“人类世”的提出与争议_尹志勇.pdf

第 卷 第 期 年 月第 四 纪 研 究，刘晓东“人类世”的提出与争议 第四纪研究，（）：，“”，（）：文章编号：（）“人类世”的提出与争议，刘晓东，（，；中国科学院地球环境研究所，黄土与第四纪地质国家重点实验室，陕西 西安；中国科学院大学地球与行星科学学院，北京）摘要：“人类世”（）一词自 年以来逐渐流行并越来越多地见诸于环境科学、地球科学以及社会和人文学科的各种期刊文章和书籍。本研究简要介绍有关“人类世”概念的提出、科学意义和相关的最新进展，特别是国际地层委员会第四纪地层分委员会的人类世工作组（）正在推进将“人类世”作为一个正式地质年代单位的工作；同时也介绍与之有关的争议，例如关于如何界定“人类世”的底界，以及“人类世”是否应当被看作是一个地质事件，而不是一个新的地质年代单位。分析认为，人类活动已经对地球环境造成极为深远的影响，但现今是否已经进入了一个新的地质年代尚待确定。学术界应当搁置争议，将注意力集中于研究人类活动对地球环境影响的事实和机制，为人类社会减缓和适应日益加剧的全球环境变化做出贡献。关键词：人类世；地质年代；人类活动；全球变化中图分类号：文献标识码：开放科学标识码（）收稿，收修改稿 国家自然科学基金重大项目课题“人类世人类活动的影响与适应”（批准号：）、中国科学院（类）战略性先导科技专项项目（批准号：）和山东省专项经费（批准号：）共同资助 第一作者简介：（尹志勇），男，岁，教授，水文气候学，：“人类世”概念的提出及其传播“人类世”（）是近年来在各类文献中出现频率较高的一个词。尽管它很早就在文章中出现，比如古湖泊生态学家 （年）在 年代初就用“人类世”来隐喻人类活动对地球的巨大影响，但直到 年因研究极地臭氧层空洞而获得诺贝尔奖的大气化学家 （年）和这个英文词的原创者 才明确指出，有种种迹象表明人类活动已经对地球系统造成了不可逆转的变化，并提出“人类世”是一个新的地质时期；此后“人类世”一词越来越多地出现在自然科学文献中并与地球环境变化“大加速”（）联系起来。据 文献核心数据库检索，近 年来题目中包含 一词的文章逐年增多（图），年以来每年发表 篇左右。这些论文主要分布在环境科学和地球科学等领域（图），涉及生态、地理、大气、地质等诸多学科，可见“人类世”研究具有地球多圈层相互作用和多学科交叉的属性。这些文章发表最多的两个刊物分 别 是 和 ；另外，出版社 年创刊了一本专注于人类活动对行星地球复原力影响的多学科期刊。近 年来出版的题目中包含 一词的专著在 本以上，这些书籍不仅包括环境科学和地球科学研究，而且还涉及社会和人文科学。例如，所著人类世的诞生将地层记录、环境史、考古学和人类学结合在一起，从环境人文学角度诠释了“人类世”的含义；同时，这一词的使用也逐渐扩展到人文及社会科学及大众媒体，涉及到诸如人类健康、社会和政治治理，以及可持续发展等多个领域。鉴于这一观念的新颖程度及其迅速提升的热度，以及其在近期可能成为一个正式的地质年代单位，本文拟对有关工作的最新进展和目前关于“人类世”的争议作一简介，并提出一些看法。期，等：“人类世”的提出与争议图 年以人类世为题发表的论文分布（）逐年发表的论文篇数；（）累积发表论文数的主要学科分布数据取自 文献核心数据库（：）.“”（），（）（：）支持“人类世”的观点和证据 人类活动对整个地球的影响日益显著是毋庸置疑的。等列举了很多证据以支持“人类世”作为一个全新的地质时期，最具有全球意义的是由于工业化以及使用化石燃料造成的碳排放导致大气二氧化碳（）浓度加速升高（图）、全球气候变化和冰川消融等种种全球尺度的环境变化；另外，全球人口在 年已经达到 亿，尽管这一趋势可能在不远的将来会变缓或下降（图），但伴随社会发展而来的是人类改变环境的能力与时俱进。一方面人类在建设并改善居住环境的过程中给自然环境带来了巨大的变化，例如超级城市区域的建立及其扩展（图 和）以及日益增加的生活和工业废物的排放和堆积、填埋，严重影响并改变了地表环境。据联合国估计，每年约有 亿吨的固体废物被收集、堆放并处理，而其中很多难以自然降解的物质必将长期存在于地球环境之中；而另一方面则是人类为保证食物安全而做出的努力，从农耕文化开始到现代从未停止（图 和）；大规模工厂化农业在近年全球化和饮食构成演化的浪潮中愈演愈烈，并在一定程度上导致热带雨林等自然生态系统加速消亡（图）以及物种灭绝和全球生物多样性急剧下降。高强度农业生产、城市化和工业化不仅干扰了区域尺度自然生态系统演化，而且给陆地水环境带来极大的压力，远超出当地水资源的供给和自净能力，而这一困境在全球气候变化背景下不断加剧。总的来看，人口、经济、气候与环境等一系列变化在 世纪中期之后急剧加速，这一现象被称为“大加速”，已表现在生物圈、水圈、岩石圈、大气圈及冰冻圈等地球系统的所有圈层，。“人类世”的存在被认为与人类活动对气候变化影响的日益加剧密切相关，。尽管有关全球变暖的气候变化研究可以追朔到近 年前，但全球气候变暖被广泛关注则始于 年代。从大气科学的角度来看，目前大部分气候科学家已在以下几个方面形成共识：）全球气候变暖正在发生；）大部分所观测到的气候变化是由人类活动第 四 纪 研 究 年图 人类活动对全球环境影响的代表性特征（）美国 观测的 年大气 月均浓度值；（）年以来世界人口变化及未来趋势；（）年世界畜牧、农田及城建面积变化；（）北京及其周边地区土地利用卫星影像（红色为植被，青色为城区或裸地）；（）美国堪萨斯州西南部的灌溉农田（鲜红色 代表健康农作物）；（）巴西帕拉州的热带雨林（暗红色为原始雨林，青色为非林地）图中的世界人口及世界耕地、草场、城建面积数据源于 网站（：），大气 观测资料取自美国加州大学圣地亚哥分校 海洋研究所（：），卫星影像取自美国地质调查局地球探险家网站（：）（图 影像中心位置约.，.，成像时间；图 影像中心位置约.，.，成像时间 ；图 影像中心位置约.，.，成像时间）.（），（），（），（），（）（），（）（）（）：.，（：）；，.（：）；（：）：.，.，.；.，.，.；.，.，.（特别是使用化石燃料带来的碳排放）所造成；）气候变化可能导致极端天气事件发生的频率和强度上升甚至影响整个地球环境。由于人类活动引起的气候变化可能已经映射在地球系统各个圈层，因而也成为提出“人类世”已经开始的重要证据之一（图）。但也有在“人类世”的讨论中渲染“气候危机”，甚至将二者等同起来的观点。从更长的时间尺度上看，目前至未来百年尺度上的气候变化（由人类活动所导致的变幅和增速）相对地质或历史时期肯定是显著的，但随着人类对气候变化认知的深入和应对能力的增强，以及当下与未来全社会采取的减缓气候变化措施的实施和改进，人类社会尚有可能达到巴黎气候公约所制定的增温 的目标。由此看来目前似乎还谈不上“气候危机”。当然，与气候变化相关的许多科学、工程及社会问题仍值得深入研究。鉴于人类活动对气候系统的巨大影响及其在地层中的可能反映，国际地层委员会（，简称）第四纪地层分委员 会 在 年 专 门 成 立 了 人 类 世 工 作 组 期，等：“人类世”的提出与争议图 依据主要人类活动影响事件来确定“人类世”底界的各种提议据 和 的图 改编.“”（，简称），以探讨将“人类世”作为一个正式的地质年代单位的可行性。作为该工作组的创始人 （年）与 和 在他们 年发表的文章中就提出人类活动的作用及其影响已经超过了自然过程。以人类活动的影响超过自然过程作为“人类世”的特征，等认为，人类活动，特别是人类活动导致的气候变化已经改变了第四纪以来地球环境变迁的轨迹，即冰期与间冰期交替发生的格局。他们推断地球已经处在一个重要的临界点，很有可能在不远的将来进入所谓的“热室地球”循环格局，而这个临界点时期正好可以作为“人类世”的起点；等认为从成因和地层特征的角度来看，人类活动的标记已经足以区分现今与全新世。在 年 月通过决议并送交，提出“人类世”应当在全球界线层型剖面和点位（，简称，俗称“金钉子”）系统中成为一个正式认定的地质年代单位，同时决定选取 世纪中期的某种代表性地层信息作为“人类世”地层的底界。在 关于寻找候选“金钉子”地点的描述中，可以看出他们是如何考虑以标准地层代表人类活动对全球环境的影响，。例如，中国吉林的四海龙湾湖相纹泥记录延续到大约公元 年，而 年被认为可作为“人类世”元年，其后诸多人为物质含量逐年升高，如源自大气核试验和核能源使用所产生的钚 及钚 和碘，源自化石燃料烟尘的碳，以及燃煤和燃油产生的球形碳颗粒（，简称）和 多 环 芳 香 烃 化 合 物（，简称）等。截至到 年底，及国际地质科学联合会（）尚未就是否将“人类世”作为 系统中的一个正式的地质年代单位做出最后决定。但随着“人类世”观点的提出，很多学者将“人类世”及其定义作为一种新的范式（）或基本思维模式，即科学界在某一特定时期进行某一类科学活动时大多数参与者所必须遵循的一种公认的思维模式，包括共有的世界观、基本理论、范例、方法和手段，以及评价标准等。正如 的现任组长 所言，“人类世”成了一个包含了众多意义的标签（“，”）。“人类世”概念争议的焦点.关于如何确定“人类世”的底界 尽管“人类世”的概念在自然、社会和人文科学界广受关注，但这并不代表没有争议。例如 第 四 纪 研 究 年认定 世纪中期 年或者 年代是“人类世”的开始，他们认为将 世纪中期作为“人类世”的起点，有足够多的明显证据。自 年以来，迅速增长的人口加快了工业生产、农用化学品的使用和其他人类活动的步伐，使地球环境变化的诸多现象与“人类世”的出现相关联。例如，陆地和海洋生物圈的快速变化，导致生物栖息地减少、物种入侵；全球气候变暖、海平面上升、海洋酸化；混凝土、飞灰、塑料等物质出现；第一次原子弹爆炸产生的放射性尘埃在地球上飘浮并沉降，随后嵌入陆地或海洋沉积物中并已成为地质记录的一部分，等等。但有些学者并不完全认同这一观点，比如“人类世”的原创者 和 认为“人类世”的起点应当是工业革命开始的 年；和 则提出应以“哥伦布大交换”引发的“新旧世界的碰撞”点 年，或以世界范围内来自核武器试验的放射性同位素含量达到顶峰的 年作为“人类世”的起点；而 及 等指出，根据国际地层委员会颁布的标准，将“人类世”确定为地质年代单位在全球范围内难于认定其起始时间和标志，因为人类活动的影响具有渐变性和区域差异性（见图），从已有的人类活动和气候环境变化证据来看，人类活动对地球环境的影响可追溯至 年前的新石器革命和人类开展早期农业时期（见下节）。年，时任 主席的 和北美地层名称委员会主任 曾撰文，认为“人类世”的倡议有很强的政治色彩，不应属于 的工作范畴。同时他们也介绍了 的职责和工作程序。有 个分委会，每个分委会有大约 名可正式投票的会员，代表 多个国家。负责在全球建立一个统一的地层记录体系，每一个地层单位都应当具有精准确定的上下界限，并且具有广泛的相关性，即在全球多地可以找到相关联的地层单位。这些界限的确立需要全球年代地层单位界线层型剖面和点位（），即“金钉子”。因此，也强调拟议的“人类世 系”应以 世纪中期的地层事件信号为基础，寻找用以区分“全新世”与“人类世”的“金钉子”。列出了 个候选地点，包括沿海海相沉积、河口及湖相沉积、南极大陆冰盖、珊瑚、洞穴沉积、泥炭以及一处代表人类居住点的沉积记录。这些地点随后被缩减到 个（表），最终还需经 审议来认定其中的一个地点作为“人类世”的起始时间的代表地层。从地质学家过去划分地质时期地层过程的历史来看，确定“人类世”的底界是史无前例的。在此之前，距离现今最近的地质时期是全新世（），其底部距今约 年。通常一个地质时期由在此时期中形成的标志性岩石地层为代表，具有特定的古生物化石组成，反映了当时的环境及其变化特征。而某一特定地质时期底界的标志性地层还必须具有不同于前一地质时期的特点，例如全新世起始的标志性地层代表更新世冰期的结束和人类活动的出现，地质学家们是在.万年之后才研究这些地层并确定它们的年限，然后正式定义了这个新的地质时期 全新世。而 的工作程序与之相