联合国环境署前沿报告:现在是修复断裂的氮循环的时候了

2019 年 3 月 4 日

联合国环境署今天发布了最新的前沿报告,该报告探讨了环境方面五个最重要的新问题:合成生物学、生态系统连通性、冻土泥炭地融化、氮污染和对气候变化适应不当。

 

联合国环境署代理执行主任乔伊斯·穆萨亚在报告前言中表示:“前沿报告研究的问题应该提醒我们,无论是在全球范围还是分子层面,每当我们干涉自然,我们都有可能对我们的地球家园造成长期影响。但是,通过有远见的行动和共同努力,我们可以在这些问题上保持领先地位,并为我们所有人制定解决方案,为后代服务。”

报告指出,氮是当今人类面临的最重要的污染问题之一,需要世界各国采取紧急行动。

从合成生物学的惊人进步到气候适应的缺陷,联合国环境署今天发布的最新前沿报告探索了将对我们的社会、经济和生态系统产生深远影响的最大的新出现的环境问题,以及一些令人兴奋和新颖的解决方案。

报告所确定的五大主题包括:

将科学和工程相结合的合成生物学和现代生物技术,以制造和改造基因材料、生物有机体和生物系统。

生态连接性——将支离破碎的栖息地连接成一个相连的景观,以防止物种灭绝。

永久冻土泥炭地——北半球的土地,一直处于永久冻结状态,保存着世界上大约一半的土壤有机碳,受到北极气温上升的威胁。

氮污染——通过人类活动大规模改变全球氮循环,对生态系统、人类健康和经济的干扰。

对气候变化适应不当——与气候相关的损害意外增加或可持续适应努力的福利减少。

 

环境署图片。
温室气体排放是导致气候变暖的主要原因之一。

合成生物学: 重新设计环境

该报告阐述了合成生物学——我们的自然生物学的重组——给我们的社会带来的机遇和挑战,重点关注了对生物进行基因操纵以获得自然界中不存在的新功能如何满足人类需求。

精确修改DNA(CRISPR)的技术,使科学家能够切割出选定的DNA片段,并用一条全新的DNA链替换,这可以改变生物体的特征。有了这种新的DNA,生物体可以被释放到野外,在环境中交配并扩大这些修饰基因的外观。这可能被用来使一个物种对某些疾病免疫,或者抑制入侵物种的繁殖。

将基因工程生物释放到环境中的策略引起了对潜在深远影响和意外后果的合理关注。这需要多方面的社会辩论,因为它绕过进化的基本原则,有能力修改、压制或取代目标物种的全部人口。

生态连接:保护生物多样性的桥梁

大规模工业化导致了全球自然景观的广泛分散。曾经连续的栖息地现在被分割和隔离,导致一些物种的螺旋式下降,因为它们不再能够分散去寻找食物或配偶。

报告指出:“自然景观分割的结果是哺乳动物和其他物种移动的距离不到它们曾经移动的一半。这种有限的迁徙、分散、交配、喂养和繁衍能力意味着野生动物被逼入绝境,濒临灭绝的威胁越来越大。”

永久冻土泥炭地: 在变暖的世界中失去土地

北极变暖的速度是全球平均速度的两倍,科学家们越来越担心冻土融化的加速速度。永久冻土如此广阔,以至于它覆盖了北半球25 %的土地,并且它的泥炭地蕴藏着大量温室气体——所有这些气体都有可能在地面解冻时释放出来。

多年冻土融化不仅对当地的生态和基础设施产生直接影响,还可能引发无法控制的雪球效应:随着碳从融化的泥炭中释放出来并加热大气,从而无限恶化气候变化。

研究正在进行之中,但是目前,人们对于永久冻土泥炭地的确切位置、它们的变化以及如果它们全部融化会对大气造成什么影响所知甚少。

氮气固定: 从氮气循环污染到氮气循环经济

氮对生命是必不可少的,是地球大气中极其丰富的元素。氮气以N2分子的形式存在,属无害气体,占我们呼吸进入身体气体的78 %。

对牲畜、农业、运输、工业和能源部门日益增长的需求导致了我们生态系统中活性氮——氨、硝酸盐、一氧化氮( NO )、一氧化二氮( N2O )——水平的急剧增长,

过量的氮污染对人类和环境有着巨大的影响。例如,除了各种氮化合物对空气质量和臭氧层的影响之外,一氧化二氮作为温室气体的威力是二氧化碳的300倍。

报告警告说,总的来说,人类正在制造一种活性氮混合物,威胁健康、气候和生态系统,使氮成为人类面临的最重要的污染问题之一。然而,这个问题的规模在很大程度上仍不为人知,在科学界之外也未受到人们的认可。

气候变化适应不当: 避免进化路径上的陷阱

在迅速变化的气候现实中,适应战略需要在全球范围内提高人类和生态系统的复原力,同时避免可能只满足当地利益的短期修复。

报告的最后一章探讨了适应可能出错的各种方式,从不起作用的过程到损害资源、缩小未来选择、加剧弱势群体面临的问题或将解决问题的责任转嫁给后代的适应行动。

它深入探讨了与将全球气温保持在1.5摄氏度以下的目标相关的适应不当的关键讨论,并就如何实施负责任的适应战略提供了指导。

报告指出:“证据表明,通过评估社会所有群体的所有成本和利益,包括共同利益,明确谁是赢家和输家,以及如何更好地分担负担,可以避免适应不当。”