人类如何成为全球力量，改变气候、生物多样性和地质环境
定义人类世
术语“人类世”（源自希腊语anthropos，意为“人类”）指的是一个提议中的地质时代，在此期间，人类活动对地质和生态系统过程产生了全球性的影响。尽管国际地层委员会尚未正式接受该术语，但这一概念已在科学领域（地质学、生态学、气候科学）及公众话语中广泛使用。它表明人类的累积影响——化石燃料燃烧、工业农业、森林砍伐、大规模物种引入、核技术等——正在地球地层和生命上留下持久印记，其规模可能与过去的地质事件相当。
人类世的关键标志包括：
- 由温室气体排放驱动的全球气候变化。
- 改变的生物地球化学循环，尤其是碳和氮循环。
- 广泛的生物多样性丧失和生物同质化（大规模灭绝、入侵物种）。
- 地质信号如塑料污染和核辐射沉积层。
通过追踪这些转变，科学家越来越多地认为全新世——始于约11,700年前的最后一次冰期之后——已经过渡到一个质的全新“人类世”，由人类力量主导。
2. 历史背景：人类影响在千年间逐步积累
2.1 早期农业与土地利用
人类对景观的影响始于新石器革命（约10,000–8,000年前），当时农业和畜牧业取代了许多地区的游牧采集。为农田砍伐森林、灌溉工程以及植物/动物的驯化重塑了生态系统，促进了沉积物侵蚀，并改变了局部土壤。尽管这些变化意义重大，但大多是局部或区域性的。
2.2 工业革命：指数增长
自18世纪末以来，化石燃料（煤炭、石油、天然气）的使用推动了工业制造、机械化农业和全球运输网络的发展。这场工业革命加速了温室气体排放，强化了资源开采，扩大了全球贸易。人口激增，随之而来的是对土地、水、矿产和能源的需求，推动地球的转变从局部和区域尺度扩展到近乎全球尺度[1]。
2.3 大加速（20世纪中叶）
二战后，所谓的“大加速”在社会经济指标（人口、GDP、资源消耗、化学品生产等）和地球系统指标（大气CO2、生物多样性丧失等）上急剧上升。人类在基础设施、技术和废物产生方面的足迹激增，导致了如核辐射沉降（可作为全球地质标志）、合成化学品使用爆炸式增长以及温室气体浓度升高等现象。
3. 气候变化：人类世的关键特征
3.1 温室气体排放与变暖
自工业革命以来，人为二氧化碳、甲烷、一氧化二氮及其他温室气体排放急剧上升。观测显示：
- 大气中的CO2浓度从工业化前的280 ppm超过420 ppm（且持续上升）。
- 全球平均地表温度自19世纪末以来已上升超过1°C，且在过去50年加速上升。
- 北极海冰、冰川和冰盖正经历显著损失，导致海平面上升 [2], [3].
这种快速变暖在至少过去几千年中是前所未有的，与政府间气候变化专门委员会（IPCC）的结论一致，即人类活动是主要原因。气候变化的连锁效应——极端天气、海洋酸化、降水模式变化——进一步改变陆地和海洋系统。
3.2 反馈循环
气温上升可能触发正反馈循环，例如，永久冻土融化释放甲烷，冰面的反照率降低导致进一步变暖，海洋变暖减少CO2的吸收能力。这些放大效应强调了人类引起的温室气体强迫的初始变化虽小，却能产生巨大且常常不可预测的区域或全球影响。模型越来越多地显示，某些临界点（如亚马逊雨林退化或大型冰盖解体）可能导致地球系统的突变。
4. 生物多样性危机：大规模灭绝还是生物同质化？
4.1 物种丧失与第六次灭绝
许多科学家认为当前的生物多样性下降是可能的“第六次大灭绝”的一部分，这是首次由单一物种驱动的灭绝事件。物种灭绝的全球速率比背景水平高出数十到数百倍。栖息地破坏（森林砍伐、湿地排干）、过度开发（狩猎、捕鱼）、污染和入侵物种引入是主要原因[4]。
- IUCN红色名录：未来几十年约有100万物种面临灭绝风险。
- 全球脊椎动物种群在1970年至2016年间平均下降约68%（世界自然基金会《生物星球报告》）。
- 珊瑚礁，作为关键的海洋生物多样性热点，正面临因变暖和酸化引起的白化。
尽管地球在远古时期曾从大规模灭绝中恢复，但恢复的时间尺度是数百万年——远远超过人类的时间尺度。
4.2 生物同质化与入侵物种
人类世的另一个标志是生物同质化：人类将物种跨大陆运输（无论是偶然还是有意），有时导致入侵物种胜过本地动植物。这减少了区域特有性，将曾经独特的生态系统融合成由少数“世界性”物种（如老鼠、鸽子、入侵植物）主导的更统一群落。这种同质化可能削弱进化潜力，破坏生态系统服务，并侵蚀与本地生物多样性的文化联系。
5. 人类的地质印记
5.1 技术化石：塑料、混凝土及更多
“技术化石”的概念指的是人造材料在地层中留下持久记录。例子包括：
- 塑料：微塑料渗透海洋、海滩、湖泊沉积物，甚至极地冰层。未来的地质学家可能会发现明显的塑料地层。
- 混凝土和金属合金：城市、道路、含钢筋结构可能形成人为的“化石”记录。
- 电子废物和高科技陶瓷：来自电子产品的稀有金属、反应堆的核废料等可能形成可识别的层或热点。
这些材料表明，现代工业产物将留存在地壳中，可能在未来的地质解释中掩盖自然地层。 [5].
5.2 核特征
大气层中的核武器试验在20世纪中叶达到顶峰，向全球散布了放射性同位素（如137Cs、239Pu）。这些同位素异常可能作为“黄金刺”标志，象征着20世纪中叶人类世的开始。这些核同位素在沉积物、冰芯或树轮中的共振，强调了单一技术现象如何产生全球地球化学特征。
5.3 土地利用转变
几乎在每个大陆，农田、城市扩张和基础设施改变了土壤和地形。由于森林砍伐和农业，河流、三角洲和海岸的沉积物流量激增。一些人称这些大规模形态变化为“人类地貌学”，反映了人类工程、大坝和采矿在塑造地球表面方面超过许多自然过程。这也体现在河口（如墨西哥湾）因养分流失导致的缺氧“死区”。
6. 人类世辩论与正式定义
6.1 地层学标准
为了指定一个新的纪元，地质学家寻求明确的全球边界层——如K–Pg边界的铱异常。拟议的人类世标志包括：
- 约1950年代至1960年代核试验产生的放射性核素峰值。
- 20世纪中叶以来沉积岩芯中的塑料。
- 因化石燃料燃烧引起的碳同位素变化。
国际地层委员会（ICS）下的人类世工作组正在调查多个潜在参考地点（如湖泊沉积物或冰川冰）中的这些信号，以确定正式的“黄金刺”。
6.2 起始日期争议
一些研究者提出“早期人类世”始于数千年前的农业。另一些则强调18世纪工业革命或20世纪50年代的“快速加速”作为更突出的信号。国际地层委员会（ICS）通常要求全球同步标志。许多人偏好20世纪中叶的核辐射沉降和快速经济扩张，尽管最终决定仍待[6]。
7. 人类世挑战：可持续性与适应
7.1 行星边界
科学家强调气候调节、生物圈完整性和生物地球化学循环等过程的“行星边界”。超越这些阈值可能导致地球系统不稳定。人类世凸显了我们距离安全操作空间的接近或超越。持续的温室气体排放、氮流失、海洋酸化和森林砍伐威胁将全球系统推向不确定状态。
7.2 社会经济不平等与环境正义
人类世的影响并不均匀。历史上重工业化地区排放量不成比例地高，但气候脆弱性（海平面上升、干旱）强烈影响欠发达国家。气候正义的概念由此产生：在紧急减排与公平发展解决方案之间取得平衡。应对人为压力需要跨社会经济分界的合作——这是对人类集体治理的伦理考验。
7.3 缓解与未来方向
减缓人类世危害的潜在路径包括：
- 脱碳能源（可再生能源、核能、碳捕获）。
- 可持续农业，减少森林砍伐、化学品过度使用，保护生物多样性避难所。
- 循环经济，大幅减少塑料和有毒废物。
- 地球工程提案（太阳辐射管理、二氧化碳去除），尽管存在争议且结果不确定。
这些策略需要政治意愿、技术飞跃和文化转型——全球社会是否能有效转向可持续的长期地球系统管理仍是一个悬而未决的问题。
8. 结论
人类世体现了一个根本现实：人类已实现了行星级影响力。从气候变化到生物多样性丧失，从塑料污染的海洋到放射性同位素的地质足迹，我们物种的集体活动如今深刻地塑造着地球的轨迹，正如过去地质时代的自然力量一样。无论我们是否正式命名这个时代，人类世都强调了我们的责任和脆弱性——提醒我们，掌控自然的巨大力量若管理不善，将面临生态崩溃的风险。
承认人类世，我们面对的是技术能力与生态破坏之间的微妙平衡。前进的道路需要科学洞察、伦理治理和全球范围内的合作创新——这是一项艰巨的任务，但也许是定义人类未来、超越短视开发的下一个伟大挑战。通过认识到我们是地质作用的主体，我们或许能重新构想人类与地球的关系，以维持生命的丰富性和复杂性，延续至未来的时代。
参考文献与进一步阅读
- Crutzen, P. J., & Stoermer, E. F. (2000). “‘人类世’。” Global Change Newsletter, 41, 17–18.
- IPCC (2014). 气候变化2014：综合报告。 剑桥大学出版社.
- Steffen, W., 等人 (2011). “人类世：概念和历史视角。” Philosophical Transactions of the Royal Society A, 369, 842–867.
- Ceballos, G., Ehrlich, P. R., & Dirzo, R. (2017). “通过正在进行的第六次大灭绝导致的脊椎动物种群损失和减少，生物灭绝。” Proceedings of the National Academy of Sciences, 114, E6089–E6096.
- Zalasiewicz, J., 等人 (2014). “人类的技术化石记录。” Anthropocene Review, 1, 34–43.
- Waters, C. N., 等人 (2016). “人类世在功能和地层学上与全新世截然不同。” Science, 351, aad2622.