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3. 淡水消耗量

標準：淡水年消耗量

臨界點：4000立方公里

當前值：2600立方公里

評估：本世紀中葉將達極限

通過筑壩等水利工程，人類目前已成功控制了世界上大多數河流，但不幸的是，在此之后其中有近3成已不能到達海洋，成為了時澇時枯的季節河。水資源匱乏已開始成為我們不得不面對的全球性問題。

位于哈薩克斯坦與烏茲別克斯坦交界的咸海就是一個典型的例子。1960年時的咸海曾是世界第四大內陸湖，面積68000平方公里、水量1100立方公里。但在那之后，隨著工業和農業用水的急劇增加，咸海水位不斷降低、面積持續縮小。1998年，咸海面積下降至28687平方公里，排名下降為第八，含鹽量從10克/升增至45克/升；2004年，排名降至第15位的咸海水量不足200立方公里，面積只剩下原本的四分之一；2007年，咸海的萎縮仍在繼續，面積只剩下了最初的10%。隨著水面面積的不斷縮小，降水也隨之減少，咸海的含鹽量逐漸增多，大批魚類死亡，以漁業為生的漁民們也不得不紛紛改行。

臨界點研究小組建議將人類每年淡水消費量的上限設定在4000立方公里。雖然目前2600立方公里的用水量離該上限還有相當大的距離，但考慮到世界日益增多的人口和農作物灌溉需求，羅克斯特倫認為，從現在起就應大幅減少非糧食作物的灌溉用水，以緩解人畜用水短缺。

4. 生物多樣性

指標：百萬物種年滅絕數量

臨界點：10

當前值：100

評估：嚴重超標

人類在地球上的大肆擴張使不少物種都走到了絕境。對野生動物棲息地的開發阻斷了動物的遷徙路線，帶來了老鼠、雜草等外來物種；工業污染讓原本平靜的自然環境不堪重負；捕獵使野生動物的數量急劇減少；人類活動所導致的氣候變化讓野生動物成為了無辜的受害者。

2009年底，國際自然保護聯盟的報告顯示，其評估的44838個物種中，有16928種達到了瀕臨滅絕的狀態，其中包括八分之一的鳥類、五分之一的哺乳動物、四分之一的珊瑚和三分之一的兩棲類動物。世界自然基金會發布的地球生命指數評估結果也同樣讓人痛心：1686種脊椎動物的種群數量，僅在從1970年到2005年這30多年間就下滑了30%。

僅就單個物種而言，其作用或許不值一提，但若將其放置在整個生態系統中觀察，你就會發現每個物種都是自然界獨特、不可或缺的一個重要組成部分。如有的回收廢物，有的清潔水源，有的吸收二氧化碳，有的則保證海洋的化學平衡。

雖然我們知道生物多樣性對健康的生態環境而言至關重要，但到現在為止，科學家們尚不清楚物種數量低至何種程度才會導致生態災難，也不清楚哪一種物種在其中起著關鍵作用。因此，研究小組將生物的自然滅絕率——10作為這一子系統的臨界點。顯然，現在我們已經嚴重超標。

5. 氮磷循環

指標1：大氣年固氮量

臨界點：350萬噸

當前值：1210萬噸

評估：嚴重超標

指標2：海洋中所檢測到的年均磷流失量

臨界點：1100萬噸

當前值：90萬噸

診斷：尚未超過

氮是生命體不可或缺的重要組成元素，存在于每個活細胞當中，是構成DNA的4種基本元素之一。大氣中的氮經微生物的作用進入土壤，為動植物所用，最終又在微生物的參與下返回大氣，如此循環往復，以至無窮——氮的循環保證了地球生物圈最基本的一項物質平衡。

雖然地球大氣中氮的含量占到近80%，但可供人類直接使用的卻少之又少。19世紀以前，農業所需的氮肥主要來自于畜糞和綠肥，人們在氮循環上還遵循著大自然原有的規律。1909年，這種天然的平衡終于被一位名為弗里茨·哈伯的德國化學家所打破。這一年，他發現了從空氣中制備出氮的方法，合成氨成了把“空氣變成面包”的“神奇藥粉”。

時至今日，人類每年通過這種方法固氮的數量已超過了800萬噸。但由于農作物的吸收率極為有限，其中的絕大部分都會隨著地下水和河流進入海洋。加上汽車等交通工具以及熱電站所釋放的含氮污染成分，人類每年向生物圈所排放的氮元素早已超出了地球處理能力的極限，達到了1210萬噸。

多余的氮會導致土壤酸化，破壞土壤和微生物原先的氮循環能力。與此同時，濕地以及湖泊中高度飽和的氮還會產生富營養效應，使水生生物、植物異常繁殖、大量消耗氧氣，其所在水體會迅速成為“死亡區”。目前全球海洋中像這樣的區域已超過400處，墨西哥灣地區、波羅的海以及日本和韓國之間的水域都在其中，總面積近25萬平方公里。

與氮相似的問題也同樣出現在磷上。目前，人類每年開采的磷礦有200萬噸，其中有一半以上最終會進入海洋，是自然循環量的8倍以上，這同樣會帶來水體的富營養化。

6. 土地使用率

指標：用于耕種的非凍土比例

臨界點：15%

當前值：12%

評估：本世紀中葉將達極限

農業向自然生態系統尤其是熱帶雨林擴張的速度也同樣驚人。全球一半的熱帶雨林到目前已經消失，野生動物原先棲息的草原如今變成了帶有圍欄的現代化牧場。臨界點研究小組認為，農牧業的盲目擴張和城市化進程的加速是生態系統遭到破壞的另一大“元兇”，氣候變化以及水循環的破壞都與此相關。

雖然研究小組制定了用于耕種的非凍土比例不超過15%的標準，但專家們認為，人類土地安全同時還取決于一系列綜合衡量指標的執行程度，如生物多樣性與水文生態系統是否得到了合理的保護；農業生產在灌溉以及氮肥的使用上是否合理；城市的污染是否得到了無公害化處理等。