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1、全球近幾年環境污染事件：致使紐約出現63年來最嚴重污染天氣，加拿大森林大火排放二氧化碳達10億噸

還記得不久前紐約市黃煙彌漫的情形嗎？其源頭正是加拿大的森林大火。根據加拿大森林消防中心的最新數據，截至當地時間7月26日，今年全國累計發生4774處火災，累計過火面積已超12.1萬平方公里，超過了韓國國土面積（約10.3萬平方公里），是我國2000-2021年累計森林火燒受災面積的7.5倍。

中國科學院沈陽應用生態所研究員劉志華、大氣物理所副研究員王哲在接受解放日報·上觀新聞記者采訪時披露，截至目前加拿大林火的二氧化碳排放量已達到10億噸。“這不僅對于加拿大來說史無前例，而且對全球氣候變暖造成了不可忽視的影響，已發展為全球性環境事件。”

【還在燃燒的加拿大林火未來走向如何】

10億噸二氧化碳是怎么計算出來的呢？劉志華介紹，遙感技術是目前估算大尺度林火碳排放的有效手段，基于遙感觀測的火燒碳釋放強度和火燒面積，可快速準確進行林火碳釋放的評估。據估算，此次加拿大林火排放的甲烷和氧化亞氮的溫室效應相當于1.1億噸的二氧化碳當量，加上直接排放的10億噸二氧化碳，加拿大林火的二氧化碳排放約為11.1億噸當量，已超過日本2021年與能源相關的二氧化碳排放量10.67億噸。

除了排放溫室氣體影響氣候，加拿大林火通過釋放PM2.5、PM10、有機氣溶膠、黑碳等空氣污染物，造成環境影響。“就拿黑碳來說，它會沉降到北冰洋的海冰表面，加速海冰的融化。”王哲說。截至目前，加拿大林火影響較大的跨境傳輸過程主要有四次，分別為5月17-26日、6月6-19日、6月23-30日和7月15-20日，均顯著降低美國空氣質量（達50微克/立方米以上），造成航班取消、學校停課，嚴重擾亂生產生活秩序。其中，第二次傳輸過程使紐約市出現1960年以來最嚴重的污染天氣，第三次傳輸過程使芝加哥6月27日的空氣質量指數超標5.6倍。

受西風環流及天氣動力作用，加拿大林火釋放的PM2.5造成了長距離跨境傳輸。5月25日到達歐洲斯堪的納維亞半島，6月8日擴散至冰島和格陵蘭島，6月26日波及歐洲大陸。此次傳輸過程還波及北非和亞洲地區，對我國西部地區PM2.5濃度的影響約為1-2微克/立方米。

“林火產生的微小顆粒物可能比傳統的PM2.5對人體的危害還要大，因為它們更加微小，容易進入肺部，再進入血管，影響呼吸系統和心血管系統。”王哲說。

還在燃燒的加拿大林火未來走向如何？劉志華介紹，加拿大的森林火災季節通常持續到10月份，此次火勢有可能繼續蔓延，災害規模還會進一步擴大。

“最新數據顯示，2021年加拿大與能源相關的二氧化碳排放量約5.6億噸，現在才七月份，已經增長近一倍了。”劉志華說，如此大規模林火已經超出了自然變化范圍，演變成一種破壞性的災難。頻繁、嚴重的火燒不但快速消耗植被和土壤中的碳儲量，也會改變森林的自然演替，使生態系統退化為灌木或草地，嚴重降低生態系統的碳匯功能。因此，大規模森林火災破壞了生態系統的平衡，而非傳統認識的生態干擾過程。

【對于森林大火有何應對措施】

近年來，隨著氣候變暖和人類活動影響不斷加劇，極端林火頻繁發生。例如，2019年亞馬遜林火，10個月過火面積超9萬平方公里；2019-2020年澳大利亞大火，一年間過火面積24.3萬平方公里。

頻發的森林大火是否影響《巴黎協定》中將全球平均溫升控制在1.5-2攝氏度的目標？劉志華說，如果林火頻發，肯定會影響“碳達峰”“碳中和”目標的實現，因為森林生態系統占了80%的碳匯，如果森林頻遭火燒，吸收二氧化碳的能力降低，這對各國的減排肯定是一個損失。

對于森林大火有何應對措施？“要早發現早撲滅。如果林火轉變為高強度的樹冠火，特別在強風、高溫、干旱情況下，傳播速度非常快，釋放的能量也很強，人為干預效果不太好。”劉志華認為，對于雷擊這樣的自然源頭無法控制，但可以控制人為點燃。也可以將可燃物的處理融入日常森林管理中，種植可燃性比較低的樹種等。

據《2022年中國國土綠化狀況公報》顯示，我國森林面積約為231萬平方公里，森林覆蓋率約為24.02%，如此廣泛的森林分布給我國森林防火工作帶來了巨大挑戰。多年來，中國政府堅持“預防為主 防救結合”的方針，通過全社會共同努力，我國成功降低了林火的發生率和災害損失。根據估算，2000-2021年我國林火年均二氧化碳排放量約為1500萬噸，僅占全球每年野火排放量的0.2%，展現出中國負責任大國的擔當。

圖片來源：加拿大森林消防中心

來源：作者：黃海華

2、全球近幾年環境污染事件，氮污染成最嚴重污染問題之一

在合成生物學激動人心的進步，以適應氣候變化的缺陷，2019年3月4日，聯合國環境署發布了最新的Frontiers報告，該報告探討了五個最重要的環境問題。報告中確定的主題是：合成生物學，生態系統連通性，解凍永久凍土泥炭地，氮污染和氣候變化適應不良。

氮是當今人類面臨的最重要的污染問題之一，需要世界各國采取緊急行動。

據聯合國環境最新前沿報告指出，討論探索哪些將會對我們的社會，經濟和生態系統產生深遠的影響最大出現的環境問題，有一些令人興奮的沿和新穎的解決方案。

通過掃描技術和環境視野，該報告確定了五個主要議題：

合成生物學，結合科學和工程學來制造和改造遺傳材料，生物體和生物系統的現代生物技術。

生態連通性 - 將破碎的棲息地連接和橋接成相互連接的景觀，以防止物種滅絕。永久

凍土泥炭地 - 北半球的地面永久凍結，占據了世界上大約一半的土壤有機碳，受到北極氣溫上升的威脅。

氮污染-通過人類活動大規模改變全球氮循環，擾亂生態系統，人類健康和經濟。

對氣候變化的適應不良 - 氣候相關損害的意外增加或可持續適應工作的福利減少。

“在Frontiers中審查的問題應該提醒我們，無論何時我們干涉自然 - 無論是在全球范圍內還是在分子層面 - 我們都有可能對我們的行星之家產生長期影響，”聯合國代理執行主任Joyce Musya環境在報告的前言中說。“但通過先見之明和共同努力，我們可以在這些問題上保持領先，并制定出能夠為我們所有人服務的解決方案。”

合成生物學：重新設計環境

合成生物學是一個相對較新的領域，旨在使生物學更易于工程化 - 正在悄然改變傳統的制造方法。合成生物學正在擴展到與生物學通常不相關的行業，包括采礦，建筑材料，香水，香料，纖維，洗滌劑和粘合劑。

作為21世紀生物學領域新興的一門學科，合成生物學是分子和細胞生物學、進化系統學、生物化學、信息學、數學、計算機和工程學等多學科交叉的產物。發展迄今，已在生物能源、生物材料、醫療技術以及探索生命規律等諸多領域取得了令人矚目的成就。

該報告闡述了合成生物學 - 或我們的自然生物學的再造 - 為我們的社會所擁有的機遇和挑戰，將生物體的遺傳操作如何獲得自然界中不存在的新功能，以滿足人類需求。

CRISPR技術，使科學家能夠切割出一個選定的DNA片段，并用一條全新的DNA鏈代替它，這可以改變生物體的特征。利用這種新的DNA，生物體可以釋放到野外，在我們的環境中交配并擴展這些修飾基因的外觀。這可能用于使物種免疫某些疾病或抑制入侵物種的繁殖。

將轉基因生物釋放到環境中的戰略已經引起了對潛在的深遠影響和意外后果的有效擔憂。這需要多方面的社會辯論，因為它有能力修改，壓制或取代目標物種的整個種群，繞過進化的基本原則。

生態連通性：保護生物多樣性的橋梁

大規模的工業化已經導致全球自然景觀的廣泛分裂。曾經連續的棲息地現在被分隔和隔離，導致一些物種的螺旋式下降，因為它們不再能夠分散以尋找食物或配偶。

報告指出：“自然景觀細分的結果是，哺乳動物和其他物種的移動距離不到原來的一半。” “這種有限的遷徙，分散，交配，飼養和繁殖能力意味著野生動物被迫走入滅絕威脅更大的局面。”

永久凍土泥炭地：在一個變暖的世界中失去地面

永久凍土泥炭地是北極地區的生物地球化學熱點，因為它們儲存了大量的碳。永久凍土融化可以釋放部分長期不動的碳儲量，因為溫室氣體將二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4）排放到大氣中，但是多少，在哪個時間跨度以及哪個氣態碳物種仍然高度不確定。

北極地區的變暖速度是全球平均水平的兩倍，科學家越來越關注永久凍土融化速度的加快。永久凍土是如此廣闊，以至于其占北半球陸地半球的25％，并且它的大量溫室氣體被鎖定在其泥炭地 - 所有這些都可能被釋放為地面除霜。

永久凍土融化不僅對當地的生態和基礎設施產生直接影響，還可能引發無法控制的雪球效應：碳從解凍的泥炭中釋放出來并加熱大氣，從而無限制地惡化氣候變化。

研究正在進行中，但目前對永久凍土泥炭地的確切位置，它們如何變化以及如果它們都會解凍將會發生什么事情的了解甚少。

氮固定：從氮循環污染到氮循環經濟

氮對生命至關重要，是地球大氣中極為豐富的元素。以N 2分子的形式，氮是無害的，占我們每次呼吸的78％。

自然界的氮及氮素化合物在生物作用下的一系列相互轉化過程。氮素在自然界有多種存在形式，數量最大的是大氣中的氮氣，占大氣體積的79%，總量約3.9×10（億噸。除少數原核生物外，動、植物都不能直接利用土壤及海洋中的無機氮中，只有銨鹽和硝酸鹽可被植物吸收利用，但其量有限，因此地球表面生物量的增長受到可利用氮的限制。

對畜牧業，農業，運輸業，工業和能源部門的需求不斷增長，導致我們的生態系統中活性氮 - 氨，硝酸鹽，一氧化氮（NO），氧化亞氮（N 2 O） - 的急劇增長，

過量的氮污染對人類和環境產生巨大影響。例如，以氧化亞氮的形式，除了各種氮化合物對空氣質量和臭氧層的影響之外，它還比二氧化碳作為溫室氣體強300倍。

報告警告說：“人類正在生產一種活性氮混合物，威脅著健康，氣候和生態系統，使氮成為人類面臨的最重要的污染問題之一。” “然而，問題的嚴重程度在很大程度上仍未知，在科學界之外并未得到承認。”

對氣候變化的適應不良：避免了可進化性途徑的陷阱

在瞬息萬變的氣候現實中，適應戰略需要在全球范圍內提高人類和生態系統的適應力，同時避免可能只有當地利益的短期解決方案。

在最后一章中，報告探討了適應可能出錯的各種方式，從不起作用的過程到破壞資源的適應性行動，縮小未來選擇范圍，加劇弱勢群體面臨的問題，或將解決方案的責任轉嫁給后人。

它深入探討了關于究竟什么構成適應不良的關鍵問題，以及將全球氣溫保持在1.5°C以下的目標，并為如何實施負責任的適應戰略提供指導。“證據表明，通過評估社會中所有群體的所有成本和收益，包括共同利益，以及明確誰將成為贏家和輸家，以及如何更好地分擔負擔，可以避免適應不良。”

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