科学警报和建议

多拉隆戈巴伊亚。 Senta, 1994 布面油画 200 x 290 cm
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通过 保罗·阿塔索*

我们社会面临的三大紧急情况:健康、生物多样性和气候变化

介绍

我们的社会同时面临着三大紧急情况:1)健康危机; 2) 生物多样性丧失危机; 3)气候危机。 需要指出的是,这些危机之间既有深刻的联系,也有重要的区别,但都会造成强烈的社会和经济影响,并在全球范围内影响我们的星球。

最相关的共同点之一是一种以在最短时间内获得最大利润为导向的经济发展模式,而不考虑未来的后果。 另一个重要的共同点是,在这三个危机中,一般来说,政府都违背了科学的建议。 二十多年来,科学表明像 Covid-19 这样的大流行病可能会到来并影响我们的社会,造成严重的社会经济损失。 早在里约 92 会议召开之前很久,科学界就一直在警告气候变化的风险,主要是关于生物多样性丧失对地球上许多生命领域造成的风险。 有成千上万种科学未知的病毒在动植物群中仍然处于平衡状态。 然而,随着森林砍伐导致热带森林持续减少,新病毒从亚马逊迁移到其他地区只是时间问题,造成巨大破坏,例如 Sars-CoV-2 造成的破坏。

这三场危机的重要区别之一是时间问题:与 Sars-CoV-2 相关的健康危机可以持续大约两年,而气候变化的影响可以持续几个世纪,生物多样性的丧失是永远的。 在气候和生物多样性危机中,不可能像在 Covid-19 大流行中那样实施封锁。

值得注意的是,气候变化与我们在几乎所有陆地、水生和海洋生态系统中观察到的生物多样性丧失密切相关(IPBES 2019)。 生态系统的复原力及其应对变化的能力在很大程度上取决于其生物多样性。 在降水率及其季节性以及温度升高方面观察到的变化正在影响生态系统的功能。 气候变化影响光合作用和生产力的生态系统模式,并可能改变陆地和海洋生态系统中的水文循环和碳动态。

我们生态系统的功能正受到气候变化的强烈影响,不仅在全球层面,而且在区域甚至地方层面。 在热带森林中,增加的生物量生产、树木死亡率、物种分布和丰度的变化以及火灾都是与大气中二氧化碳增加有关的变化。 考虑到土地利用变化、森林砍伐以及大多数巴西生物群落的高度破碎化和退化的协同效应,我们的生物群和生态系统的脆弱性增加,威胁到生物多样性和相关的生态系统服务。

这就是地球上人类行为所决定的变化的规模,科学界认为这是一个新的地质时代,即人类世,它正在深刻地改变我们与自然的关系。 因此,我们必须发展一门有助于在未来几十年实现可持续发展社会、协调环境保护与经济发展和社会正义的科学。

巴西是《巴黎协定》和可持续发展目标 (SDG)(2030 年议程,联合国巴西)的签署国,其科学界为能够指导公共政策和社会经济发展战略领域的科学进步做出了巨大贡献,并指导有关国家可持续发展的决策者。 巴西需要面对气候和环境变化带来的挑战,这些挑战通过建立指标和参考来促进区域和国家战略的制定,以检测/归因、缓解和适应其影响。 实现可持续发展目标和《巴黎协定》的目标是迈向可持续发展的重要一步,但这还不够。 要建立一个最低限度可持续发展的新社会,我们还有很长的路要走。

世界人口的增长(到 9 年可能达到 10 至 2050 亿)使我们面临 2019 世纪最大的全球挑战之一。 IPBES 50 年报告显示,在过去 14 年中,评估的 18 项环境服务中有 2019 项有所下降,而且它们的影响在国家之间和国家内部的社会分布不均(IPBES XNUMX)。 对本已稀缺的自然资源的需求和压力将不可避免地增加,并产生严重的经济影响。

应该指出的是,这三个危机对我们的社会提出了根本性的问题。 一是我们把资源放在哪里。 美国的例子具有象征意义。 该国每年在核武器和战争机器上花费数万亿美元。 但是,一种 120 nm 的病毒在不到 210 个月的时间内导致超过 19 名美国人死亡。 智力、科学和财政资源显然被投入了错误的地方。 Covid-XNUMX 凸显了我们社会的重要弱点。

气候紧急情况

1896 年,瑞典物理学家 Svante Arrhenius 撰文计算,如果我们将大气中的二氧化碳 (CO2) 浓度增加一倍,由于温室效应,地球的温度将升高 4°C (Arrhenius, 1896)。 当时,大气中的二氧化碳浓度为 2 ppm。 我们目前的二氧化碳浓度为 280 ppm,并以每年 2 ppm 的速度增长。 阿伦尼乌斯于 409 年获得诺贝尔化学奖。今天,拥有世界上最大的超级计算机,并且在量子物理学发展之后,如果我们与阿伦尼乌斯进行相同的数学运算,我们将得出非常接近的值。

在过去的 150 年里,我们的社会在许多指标上取得了令人瞩目的进步(而在其他指标上则不太好),化石燃料的燃烧和森林的砍伐使得我们的智人物种对改变大气成分负有责任。 我们增加了许多维持大气能量平衡的关键气体的浓度,例如二氧化碳、甲烷 (CH2)、一氧化二氮 (N4O)、臭氧 (O2) 等。 这些气体吸收红外辐射,这是我们的星球释放到太空中的热量。 通过捕获这些气体,大气层储存了额外的热量并提高了地球的温度。

在全球范围内,我们有几种独立的温度升高测量方法,包括 NASA GISS、1 NOAA 编制的时间序列、2 和许多其他方法。 图 1 显示了 IPCC 编制的 1850 年至 2018 年全球温度的演变,包括陆地平均温度和海洋区域的平均温度3(IPCC SRCCL Shukla 等,2019)。 我们观察到大陆地区的平均气温升高已经超过1,5°C,而全球平均气温升高为1,1°C。

拥有广阔大陆面积的巴西,在上个世纪也经历了强烈的升温。 图 2 显示了巴西从 1890 年到 2019 年的平均温度升高,由伯克利地球小组计算得出。4 我们观察到每十年平均升高,从 24,47 年的 1900 °C 到 25,99 年的 2017 °C,因此增加了 1,52 °C巴西的平均水平。 正如我们之前提到的,根据 IPCC 的计算,从 1,1 年到 1850 年,世界平均温度为 2010°C。在过去的 100 年里,巴西一些州的气温显着升高,尤其是东北部各州,例如皮奥伊州 (2,27 , 2,22 °C), Maranhão (2,14 °C), Bahia (2,09 °C), Ceará (2,11 °C), Alagoas (1,92 °C)。 圣保罗州同期气温上升了 XNUMX °C。

图1 – 1850 年至 2018 年大陆地区的全球温度变化和全球平均温度,由 IPCC 编制。 

 

 

图2 – 巴西 1890 年至 2019 年的平均气温,年值和十年移动平均值。

气候变化远不止温度升高那么简单。 降水变化、大气环流、极端天气事件、海平面上升等也是对我们的社会经济系统产生强烈影响的关键问题。 作为一个拥有广阔沿海地区的国家,沿海地区的海平面上升和侵蚀尤为重要。

面对气候紧急情况,巴西批准了《巴黎协定》,承诺到 37 年将温室气体排放量比 2025 年核实的排放量减少 43%,到 2030 年减少 2005%,并到 2025 年消除亚马逊地区的非法砍伐森林。我们还承诺到 18 年将生物能源在能源矩阵中的份额提高到 2030%,恢复和重新造林 12 万公顷的森林,以及到 45 年可再生能源在矩阵构成能源中的份额达到 2030%,此外还有电力消耗减少 10%。 这些目标需要整个巴西社会做出巨大努力,包括消除亚马逊地区的森林砍伐。

巴西在环境和气候领域表现出严重的脆弱性。 观察到的极端天气事件频率和强度的增加极大地影响了我们的人口、经济和生态系统的功能。 极端天气事件影响农业生产、沿海基础设施、水资源的可用性和城市的环境质量,以及许多其他影响。 亚马逊每年砍伐 11.000 平方公里的森林对全球变暖产生强烈影响,并影响南美洲的区域气候,水汽输送和地表反照率发生变化(Artaxo,2019 年)。

值得注意的是,人类在我们星球上的行为已经超越了生物圈完整性和氮磷生物地球化学通量的行星极限,并且非常接近于超过气候稳定性的行星极限(Steffen 等人,2015 年)。 在人类系统中,IPCC 认识到穷人最容易受到气候变化的影响(IPCC,2014)。 IPCC 最近关于全球变暖 1,5 °C 的报告(IPCC SR1.5,2018)强调需要消除热带森林的砍伐,并将燃烧化石燃料产生的排放量每年减少 5%,直到到 2050 年实现零排放。这将是有必要从 2 年到 10 年以高速率(每年约 -2 亿吨二氧化碳)去除大气中的二氧化碳,以将升温限制在 2050 °C。 这项任务将需要巨大的政治、经济和社会努力以及一个不存在的治理体系。

我们星球的气候未来会怎样? 集合“照常营业”表明全球气温平均升高约 4 °C(IPCC,2014 年)。 如果各国在《巴黎协定》中达成的所有承诺都得到履行,平均气温将上升 3.3°C 左右。 许多国家已经宣布他们不会实现他们的目标。 图 3 显示了在情景“照常营业”,根据 Inpe 的 IPCC 模型的平均值计算得出。 相对于 2170 年的值,对 2090-1850 年期间的平均温度进行了预测。

巴西广大地区,包括农业生产集中的巴西中部地区(马托格罗索州、戈亚斯州、朗多尼亚州和其他州),气温可能会升高 5 至 6 °C。 东北部和亚马逊东部地区的降水量可能会减少 20% 至 40%。 显然,这种情况如果得到证实,将给我国带来深刻的变化,比如农业和畜牧业产量大幅下降,巴西中部地区表现强劲。 极端天气事件的增加,如热浪和长期干旱,对区域变暖产生了额外的影响,并产生了自身的影响。

图3 – 在“一切照旧”情景下对巴西气温升高的预测,由 Cemadem 为 RCP 8.5 使用 IPCC 模型的平均值计算得出。 相对于 2071 年的值,对 2099-1850 年期间的平均温度进行了预测。

令科学家们非常担心的一点是亚马逊热带雨林中如此大的温度升高和降水减少的影响。 森林储存了 120-150 亿吨碳,相当于全球约 3 年的化石燃料燃烧。 如果这些碳中有很大一部分进入大气层,图 2016 所示的情景可能会更大,对巴西区域气候和全球气候都产生非常重大的影响(Nobre 等人,XNUMX 年)。 最近的工作表明亚马逊可能离这不远 引爆点,因为十年前吸收大量碳的森林现在在排放方面是中性的,并且可能在几年内成为全球二氧化碳的来源。 这是由于树木死亡率的增加,与近年来干旱的增加有关,例如 2 年、2005 年和 2010 年的干旱。亚马逊大部分地区的气候变得更加极端(Artaxo 等人,2015 年) .

健康危机和气候变化问题

虽然冠状病毒大流行因其构成的危险而引起了极大的紧迫性,但鉴于气候变化在全球范围内的兴起以及在许多方面带来的令人不安的影响,我们必须以同等甚至可能更大的紧迫性来看待气候变化。可预测和永久的,和这将给我们的社会带来巨大的社会经济损害(Heyd 等人,2020 年)。 共同面对大流行病和气候变化至关重要,因为它表明我们的社会需要进行深刻变革,并包含人类世的重要挑战。 人口健康取决于社会、经济、环境和公共政策方面,这些方面将此问题作为国家、州或市的发展战略。

巴西的地区具有复杂的异质性,某些疾病在空间和时间上的分布各不相同,社会、文化、生态和气候的多样性也直接影响到暴露于气候变化的人口的个人和集体复原力。 全球气候变化对健康的影响将取决于受影响人群的总体健康状况,而后者又取决于全民健康覆盖、社会环境治理、公共政策等健康问题社会决定因素的状况以及模式在国内的发展方向。 热带气候和生态系统变化有利于病原体的发展。

巴西拥有种类繁多的野生动物,而这些动物又拥有多种不同的微生物,其中许多被认为是动物和人类疾病的病原体。 作为众多寄生虫传播周期的一部分,人类健康与野生动物的健康息息相关。 环境变化,包括气候变化和生物多样性的丧失,是野生动物出现疾病的决定性因素。 一般来说,传染病的发病率随着温度升高而增加。 受保护和平衡的生态系统在人畜共患疾病和媒介传播感染的动态和控制方面发挥着重要作用。

据估计,超过60%的传染病在动物和人类之间传播(人畜共患病),其中很大一部分是由源自野生动物的病原体引起的。 全球环境变化对影响公众健康和动物保护的病原体传播有直接影响。 其中,经典地,可以指出引起疟疾、黄热病、肺结核、弓形体病、钩端螺旋体病、出血热、狂犬病、布鲁氏菌病、恰加斯病、埃博拉病毒、Sars-CoV-2和其他冠状病毒的病原体。 登革热、寨卡病毒、基孔肯雅热和黄热病等虫媒病毒性疾病是全球公共卫生变化的重要威胁。

土地利用的变化以及降水和温度升高的变化正在改变蚊子的迁徙并促进所谓被忽视的热带病的传播。 巴西内陆不稳定的卫生系统使低收入人群难以获得治疗,增加了这些疾病的死亡率。 蚊子传播媒介相关疾病,例如 伊蚊, 库蚊, 疟蚊 和其他人受到水文循环和温度的影响,这些循环和温度实际上在整个国家领土上都在变化。

森林砍伐和农业耕作导致的生物质燃烧导致偏远地区的空气污染严重,严重影响该地区的公众健康,加重呼吸道疾病,尤其是儿童、老人和有既往病史的人,这增加住院和死亡的风险,由于无法获得医疗服务而加剧了这种情况。

这个概念 一个世界,一个健康,来自世界卫生组织 (WHO),将人类、动物和环境健康政策联系起来。 它旨在拓宽视野和行动,以应对预防流行病和动物流行病的挑战,并维护生态系统的完整性,造福人类和支持人类的生物多样性。

由 Sars-CoV-19 引起的 Covid-2 大流行表明了这种方法的相关性。 维持气候平衡是这一概念的关键。 Covid-19 大流行告诉我们,就挽救生命和资源而言,预防措施比我们目前的应对措施更具成本效益。 当我们将此与气候变化带来的风险更大、规模更大、持续时间更长但速度更慢的破坏性影响结合考虑时,我们被要求认识到目前有效应对大流行病和气候变化的机会。

生物多样性丧失危机

由于自然栖息地的占用以及土地利用和人类活动的变化,我们正在目睹陆地和海洋生态系统中物种的大量流失(国际生物多样性和生态系统服务平台 - IPBS,2019)。 巴西拥有地球上大约 15% 的物种,栖息地种类繁多。 这种生物多样性存在于六大大陆生物群落——亚马逊、大西洋森林、卡廷加、塞拉多、潘帕和潘塔纳尔。 该国还有六个大型水文盆地——亚马逊、托坎廷斯-阿拉瓜亚、帕纳伊巴、圣弗朗西斯科、南帕拉伊巴和巴拉那-巴拉圭,以及 8 多公里的海岸线。 生态系统功能的平衡取决于大量的植物和动物物种。

自然系统的一些特性,特别是生物多样性,对于生态系统服务的流动至关重要,这些服务一直造福于人类,提供水和粮食安全、文化价值的认同和保护,并确保经济、社会和人类发展(BPBES,2018 年) ) 。 在实现可持续发展的情景中,生物多样性将对减缓和适应气候变化具有决定性作用,并应提供创造收入和福祉的新机制。 另一方面,在当前经济发展模式(一切照旧)的情况下,我们继续以燃烧化石燃料为基础进行发展,除了不采取措施适应气候变化外,自然资源的减少系统生命支持将是不可避免的,并将导致气候变化加速和对我们社会的负面影响。

最后考虑

气候变化一直在影响降雨量、温度、水位和沿海水域化学成分的变化,植物物候学的变化,生态系统功能的变化,以及生物多样性分布的变化,包括传播疾病的媒介的分布。 这些变化相互影响,并与社会和环境的“多重压力因素”相互作用,从而扩大其影响。 然而,需要更好地理解气候变化的许多方面及其相互作用。 该国所有地区降雨状况的剧烈变化需要解决方案,以缓解因更严重和更频繁的干旱以及大面积的极端洪水而引起的社会经济问题。

众所周知,农业部门受到降雨变化的强烈影响,具有更好预测质量的气候模型和基于可持续性社会经济叙述的情景可以支持该部门和其他重要部门适应变化的气候。 因此,我们必须在整合不同科学领域的基础上为制定战略做出贡献,旨在实现水、粮食、健康和能源安全以及社会正义,寻求气候适应战略,最大限度地减少对社会的社会经济影响。

气候变化的影响正在迅速加速。 因此,重要的是要认识到需要采取强有力的减排和适应行动(世界经济论坛,2020)。 科学在这一领域取得了长足进步,显示出跨学科和跨学科研究的重要活力,旨在通过公共政策,无论是针对国家的不同地区,还是针对水、食品、交通和电力等特定部门发电和能源消耗。

以质量和持续研究为基础的跨学科科学是应对本世纪人类面临的最大挑战:全球气候变化的核心(IPCC,2014 年)。 在可能的影响中,地球上大规模移民的问题是显而易见的。 今天居住的一些地区在不久的将来可能无法在经济上维持其人口。 巴西东北部就是一个例子,因为随着温度升高 5°C 和降水量减少 30%,现在半干旱的地区可能会变得干旱,并需要在巴西进行大规模的内部迁移。 在我们星球的其他地区也是如此,在全球范围内带来政治、社会和经济的不稳定。

正如《巴黎协定》所规定的那样,减少排放并将全球最大升温幅度维持在 1,5 °C 的科技挑战意味着社会制度、领土问题和土地利用、能源、基础设施和产业政策方面的重大变革(IPCC,2014 年)。 巴西在我们的国家自主贡献或国家自主贡献 (NDC) 中做出的能源承诺意味着在通过公共政策、市场工具和监管传播技术方面面临挑战。 向低碳经济转型和新能源技术的更多参与需要对监管和制度环境进行深刻改革。

减缓和适应气候变化的社会经济影响可能非常大,尤其是在发展中国家。 但除了建设低碳经济的可能性外,它还可以代表新的商业机会和提高能源效率。 私营部门的作用至关重要,与学术界和政策制定者合作,最大限度地降低能源、建筑、交通和其他部门等所有领域所需的重大转型的成本。 社会各界都需要为发展低碳经济做出贡献。

从个人到市政当局、州、国家和全球,各个层面都必须进行整合(Artaxo,2019 年)。 为此,我们需要在各级实施与公共政策相结合的治理。 这些行动方针必须考虑到 2030 年可持续发展议程的目标,并以全球研究为指导,例如政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 的各种报告、IPBES 提议的行动、政府间生物多样性平台和生态系统服务和巴西生物多样性和生态系统服务平台 BPBES; 特别关注我们社会的变革行动。

在全球层面,联合国气候变化大会 (COP) 将在未来几年发挥重要作用,应该被全球整合健康、环境和生物多样性问题的治理机制所取代。 这必须通过在各级(市、州、国家和全球)制定基于科学的公共政策来实现。 巴西已经证明,减少亚马逊地区的森林砍伐可以以适度的成本快速完成,因为该国通过一致的长期公共政策将每年的森林砍伐量从 28.000 年的 2004 平方公里减少到 4.500 年的 2011 平方公里。 截至 2012 年,年度森林砍伐再次大幅增长,2019 年达到 10.129 平方公里的水平。 减少排放和维护热带森林的国际压力可能会产生重要影响并减少亚马逊的森林砍伐。

有可能建立一个综合系统,将生物多样性作为发展过程的核心组成部分纳入其中,从而显着提高自然系统和人类系统的适应能力。 在这种情况下,可持续发展目标提出的目标将实现,气候的负面影响将出现,但建立生物多样性的非掠夺性发展形式将使其得到保护,包括提高其能力应对气候变化,减少森林砍伐造成的碳排放,并通过广泛的生态系统恢复增加其从大气中的清除,特别是在热带地区。

重要的是,我们要从根本上改变我们的社会经济系统,使其成为一个最低限度可持续的、更公平的系统,减少不平等并实现可持续发展目标 (SDG)。 一种方法是建立社会生态系统,其中整合了社会经济和生物物理过程和组成部分。 人类被认为是自然系统的一部分,而不是为了自身的短期利益而改变生态系统的外部因素。 生态系统服务将纳入经济发展框架,并采用基于科学的战略(Artaxo,2019 年)。

应对三大突发危机,需要建立适应各级联动行动需要的治理体系。 在 Covid-19 大流行中,我们观察到每个国家都单独制定了与其邻国不同的战略,甚至巴西的州和市在面对全球大流行时也有不同的、有时甚至是相反的战略。 显然,在气候问题上采取这样的行动是行不通的,因为在全球经济一体化的情况下,不可能采取零散的行动,这肯定是低效的。

联合国 (UN) 既没有授权也没有可能处理如此严重的行星问题。 如果我们要稳定气候问题并阻止生物多样性的丧失,就必须建立一个新的全球治理体系。 我们将不得不改变我们的经济体系,因为在一个自然资源有限的星球上,持续的经济增长是不可能的。 我们今天的社会不平等是政治、社会和环境不稳定的重要根源。 由于 Covid-19,几个欧洲国家正在讨论在对本国造成最小损害的情况下实现经济增长的战略。 我们星球上的可持续发展是可能的,也是必要的。 在未来的几年和几十年里,我们将有大量的工作来建造它,因为我们别无选择。

*保罗·阿尔塔索 是圣保罗大学 (USP) 物理研究所应用物理系的正教授。

最初发表在杂志上 进修 no。 100。

 

参考文献


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笔记


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