本文完整版原载于《Solutions》杂志，是在《人类的安全操作空间》和《地球边界：探索人类安全操作空间》两篇文章基础上写作而成的。以上两篇论文分别载于《自然》和《生态学与社会学》杂志。如果您希望更详细地了解地球边界，请参见以上两篇文章。
过去五十年中，我们已经可以从容不迫地应对地区性和全球性的环境问题。工业革命造成的严重破坏已经在很大程度上得到了修复。伦敦泰晤士河等河流得到了整治，洛杉矶等主要城市的空气质量也有所改善。大多数发达国家已经禁止农作物使用DDT等人造杀虫剂，并且开始使用不含铅质的石油燃料。
尽管如此，从全球范围来看，我们所做的还远远不够。首先，虽然上述问题在许多欧洲和北美国家得到了很好的解决，但发达国家人口毕竟仅占世界总人口的四分之一。在发达国家以外，局部和地区性环境问题不仅仍然存在，甚至愈演愈烈。
第二，各种人为因素日益威胁着我们赖以生存的环境，而其中许多人为压力都来自富有国家人口的消费。不断恶化的全球环境严重限制了最贫困国家的发展，阻碍了他们摆脱贫困的努力。
人类面临着全新的形势。过去，我们如果破坏了一个地方的环境还可以换个地方继续生活。但随着世界人口数量的增长，这种短期的解决方案不复可能。另外，以前人类对环境的影响往往仅限于他们居住的周边地区。如今的情况则完全不同。今天的世界人口无论在数量、密集程度还是技术水平上都远远超过以往。
地球所能承受的人类发展是否是有限度的？我们认为，这个限度是存在的，而且人类社会经济的发展必须以承认并尊重这种限度为前提。
自从工业革命以来，人类社会经济以极为迅猛的势头发展到今天，其产生的废物和对资源的需求已经超过了地球系统的合理承受限度。二战以后，发展速度更是明显加快。人类正在彻底改变地球的物理气候，超出地球生态系统服务的承载能力，消灭生物多样性，大大改变氮、碳、磷等重要元素在全球范围内的循环。
困境面前，我们应该如何应对？人类必须改弦更张，但是路在何方？又应该以何种原则为指导？
早在几十年前我们就已经认识到问题之所在，并且也曾采取一些措施寻求解决之道——例如增长的极限、最低安全标准、预防措施和可承受的视窗。上述理论为我们追求可持续发展的未来提供了绝佳的知识基础。
“地球边界”的概念在吸取前人理论精华的同时另辟蹊径。与此前的方法不同，“地球边界”着眼的重点并非人类活动，而是地球本身复杂的系统。我们找出了九个最需要设定地球边界的领域：气候变化，生物多样性流失，氮和磷的过度生产污染了土壤和水源，平流层臭氧消耗，海洋酸化，全球淡水消耗，发展农业造成的土地使用变化，空气污染以及化学污染（参见表1）。
我们所说的“边界”指的是在全球范围环境过程层面人类不应超越的特定临界点。边界的位置由规范性评判所决定。这种评判虽然以现有科学为基础，但仍主要依据人类对风险的认识。
并不是说地球系统中的任何变化都是危险的。我们的星球有时会发生自然的突变。比如，当淡水注入量达到一定水平时，北大西洋环流就会突然转向。但这些临界值或者突然的变化是地球系统自身的特征，是新技术等人为手段无法消除或者改变的。我们只能学会正视并尊重它们。
虽然自然的突变是独立于人类之外的地球系统固有特征，但是否触犯地球系统的界限则是人类的主观判断，取决于我们希望将自己的生命保障系统推到怎样危险的境地。
在气候变化、生物多样性流失、磷和氮产生这三个领域，地球边界是可以界定并测量的，所以我们也将以这三个方面为例。
人为因素造成的气候变化已经成为不争的事实。科学家可以通过测量大气中二氧化碳的水平来衡量气候变化的程度。我们认为，大气二氧化碳的浓度不应超过百万分之350，而强迫辐射——即地球表面能量平衡的变化——超出前工业化时代水平的幅度不高于每平方米1瓦特。越雷池一步便将导致冰盖融化、海平面上升、森林和耕地突变，并使洪水、山火和热浪等极端天气事件更加频繁、更加严重。
生态多样性流失是我们要提及的第二个例子。即便没有人类的干预，有些物种也会自然而然地消失。但是工业化进程开始之后，动物物种消失的速度大幅加快。与考古记录相比，如今物种灭绝的速度比正常快100到1000倍。
人类要为此负责：城市和农村不断开发，都市四处扩张，愈发频繁的山火破坏了很多物种的栖息地，人类活动给很多地方带来了新物种，开荒毁林只为满足人类的消费需求。如果我们不能作出调整，本世纪之内还将有30%的物种面临灭绝的危险。失去生态多样性不仅意味着某些动物将只能活在我们的记忆中：部分濒危物种的存亡关系到整个生态系统的延续。
我们很难为生物多样性设定一个边界，因为我们对物种之间以及物种与整个环境之间的联系仍然知之甚少。尽管如此，我们仍然建议用物种灭绝速度作为一个虽不完美、却可以接受的初步指标。我们认为，应该将物种灭绝的速度控制在正常速度的10倍之内。随着更多研究结果的出炉，我们可以不断对这一标准进行调整。
第三，我们建议将每年流入海洋的磷控制在1100万吨以内——这个数据是正常自然状态的十倍。过量的磷和氮都是农业生产的副产品，不仅污染河道、海岸，更能向大气中排放有害气体。目前在很多河湾和淡水区，磷、氮元素的含量已经超过了临界值，因此1100万吨的边界值可能随着研究的深入而进一步降低。
我们认为，为了保证人类在长远的未来能沿着健康、高效的道路继续发展，必须为上述九个领域都设定边界。必须承认，我们现在还不能确知控制变量的边界在何处，或者缓慢过程中的变化将在多大程度上影响更广范围内的回复能力。所以，我们需要找出这样一个区间，确保地球边界在这个区间之内，或者超出这个区间就会造成人类持续发展能力严重受损。
虽然将我们的活动限定在地球可以承受的范围之内不能保证人类社会的繁荣，甚至无法保证人类的生存，但是如果超出了这个限度，人类社会无论如何都很难兴旺发达。
从全球到局部
地球边界是一个全球范围内的概念，旨在将我们的星球维持在工业革命之前那种相对安全的状态。虽然地球系统中发生的一些变化——诸如海洋酸化——本来就是发生在全球范围内的现象，但也有很多问题由局部地区愈演愈烈，终于发展为全球性挑战。
这并不是意味着局部或者区域性环境问题的不再如以前那样重要。在局部地区减少污染、扭转生态系统退化的工作影响面广，重要性有增无减。但是，我们必须在兼顾小范围环境问题的同时，明确地关注全球性的环境问题。因此，要实现局部和地区的可持续发展，就必须先解决全球层次的环境挑战。
地球各部分之间具有很强的关联性，这是地球边界理论的核心。毕竟地球是一个单一、复杂的系统，这一点并不稀奇；但这种联系无疑使地球边界的划分和实际执行变得更加困难。在一个方面越界将引发一系列连锁反应，影响到其他地球边界。好比说如果把亚马逊热带雨林改成草场或者热带稀树草原，将改变全球的大气环流，并最终造成东亚地区降水量变化，影响该地区水资源供给。
小规模的改变经过相互作用也可以产生很大的影响。毁林种粮、增加氮磷化肥施用量，以及为满足灌溉需求而增加淡水开采三者单独作用时对物种多样性造成的破坏远远小于三者加在一起。许多变化会相互影响。
地球边界的理论并未明确提及资源利用、财富或者人口数量等问题。为了实现人类生活水平的持续改善，我们必须在上述问题上有所取舍。地球边界只是提出，如果人类活动对地球系统的影响到达某个程度时，将给整个人类社会带来极为有害的后果。
对治理的启示
作为当代可持续生存的实用解决方案，地球边界理论不仅给政府治理和机构建设提出了很多重要的问题，更带来了难得的机遇，甚至对国家主权的概念造成了挑战。我们在此列出了四项治理方面的挑战：
预警系统。地球系统的性质要求人类必须有一个能提早预报潜在灾难的系统。预警系统是识别并避免越过地球边界的先决条件。
应对不确定性。每个地球边界都位于一个不确定的区间之中，这些区间大小各异。全球治理系统必须接受一定的不确定性，而在这种情况下，我们更需要采取一种预防性的方式来确定地球边界的位置。
多层次治理。与现存于国家、区域和地方层级的传统机构互动不仅是必要的，或许也是复杂和具有挑战性的。对于那些涉及很多局部和地区行为的地球边界来说，创造有效的多层次治理系统将尤为重要。
吸收新信息的能力。科学研究将进一步揭示地球系统的奥秘。在这种情况下，我们或将需要设定新的地球边界，或者对现有边界进行修正。面对越来越多的科学信息，任何机构框架要跟上科学发展的节奏都将面临挑战。
最终，还需要一个（或几个）超越各国之上的权威机构，保证地球边界得到尊重。在各国家和群体都想尽办法争取自身经济和社会利益的情况下，这个代表全人类行使职能的机构将成为无数权衡取舍的最终裁定者，也就是地球治理领域的主裁判。
虽然我们在应对这一挑战方面还有很长的路要走，但一些关于新机构的创新思考已经让我们看到了一些希望。地球大气信托基金会就是朝着这个正确方向前进的机构之一。该机构将建议地球大气作为全球共有资产进行信托管理，不仅有益于当代，更造福千秋。
地球系统科学仍处于起步阶段，要有效解决人类面临的全球性难题还有很多工作要做。虽然如此，从我们对地球系统运行方式的现有了解上看，我们必须学会尊重我们赖以生存的地球系统的固有限度，并且必须找到切实可行的方法，将我们的发展限定在合理范围之内。
威尔·史蒂芬，澳大利亚国立大学气候变化研究所执行主任。
约翰·罗克斯特仑，斯德哥尔摩应变中心以及斯德哥尔摩环境研究所执行主任。
罗伯特·科斯坦萨，波特兰州立大学可持续解决方案研究所可持续发展教授。
本文完整版原载《Solutions》杂志。
本文由伯尔基金会核能与发展项目支持。
译者：李杨
图片来源：绿色和平
