們取得的這一勝利當然是對被我們從食物網中取代的物種的災難:棲息地和食物供應的消失是目前地球生物多樣性持續喪失的最大原因。同樣顯而易見的是,如果我們把這個過程推得太遠,就可能跨越生態臨界點,從而可能帶來不可逆轉的後果,例如過度放牧的草地變成沙漠, 或者退化的熱帶森林在印度尼西亞和巴西的大片地區變幹並燃燒。

行星邊界專家組考慮了這種趨勢在引發生物圈功能在區域甚至全球範圍內某種程度的崩潰之前還能持續多久,該專家組的結論是,為了保護整個地球系統,不應將超過 15% 的地球表面轉化為耕地。 我們已經非常接近這個擬議的行星邊界了,已經有 12% 的土地專門用於農業。考慮到人口增長以及全球財富和消費的增加,這隻留下 4 億公頃的額外土地可供生產,這對人類來說是一個重大挑戰。然而,我們仍然可以應對這一挑戰,但前提是我們必須就如何最明智地利用地球的土地做出正確的決定。

肉類和能源
目前有兩大趨勢意味著世界必須繼續從有限的土地面積中生產越來越多的食物,這可能需要在四十年內將產量翻一番。第一個是不斷增長的世界人口,到本世紀中葉將達到 90 億或更多。第二個是更富裕的人口傾向於食用更多的食物,並增加飲食中肉類和奶製品的比例。重要的是要認識到,在影響環境方面,我們幾乎沒有什麼可以或應該做的事情來影響這兩種趨勢。

隨著人們越來越富有,他們對吃更多肉的渴望深深地根植於大多數文化中(並且攝入大量蛋白質甚至可能是我們所有人固有的生物衝動),這不是一種容易受到外界影響的事情。與氣候變化一樣,唯一務實的選擇是集中精力以儘可能保護自然生態系統的方式來滿足人們的願望和需求,而不是堅持認為這些消費模式是不可持續的,即使這在短期內似乎是事實,也要試圖挑戰這些模式本身。過去這種做法已經失敗了,將來還會繼續失敗。

在保護高生物多樣性和荒野地區的同時,必須更好地利用專門用於以人為中心的農業的土地。由於有機農業平均每單位土地的作物產量只有傳統農業的一半,因此任何大規模向有機農業的轉變最終都會佔用更多的土地。相反,集約化——利用先進的農業技術和高產作物品種在現有耕地上生產更多的產量——為養活更多更富裕的人口提供了一條更有希望的途徑。即便如此,為了滿足未來需求的增長,仍需要將一些額外的土地投入生產。行星邊界專家組建議關注歐洲和北美廢棄的耕地,以及前蘇聯和“非洲熱帶草原和南美塞拉多的部分地區”,以實現這種不可避免的耕地面積增加。

然而,有一種趨勢是可以而且應該被挑戰的,那就是全球對生物燃料的狂熱追求。使用玉米生產乙醇或大豆製造生物柴油並非不可避免——這些技術對消費者沒有好處,而是被錯誤的補貼所驅動,這些補貼本應旨在應對氣候變化,但實際上卻很可能使氣候變化以及其他一系列環境問題變得更糟。燃燒糧食作物來發電是土地最糟糕的用途,並且已經導致了食物和能源之間的直接衝突:2008 年食品價格大幅上漲(以及 2011 年初的進一步上漲),導致許多貧窮國家出現普遍飢餓和麵包暴動,其中很大一部分原因是作物從國際市場撤出,用於生產運輸用生物燃料。

目前,美國超過 40% 的玉米作物用於生產乙醇,乙醇主要與汽油混合為傳統汽車提供燃料。儘管這提高了食品價格並減少了美國在世界市場上銷售的剩餘量,但乙醇產業卻得到了 60 億美元補貼計劃的支援,該計劃旨在減少溫室氣體排放。在歐洲,生物燃料也同樣受到“環保”補貼和燃料強制措施的支援。所有這些對液體生物燃料的支援和推廣計劃都應該被廢除,因為壓倒性的科學證據表明,一旦考慮到農業排放和土地利用變化,使用土地生產能源作物根本不會帶來任何氣候效益。在最令人震驚的例子中,這一點顯而易見:馬來西亞和印度尼西亞的熱帶雨林被砍伐,用於種植油棕櫚,其中至少三分之一用於生產生物燃料的原料(其餘部分用於加工食品,從巧克力到食用油,再到化妝品)。總體而言,在 1990 年至 2005 年間,印度尼西亞有 170 萬公頃的森林被改造成油棕櫚種植園,破壞速度正在加快。科學家們計算出,燃燒泥炭地雨林以騰出土地用於種植園,每公頃會產生超過 1500 噸的碳。源自被砍伐的雨林土地的生物燃料不僅應該受到阻礙,還應該被徹底禁止。

據估計,未來生物燃料生產的土地佔用量在全球範圍內將超過 10 億公頃,如果我們尊重擬議的地球邊界,這將是剩餘 4 億公頃的兩倍多。一旦考慮到需要生產更多食物,很明顯,生物燃料對世界能源供應的貢獻只能是微乎其微的。這個結論具有重要的意義。最關鍵的是,世界上汽車和卡車車隊使用的液體化石燃料不能簡單地被液體生物燃料取代。相反,地面交通必須幾乎完全轉換為電力。這種情況已經開始出現:全電動汽車或插電式混合動力汽車正開始進入大眾市場,並且將特別適合城市或郊區駕駛員,在這些地方,目前電池技術的有限續航里程不是主要問題。然而,從中長期來看,需要建立覆蓋全國的充電基礎設施,使電動汽車能夠提供與汽油汽車相同的續航里程和加油便利性。

運輸中反對生物燃料的規則的唯一可能的例外是迫切需要對航空運輸進行脫碳,因為低碳替代液體烴燃料仍然遙遙無期。儘管航空業過去曾因飛機排放對氣候變化的影響而受到環保主義者(包括我自己)的譴責,但就每位乘客每公里燃油效率而言,最新的大型飛機(如空客 A320 和波音 787)現在的表現可以與小型家用汽車相媲美。洲際航班人均排放量以噸二氧化碳計算的原因是覆蓋的距離非常大:沒有人會從倫敦開車到悉尼。

因此,鑑於每年已經有超過 20 億人使用航空旅行,並且在印度和中國等發展中國家迅速普及,必須迅速找到高碳航空的技術替代品。如果能夠以相對可持續的方式獲取,生物燃料看起來很有希望,特別是像藻類這樣的 “第二代”生物燃料,它們不會直接與糧食作物競爭。(pdf)英國航空公司於 2010 年 2 月率先做出承諾,在英國建立一家工廠,將 50 萬噸廢料轉化為每年 1600 萬加侖的航空燃料。這看起來似乎數量很大,但它只佔倫敦希思羅機場航班的約 2%。這就是航空業面臨的規模挑戰,並表明生物燃料可能需要幾乎專門用於航空運輸。

為下一代地面車輛提供動力的電力來自哪裡也至關重要。使用煤電充電的電動汽車對氣候幾乎沒有好處。最好的解決方案是將可再生能源和核能大規模結合起來。當然,不同能源選擇的土地利用影響仍然是一個問題——而在這方面,核能絕對勝出。原因很簡單:可再生能源透過在大面積區域收集陽光和風等分散的能量來工作,而核裂變則從少量源材料中產生大量的能量。按重量比較,鈾 235 產生的能量是煤炭的 100 萬倍,而煤炭本身就代表了高度濃縮形式的化學能。核裂變釋放多少能量可以用愛因斯坦著名的方程 E=MC2 來描述,其中 E 是能量,M 是質量,C 是光速,大約為每秒 3 億米。顯然,即使使用非常少量的可裂變材料,將其乘以 3 億的平方也會得到一個非常大的數字。

然而,我的論點不是支援核能而反對可再生能源——這兩種零碳能源選擇以及其他各種能源選擇對於應對氣候變化至關重要。可再生能源通常可以以最大限度地減少土地利用和生物多樣性影響的方式部署。在建築物安裝的太陽能光伏發電具有成本效益的地方,根本不會使用額外的土地,從而也不會使用野生動物棲息地。即使是能源消耗巨大的美國,根據一項研究,理論上也可以透過在相當於該國 0.6% 面積的區域上安裝太陽能光伏來滿足其所有電力需求,這僅僅是現有已開發和城市空間的一小部分。

慾望都市
發展中國家的農村人口減少和城市化常常受到那些擔心特大城市無情擴張的人的譴責,他們認為這些城市因其噪音、蔓延的貧民窟、擁堵和汙染而非常不可持續。但是,從可持續土地利用和棲息地保護的角度來看,越來越多的人被說服聚集到相對較小的城市土地區域,對環境來說就越有利。

在世界許多地方,如果你想嫁給選擇的人,想成為同性戀者、女性並獲得經濟上的成功,或者避免每天彎腰駝背地挑水或撿柴火,那麼你可能需要搬到城市。1975 年,只有三個超過 1000 萬人口的特大城市。今天有 21 個。這聽起來很可怕,但這種不可阻擋的城市化轉變實際上被認為是過去幾十年中最有利於環境的趨勢之一。正如聯合國人口基金在最近的一份報告中所寫的那樣:“密度具有潛在的用途。2007 年世界人口為 67 億,並以每年超過 7500 萬的速度增長,人口集中為可持續發展提供了更好的機會。保護農村生態系統最終需要將 人口集中 (pdf) 在非初級部門活動和人口稠密地區。

城市生活很少受到環保主義者的稱讚,但它可能是我們人類作為物種最環保的特徵,因為城市居住比農村生活效率高得多。商店和其他服務更集中在城鎮和城市社群,城市居民更傾向於使用公共交通、共享供暖和住房,並且比農村居民的碳足跡更低。鑑於全球人口增長的規模,挑戰仍然顯得令人生畏:到 2030 年,世界將需要 容納 20 億更多的城市居民 (pdf),這一擴張速度相當於每年建造大約 13 個大城市(每個城市擁有超過 500 萬居民),幾乎全部位於發展中國家。

但是,與城市所庇護的人口數量相比,城市佔用的土地空間實際上相對較小:衛星影像合成圖顯示,城市區域僅覆蓋地球陸地的 2.8%;因此,聯合國估計,大約有 33 億人居住在面積小於澳大利亞一半的區域。(pdf)

這在幾個方面與傳統的環境智慧背道而馳。顯然,遏制未來人口增長的最佳策略是加快發展中國家的“人口轉變”——而這種向婦女生育更少嬰兒的轉變與日益增長的繁榮水平和城市化都密不可分。因此,經濟增長率的提高和城市的擴張對環境來說是好訊息,因為它們將抑制未來人口的增長。此外,儘管在某些環保主義思想流派中,在小型社群中親近土地的想法具有深刻的文化共鳴,但實際上這可能是任何人能做的最糟糕的事情。

在世界各地,農村人口的減少導致廢棄區域的森林再生——從美國新英格蘭州廣闊的次生闊葉林地到波多黎各的熱帶森林、多明尼加共和國和許多其他地區。在哥斯大黎加,廢棄的牧場正在培育一片繁茂的幼林,反過來,現在又為穩定的美洲豹和其他受威脅的動物群落提供支援。最近一篇研究拉丁美洲的科學論文列出了在巴塔哥尼亞、阿根廷西北部、厄瓜多、墨西哥、宏都拉斯以及玻利維亞、阿根廷和秘魯的山地沙漠和安第斯山苔原生態系統中“農村-城市移民後類似的生態系統恢復模式”。即使在富裕國家,我強烈支援的“重新野化”的提議也只有在農村人口崩潰並且曾經受補貼的無生產力農場可以關閉以使其恢復自然的地方才有成功的機會。

這表明,不應該反對旨在改善農村生活以阻止人們遷移到城市的“可持續發展”計劃來反對農村人口減少。同樣,與其鼓勵低技術傳統的耕作方法,不如將重點放在最肥沃的農田上改進高產機械化農業,以養活新的城市居民,同時允許山坡和其他邊緣土地恢復為森林。這種情況已經在拉丁美洲和其他地方預設發生:在越南,自 1990 年代以來,由於在更開放的市場經濟中,小規模、無生產力的農業被更密集、更大規模的農業所取代,因此森林面積一直在增加。

一如既往,我們不應過度簡化。城市本身會消耗資源,包括食物、木材、水和能源,這些資源是從比城市實際佔地面積大得多的區域採集的。在進行整體評估以瞭解真實情況時,需要考慮這種更大的足跡。當農民搬到城市時,他們的土地很可能被改造成大規模的養牛場或種植園,而不是讓其恢復為森林。研究表明,亞馬遜地區尤其如此,那裡的大部分森林砍伐是由牧場主造成的,因此人口密度與森林的命運之間的聯絡不太明確。此外,即使人們搬走後,森林的恢復也不能總是聽天由命——它需要積極的管理和對環境友好的政府政策。次生林是否能幫助避免大規模的物種滅絕,還取決於那些習慣於原始森林的動植物能否成功地重新定居新區域。

但總的來說,我認為結論是無可辯駁的。城市化有利於可持續發展,因為它減少了人口增長,並將人類對土地的總體影響集中在一個較小的區域。如果處理得當,從農村地區遷往城市為生態系統保護和恢復提供了巨大的機會。因此,我們最好的希望是鼓勵發展中國家走向繁榮和人口轉型的趨勢,以便讓它們的森林和其他重要的自然棲息地得以生存和再生。忘掉一些富裕國家心懷不滿的人的“迴歸田園”的自我放縱吧。數十億人希望搬到城市地區,以實現日益增長的繁榮和改善生活水平。我們應該為此感到高興。他們是無意的“綠色環保人士”,他們為自我提升所做的努力應該受到讚揚。

經國家地理學會和哈珀柯林斯出版社安排轉載自《上帝物種:在人類時代拯救地球》,作者馬克·萊納斯。版權所有© 2011 馬克·萊納斯。在所有書店或電子書店均有銷售。

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