康徒衡 博士

韩国海洋科学技术院济州研究所

dohkang@kiost.ac.kr

 

    被誉为国际旅游胜地的济州岛，可以用什么颜色来描述它呢？大海的颜色每时每刻都在变化，就像来客的心情一样千变万化。环绕沙滩的济州沿岸，其颜色给人难以名状的喜悦和美感。笔者之所以在文章的开头提到济州的颜色，是因为今后济州的美丽色彩可能会由于气候变化而永远尘封在我们的记忆中。作为全世界最具环境价值的宝藏地之一，济州获得过教科文组织世界自然遗产“三冠王”的殊荣。那济州的大海是什么样的呢？济州海洋环境的特征可以从海洋物种多样性和面积来说明。从地缘政治学角度来看，济州人口只占韩国总人口的1%左右，但从海洋学角度来看，其生物多样性最高，韩国51%的海洋动物栖息在这里。此外，济州岛陆地面积仅占韩国国土的2%，但海洋面积却占到了25%。因此，如果以可持续发展的科学技术观来有效地保护和利用海洋资源，那么济州岛将具有很高的发展潜力。但是，近期气候变化导致的水温上升以及污染源的流入，导致济州的沿海环境不断恶化。最新的科学论文资料显示，由于气候变化，济州海洋及陆地的生态系统及环境的恶化趋势非常迅速，如初级生产者(如海藻)的数量和栖息地面积减少、亚热带物种快速扩散、本地物种变少等。另外，济州沿岸也是全球水温上升幅度最大的地区之一，已经开始出现从海藻类生态系统到珊瑚类生态系统的转变。生态系统范围内的所有生物都以通过光合作用吸收二氧化碳的初级生产者为食物，因此初级生产者的基数发生变化，意味着海洋和大气中的碳循环变化及流入海洋的多种碳源都显著影响着济州沿岸的环境。这意味着济州的水产业、旅游休闲产业等人类经济活动的整体范围正在经历潜在的变化。气候变化会带来社会整体的危机，今后靠海营生的人群需要付出更多劳作，但是收入反而会减少。虽然这种急剧的变化趋势是用济州沿岸基础生态系统内正在发生的事实作为依据，但是设计精良、定量化和标准化的早期诊断及政策与管理研究等积极的应对措施始终会比生态系统的变化速度滞后一些。 

 

    事实上，温室气体对我们生物圈来说犹如双刃剑。如果地球大气层的温室气体维持在350ppm的水平，人类可以保持正常的生活及可持续性，相反，如果大气层没有现在的温室气体，地球的气温可能会下降到零下20℃。这样的结果会不会更能激发起我们对科技的追求和对地球家园的热爱呢？包括我在内，生活在这个时代的科学家们有义务警告对人类生产生活带来致命威胁的存在，并用科学的方式证明其真实存在。2021年，全世界11000多名科学家联名提交了关于第六次气候变化的政府间气候变化专门委员会(IPCC)的调研报告，用科学资料证明了地球正处于严重的气候异常状态。事实上，40多年前在日内瓦举行的第一次世界气候会议(1979年)上，来自50个国家的科学家曾通过气候的急剧变化趋势引发的紧急决议。此后，通过里约首脑会议(1992)、京都议定书(1997)、巴黎协定(2015)及数十个全球会议，对没有充分应对气候变化的情况发出了强烈警告。但尽管如此，全球温室气体排放量在新冠疫情期间仍以2~3 ppm的速度增加，接近415ppm，对地球气候变化产生着巨大的影响。保护气候危机下的地球生物圈，避免人类痛苦的绝佳时机，还是被白白错过。

 

    在我们的行星-地球所经历的约45亿年的历史中，热带气候和冰川时代开始的古新世-始新世极热事件(Palaeocene-Eocene Thermal Maximum,PETM)，是指大约5600万年前在约20万年间气温上升5~6℃这一气候变化最大的时期。这一时期是地球科学和气候变化研究的主要对象，它可以成为克服目前人类所处气候变化的重要钥匙，对于理解全球变暖的形态和海洋酸化等大量流入大气和海洋中的碳对这些环境的影响非常重要。当然，很多科学家认为还有其他原因，但据《自然(2017)》报告推测，当时北大西洋发生的大规模火山喷发导致大量碳排放，放大了这种现象，导致地球大气和海洋碳循环发生了剧烈变化。据说，从数值上看，当时气温上升1度，大约用了4万年左右。化石记录也表明，当时海洋中的有孔虫开始大量灭绝，植物的祖先亚热带双鞭毛藻大量繁殖，陆地和海洋中出现了很多古代哺乳动物，包括人类祖先灵长类和原始鲸类等。此后，地质学上的最大温暖期戛然而止，如新世后期的冰河期到来，其原因有，水生蕨类植物和浮游生物蓝藻在全球大量繁殖的红萍事件(Azola Event)理论。用一句话概括该理论就是，从恐龙生活的侏罗纪和白垩纪开始，蓝藻通过光合作用吸收了大气和海洋环境中超负荷的氮和二氧化碳，在全球范围内大量繁殖，经过植物的吸收后，二氧化碳浓度(650ppm)突然下降，导致了全球性的冰河时代。事实上，这一时期的二氧化碳浓度与现在相比也要高很多，是人类无法生存的程度，但注意观察二氧化碳水平的上升和下降趋势，可以找到当今全球气候危机的解决方案。笔者之所以强调这一点，是因为“是否因为人类污染了河流和海洋，导致栖息在那里的浮游生物明显减少，砍伐导致的陆地荒废化正在破坏生物对二氧化碳的吸收能力？”或 “人类活动产生的二氧化碳过度积累达到无法控制的水平，那我们应该能做什么？”，这些问题其实地球的历史早就给出了答案。

 

    关于二氧化碳，让我们回溯到过去来看看吧。现在人类文明开始的最后一次冰河期和间冰期是2万~1.2万年前，当时的二氧化碳浓度从180ppm上升到280ppm，增加了100ppm，8千年来大气温度又再次变暖，上升了5℃。但是，从工业革命开始到现在的200年间，二氧化碳浓度达到了410ppm以上，比之前增加了130ppm，大气温度陡然上升了2℃。从地质年代时间表来看，毫无疑问，人类活动导致二氧化碳暴增是出现气候危机的直接原因。冰河期刚开始的始新世的二氧化碳浓度为650ppm，冰河期结束后下降(通过地球自然现象)到全新世(人类文明开始)的浓度180ppm为止，这个过程经历了2300万年。

 

    人类世(Anthropogene)一词最早由1995年诺贝尔化学奖得主、荷兰科学家保罗•克鲁岑(Paul Jozef Crutzen)提出，他认为人类活动对地球的影响足以进入一个新的地质时代。我们一般以大气变化为标准划分时，指的就是1820年的工业革命时期。也就是说，人类世的代表物质有放射性物质、二氧化碳、塑料、混凝土等，甚至有人指出人类世的最大地质特征就是一年内消耗的600亿只鸡的骨头。人类生活范围内的一切都与二氧化碳有关，这又与气候危机有关。生态系统是一个包括病毒、微生物、植物、动物和人类在内的互补的、可持续系统，很多人以为人类是独立于生态系统的存在，这是一种错觉。仅仅为了方便人类而出现的人类世在地质年代上所占的时间非常短，却以惊人的速度演化，已经给地球留下了深深的印记。今后，为了履行应对气候变化的巴黎气候协定、联合国可持续发展目标及生物多样性公约的目标，人类需要设计出精确的政策方案，这对政策的推进主体-一般民众、政策制定者、经营者协会及相关环境团体来说是非常有用的工具。因此，降低碳排放、克服气候危机需要用科学的手段，而且各国在政治外交上的共同合作必须得到切实的支持。如果不这样做，未来世界将是不可预测的，而且将迎来一个与现在大不相同的对人类充满敌意的世界。

 

    那么，如何降低人类活动产生的二氧化碳排放呢？总体上来看，发达国家对过去产生的温室气体排放负有责任，他们的人均排放量远远高于其他国家，因为气候危机与过度的消费文化密切相关。那么，像能源这样每个人都需要的资源是如何被补充的呢？从我们使用的电子设备充电原理倒推就能知道，在数亿年前，利用太阳能进行光合作用的植物堆积到地球地下，在一定的温度和压力条件下变成了石油或煤炭，现在挖出来用作发电站的能源，并将利用这些能源生产的电输送到千家万户和各行各业，通过插座连接使用。因此，为了降低人均温室气体排放量，必须考虑机器的效率、燃油效率以及减少使用能源的方法等。笔者将在后面单独谈到风力、太阳能等可再生能源的利用问题。

 

    另外，引发气候变化的原因还包括人口数量和牲畜数量、人均肉类生产、世界总产值、森林面积消失、化石燃料消费、空运乘客数、2000年以后人均二氧化碳排放量的持续增加等。全球生育率的下降、太阳能及风能的增加、化石燃料的使用减少、碳排放权适用比率的增加等，都是人类应对气候变化的证据。但与此同时，最近巴西亚马逊森林再次遭到破坏、与化石燃料相比太阳能和风能占比仍然较低、碳手续费价格政策(平均15.25美元)、对能源企业的高比率化石燃料补贴等气候危机的证据并存，这趋势让人不知所措。在这些现象的作用下，温室气体(二氧化碳、甲烷和一氧化二氮)持续增加，地表温度上升，导致全球冰川融化。与此同时，海洋热含量、海洋酸化、海平面上升、全球范围内的山火、极端天气及相关损失规模均呈上升趋势。IPCC警告说，这种气候变化导致的极端现象，将对海洋、淡水中的浮游生物、海藻类、珊瑚到鱼类以及无脊椎动物、陆地生物及森林和树林产生巨大的影响。因此，对这些问题采取紧急措施的必要性不应区分国家和地区。

 

    尽管人类已经进行了40多年的全球气候谈判，但发展到现如今灾难级别的气候状态为止，无论是当时还是现在，大部分问题都没有得到解决。当前的气候危机情况比大多数科学家预想的来得更快更严重，时刻威胁着自然生态系统和人类的命运。尤其令人担心的是，大气、海洋和陆地的自然正反馈，这些正反馈有可能触发无法挽回的“气候临界点(Climate tipping point)”和远超人为控制能力的灾难，比如，受热的大气和蒸发的水蒸气导致的骤雨、调节大气和海洋气候方面作用最大的海洋大循环减速、超强台风的增加、缺水及农田沙漠化导致的粮食减产等气候变化的后续反应。这些反应不仅会对社会及经济造成相当大的混乱，还有可能会使地球上的某些地区变得不再适合人类居住。

 

    为了确保一个可持续的未来，我们必须改变目前的生活方式。为此需要全世界各国政府对政策进行大胆的转变。虽然政府、地方自治团体、企业及一般民众不是推迟或减少气候变化带来的恶劣影响的唯一主体，但我想提出可以采取行动的几个重要领域。

 

    第一是能源领域，可再生能源是一种安全的清洁能源，被积极地应用于人与环境，为进一步巩固其利用率，促使其取代更多的化石燃料，必须迅速推进可再生能源利用及储存的方案。

 

    第二是短期污染物质减排领域，如果能迅速减少全球牲畜产生的沼气及飞机排放的温室气体等气候污染物的排放，自然正反馈速度将放缓，在未来几十年内可以使短期变暖趋势放慢50%以上。全球范围内牲畜产生的沼气和旅游业的温室气体排放比重在总温室气体排放中分别占20%和8%以上，可见降低短期污染物排放将对全球人类的健康以及水果及粮食增产起到很大的作用。

 

    第三，我们要推进自然生态系统解决方案，以保护和修复陆上和海洋生态系统。如前所述，森林、草地、山坡、湿地、农田、海洋植物和珊瑚、海藻群落和浮游植物的生物固碳效果非常显著。海洋和陆地上的植物、动物及微生物在碳和营养盐循环及储存过程中起着巨大的作用。在受气候变化影响导致冬季水温上升的地区，每年都会周期性地反复发生海藻类孢子的着生及成体的生长阻碍，引起海藻类森林的消失。在保护受损动植物的栖息地、恢复生物多样性、保护碳储量大的森林的同时，还要通过大规模植树造林增加碳储量，并且在修复的规模达到破坏规模的两倍以上时，才能取得碳储存的实效性。可用的土地可能因地而异，但如果在全球范围内实施，依靠自然的解决方案可以实现2030年各国温室气体减排计划的30%以上。吸收大气中的二氧化碳和太阳光进行光合作用的树荫比周围凉爽，其原因是吸收二氧化碳进行光合作用的树叶通过气孔细胞排出水分，所以比周围温度低2℃左右。由此可见，构成生态系统根基的森林在碳调节和大气温度调节方面可以发挥重要作用，在海洋中也是如此。

 

    第四，应对气候变化方面最困难也是最重要的环节，即一日三餐为人们带来快乐的食物。为了逐步减少动物性产品的消费，逐步增加植物性产品的摄入，需要投资开发新的食品。全世界消费较多的猪肉和牛肉等是非常珍贵的食品，而且很久以前就成为了重要的蛋白质来源。但是，随着人口的增加以及牲畜数量和畜产废水的增加，陆地和海洋的环境负担正在加重。因此，在控制牲畜数量的同时，制定畜产废水处理方案，可以改善人类健康及环境，显著降低温室气体排放量。虽然中长期需要减少牲畜数量，但是短期内为了控制牲畜消化后产生的温室气体及污染物，需要开发新的饲料，在其中适当混入草本植物和海藻等，将碳和污染物降到最低。各国政府应设置供应体系及管理系统等必要的对策并加以推广。另外，每年翻耕土地会将土壤内部的碳转移到大气中，进一步提高温室气体浓度，对此，应尽量减少耕耘、过量施肥和农药喷洒、燃烧杂草等行为，并应该推进将周围杂草作为肥料再利用的方案。在海洋水产品领域，从海洋捕捞上来的青花鱼、带鱼等水产品和比目鱼、三文鱼等养殖鱼类在加工时会产生50%的骨头、皮、鳞等副产品。如果能开发相关的技术，将这些副产品回收加工成食品材料，不仅可以降低碳排放，还可以大幅提高渔民的收入，减少副产品排放。

 

    最后是旅游领域。最近的旅游领域推崇亲近自然的项目，游客的参与积极性高，经济层面的贡献也较大，被视为环保型经济增长战略。作为旅游的对象，山、林、海等需要适当的气象条件和迷人的环境，以便保证游客的舒适和安全。但是，最近发生的气候变化对舒适和安全都产生影响。从空间上讲，气候变化对沿海地区旅游业的影响必然很大，其原因有海平面的上升、台风等极端灾害频发、海岸侵蚀加剧、气候变化引起的疾病等，这些原因可能会降低海岸作为旅游景点的吸引力。十多年前，80多个国家参加了在瑞士达沃斯举行的第二次气候变化及国际旅游会议(2007)。会议宣言称，“旅游业对气候变化和全球变暖的影响非常敏感，气候作为旅游业的核心资源所产生的诸多影响已经开始显露”。但是，最近与气候变化情况相关的宣传推广比较少，与旅游挂钩的战略开发也不尽人意。四处走动的游客产生的碳足迹(carbon footprint)肯定会远远高于旅游地当地居民的碳足迹。上文提到的引起气候变化的因素里有旅游业，旅游业的重要交通工具是飞机和船舶，它们也是产生温室气体的主要来源，因此该领域也需要为减排做出努力。除此之外，还应征收碳税及环境保护专项金等，让大家认识到，维护人类命运共同体需要所有人的共同努力。相反，对于积极努力改善海洋环境的环保型旅游项目，不仅要减免碳税及环境保护专项金，还要给予奖励等鼓励措施。陆上及近海海洋环境对气候变化非常敏感，所以这些措施对相关环境下的旅游活动也会产生非常重要的影响。事实上，游客的认可和批评很大程度上依赖于旅游当时的环境条件，如果考虑到每位参与者的体验和游客再次访问的可能性等，就不能忽视旅游和环境变化等各种问题。

 

    上述所说的为降低碳排放而做出的努力、为保护陆地和海洋环境而做出的努力，对经济发展也是非常有益的，是可以为可持续发展提供保障的举措。当然，制定应对气候变化的对策等需要有相关积极的政策作为后盾，从而促进各个国家的内外发展。希望中韩两国都能积极参与应对气候变化，并竭力制定和实施可持续发展的政策。期待我们的子孙在100年后也能继续快乐、悠闲地在美丽的森林和海岸边散步。