地球功能性生物圈地图揭示：全球60%陆地面积处于安全区之外

模型计算显示，令人担忧的变化早在1600年便始于中纬度地区。

一项关于功能性生物圈完整性（即植物界共同调节生态系统状态的能力）的新研究发现，地球正陷入大麻烦之中。

这项由波茨坦气候影响研究所（PIK）与维也纳自然资源与生命科学大学（BOKU）共同领导的研究发表在著名期刊《One Earth》上。研究调查了植物界是否获得足够的能量来执行确保地球平衡所必需的过程。

通过绘制地球功能性生物圈完整性地图，研究人员发现，世界上的大部分陆地处于“岌岌可危的状态”。这指的是植物通过光合作用维持支持生态系统运行的碳、水和氮物质流动的能力。

该研究的第一作者、PIK研究小组成员法比安·施滕泽尔（Fabian Stenzel）在一份新闻稿中强调：“我们对生物圈的利用需求巨大 —— 用于食物、原材料，以及未来用于气候保护。” “我们对生物质的需求持续增长，因此量化我们已对生物圈造成的压力变得更加关键。”

这项最新的研究为理解我们如何影响地球铺平了道路，以便我们能采取必要且适当的行动措施。

我们已跨越地球边界多远？

该研究基于2023年发布的行星边界框架（Planetary Boundaries framework）的最新更新。PIK地球系统分析部门负责人、该研究协调人沃尔夫冈·卢赫特（Wolfgang Lucht）解释道：“该框架现在明确地将全球植被光合作用产生的能量流置于共同调节地球稳定性的核心过程之中。” “这些能量流驱动着所有生命 —— 但人类现在正将其中相当大的一部分用于自身目的，扰乱了自然的动态过程。”

根据新闻稿，该研究基于全球生物圈模型LPJmL。该模型以半度经纬度分辨率，每日模拟水、碳和氮的流动，并提供了自1600年以来每一年的详细清单。根据此模型，令人担忧的变化早在1600年便始于中纬度地区。

地球正遭受伤害

研究显示，到1900年，全球陆地面积中生态系统变化超出当地定义的安全区、甚至处于高风险区的比例分别为37%和14%，而如今这一比例已分别达到60%和38%。换句话说，工业化早已开始造成损害，土地使用的压力在地球系统上产生显著影响的时间也远早于气候警告的出现。目前，研究人员可以说，生物圈边界已在几乎所有陆地表面被突破，这主要归因于农业。

尽管消息听起来令人不安，但研究人员将这张地图描述为“科学视角上的突破”，因为它揭示了人类从环境中获取资源的需求与其所产生的影响之间的关系。该地图关注的是“行星边界”，而它们似乎已被跨越。

然而，所获得的信息为“进一步制定国际气候政策提供了重要推动力。因为它指出了生物质与自然碳汇之间的联系，以及它们如何能缓解气候变化。” PIK所长、该研究的合著者之一约翰·罗克斯特伦（Johan Rockström）总结道：“各国政府必须将其视为一个单一的、全局性的问题：全面的生物圈保护与强有力的气候行动相结合。”

阅读该研究请见《One Earth》期刊。

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