Auf der globalen Ebene umfasst Nachhaltigkeit und Umweltmanagement die Bewirtschaftung der Ozeane, Süßwassersysteme, Böden und Atmosphäre nach den Prinzipien der Nachhaltigkeit.

Landnutzungsänderungen sind grundlegend für den Betrieb der Biosphäre, da Veränderungen in den relativen Anteilen von Land, die der Verstädterung, Landwirtschaft, Wald, Grünland und Weideland gewidmet sind, einen deutlichen Einfluss auf die globalen biogeochemischen Kreisläufe von Wasser, Kohlenstoff und Stickstoff haben. Das Management der Erdatmosphäre umfasst die Bewertung aller Aspekte des Kohlenstoffkreislaufs, um Möglichkeiten zur Bekämpfung des vom Menschen verursachten Klimawandels zu ermitteln. Dies ist aufgrund der möglichen katastrophalen Auswirkungen auf die biologische Vielfalt und die menschlichen Gemeinschaften zu einem Schwerpunkt der wissenschaftlichen Forschung geworden. Ozeanzirkulationsmuster haben einen starken Einfluss auf Klima und Wetter und damit auf die Nahrungsversorgung von Menschen und anderen Organismen.

Atmosphäre
Im März 2009 haben 2.500 Klimafachleute aus 80 Ländern auf einem Treffen des Kopenhagener Klimarats eine Grundsatzerklärung abgegeben, dass es jetzt „keine Entschuldigung“ gibt, die globale Erwärmung zu unterlassen und dass sich ohne starke CO2-Reduktionsziele „abrupt oder irreversibel“ einstellt Es kann zu einem Klima kommen, „das für heutige Gesellschaften sehr schwierig zu bewältigen sein wird“. Das Management der globalen Atmosphäre umfasst nun die Bewertung aller Aspekte des Kohlenstoffkreislaufs, um Möglichkeiten zur Bekämpfung des vom Menschen verursachten Klimawandels zu ermitteln. Dies ist aufgrund der möglichen katastrophalen Auswirkungen auf die biologische Vielfalt und die menschlichen Gemeinschaften zu einem Schwerpunkt der wissenschaftlichen Forschung geworden.

Andere menschliche Auswirkungen auf die Atmosphäre umfassen die Luftverschmutzung in Städten, die Schadstoffe einschließlich toxischer Chemikalien wie Stickoxide, Schwefeloxide, flüchtige organische Verbindungen und luftgetragene Partikel, die photochemischen Smog und sauren Regen erzeugen, und die Fluorchlorkohlenwasserstoffe, die die Ozonschicht abbauen. Anthropogene Partikel wie Sulfat-Aerosole in der Atmosphäre reduzieren die direkte Strahlung und Reflexion (Albedo) der Erdoberfläche. Bekannt als globales Dimmen wird der Rückgang zwischen 1960 und 1990 auf etwa 4% geschätzt, obwohl sich der Trend später umgekehrt hat. Globales Dimmen könnte den globalen Wasserkreislauf durch die Reduzierung von Verdunstung und Niederschlag in einigen Gebieten gestört haben. Es erzeugt auch einen kühlenden Effekt und dies könnte die Auswirkungen von Treibhausgasen auf die globale Erwärmung teilweise maskiert haben.

Ozeane
Ozeanzirkulationsmuster haben einen starken Einfluss auf Klima und Wetter und damit auf die Nahrungsversorgung von Menschen und anderen Organismen. Wissenschaftler haben vor der Möglichkeit gewarnt, dass unter dem Einfluss des Klimawandels plötzlich Zirkulationsmuster von Meeresströmungen verändert werden, die das Klima in einigen Regionen des Globus drastisch verändern könnten. In den bewohnbareren Regionen der Meeresränder – den Flussmündungen, der Küstenlinie und den Buchten – treten große Auswirkungen auf die Umwelt auf. Zehn Prozent der Weltbevölkerung – rund 600 Millionen Menschen – leben in tief liegenden Gebieten, die anfällig für den Anstieg des Meeresspiegels sind. Trends, die eine Bewirtschaftung erfordern, umfassen: Überfischung (über nachhaltige Niveaus hinaus); Korallenbleiche aufgrund von Ozeanerwärmung und Ozeanversauerung aufgrund steigender Konzentrationen von gelöstem Kohlendioxid; und Meeresspiegelanstieg aufgrund des Klimawandels. Wegen ihrer Weite fungieren die Ozeane auch als bequeme Müllhalde für menschliche Abfälle. Abhilfestrategien umfassen: eine sorgfältigere Abfallbewirtschaftung, gesetzliche Kontrolle der Überfischung durch die Anwendung nachhaltiger Fischereipraktiken und den Einsatz ökologisch sensibler und nachhaltiger Aquakultur und Fischzucht, Verringerung der Emissionen fossiler Brennstoffe und Wiederherstellung von Küsten- und anderen Meereslebensräumen.

Frisches Wasser
Wasser bedeckt 71% der Erdoberfläche. Davon sind 97,5% das salzige Wasser der Ozeane und nur 2,5% Süßwasser, von denen die meisten im antarktischen Inlandeis eingeschlossen sind. Das restliche Süßwasser findet sich in Seen, Flüssen, Feuchtgebieten, im Boden, in Aquiferen und in der Atmosphäre. Alles Leben hängt vom solarbetriebenen globalen Wasserkreislauf ab, der Verdunstung von Ozeanen und Land, um Wasserdampf zu bilden, der später aus Wolken als Regen kondensiert, der dann zum erneuerbaren Teil der Süßwasserversorgung wird. Das Bewusstsein für die globale Bedeutung der Bewahrung von Wasser für Ökosystemdienstleistungen ist erst in jüngster Zeit entstanden, als während des 20. Jahrhunderts mehr als die Hälfte der Feuchtgebiete der Welt zusammen mit ihren wertvollen Umweltdienstleistungen verloren gegangen sind. Biodiversitätsreiche Süßwasserökosysteme sind derzeit schneller rückläufig als Meeres- oder Landökosysteme, wodurch sie zu den am stärksten gefährdeten Lebensräumen der Welt werden. Die zunehmende Verstädterung belastet die Versorgung mit sauberem Wasser, und ein großer Teil der Welt hat immer noch keinen Zugang zu sauberem, sauberem Wasser. In der industriellen Welt verlangsamte das Nachfragemanagement die absoluten Nutzungsraten, aber zunehmend wird Wasser über große Entfernungen von wasserreichen Naturgebieten in bevölkerungsdichte Stadtgebiete transportiert, und energiehungrige Entsalzungsanlagen werden immer häufiger genutzt. Ein verbessertes Management des blauen (erntefähigen) und des grünen (für die Wassernutzung verfügbaren Bodenwassers) wird jetzt stärker in den Vordergrund gerückt, und zwar auf allen Ebenen des Wassermanagements.

Land
Der Verlust der Artenvielfalt ist größtenteils auf den Verlust und die Fragmentierung der Lebensräume zurückzuführen, die durch die menschliche Aneignung von Land für Entwicklung, Forstwirtschaft und Landwirtschaft entstanden sind, da das Naturkapital zunehmend in vom Menschen geschaffenes Kapital umgewandelt wird. Landnutzungsänderungen sind für den Betrieb der Biosphäre von grundlegender Bedeutung, da Veränderungen der relativen Anteile von Land, die der Verstädterung, Landwirtschaft, Wald, Grünland und Weide gewidmet sind, die globalen biogeochemischen Kreisläufe von Wasser, Kohlenstoff und Stickstoff stark beeinflussen negativ auf natürliche und menschliche Systeme. Auf der lokalen Ebene des Menschen kommen große Nachhaltigkeitsvorteile durch das Streben nach grünen Städten und nachhaltigen Parks und Gärten.

Wälder
Seit der Jungsteinzeit hat der menschliche Gebrauch die Waldfläche der Welt um etwa 47% reduziert. Heutige Wälder besetzen ungefähr ein Viertel der eisfreien Länder der Erde, von denen etwa die Hälfte in den Tropen vorkommt. In gemäßigten und borealen Regionen nimmt die Waldfläche allmählich zu (mit Ausnahme von Sibirien), aber die Abholzung in den Tropen ist bedeutend Besorgnis, Sorge.

Die Wälder mildern das lokale Klima und den globalen Wasserkreislauf durch Lichtreflexion (Albedo) und Evapotranspiration. Sie bewahren auch die biologische Vielfalt, schützen die Wasserqualität, erhalten die Boden- und Bodenqualität, liefern Treibstoff und Medikamente und reinigen die Luft. Diese freien Ökosystemdienstleistungen erhalten unter den meisten gegenwärtigen Wirtschaftssystemen keinen Marktwert, und daher hat der Walderhalt wenig Anziehungskraft im Vergleich zu den wirtschaftlichen Vorteilen der Abholzung und Beseitigung, die durch Bodendegradation und organische Zersetzung Kohlendioxid in die Atmosphäre zurückführt. Die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) schätzt, dass etwa 90% des in der Landvegetation gespeicherten Kohlenstoffs in Bäumen eingeschlossen sind und etwa 50% mehr Kohlenstoff speichern als in der Atmosphäre. Die Landnutzungsänderungen tragen derzeit etwa 20% der gesamten globalen Kohlenstoffemissionen bei (die stark belasteten Länder Indonesien und Brasilien sind eine Hauptquelle für Emissionen). Der Klimawandel kann durch Sequestrierung von Kohlenstoff in Wiederaufforstungsprogrammen, Plantagen und Holzprodukten gemildert werden. Auch Holzbiomasse kann als erneuerbarer CO2-neutraler Brennstoff genutzt werden. Die FAO hat vorgeschlagen, dass die effektive Nutzung von Baumpflanzungen im Zeitraum 2005-2050 etwa 10-20% der vom Menschen verursachten Emissionen absorbieren könnte – daher muss die Überwachung des Zustands der Wälder weltweit Teil einer globalen Strategie zur Verringerung der Emissionen sein Schutz der Ökosystemleistungen. Der Klimawandel könnte dieses FAO-Szenario jedoch vorwegnehmen, da eine Studie der Internationalen Union der Forstforschungsorganisationen im Jahr 2009 zu dem Schluss kam, dass der Stress einer Temperaturerhöhung um 2,5 ° C (4,5 ° F) über die vorindustriellen Werte hinausgehen könnte Mengen von Kohlenstoff, so dass das Potenzial der Wälder, als „Kohlenstoffsenken“ zu fungieren, „in Gefahr ist, vollständig verloren zu gehen“.

Kultiviertes Land
Mehr als sechs Milliarden menschliche Körper zu ernähren, belastet die Ressourcen der Erde. Dies beginnt mit der Aneignung von etwa 38% der Landoberfläche der Erde und etwa 20% ihrer primären Nettoproduktivität. Hinzu kommen die ressourcenintensiven Aktivitäten der industriellen Agrarindustrie – vom Anbaubedarf für Bewässerungswasser, Kunstdünger und Pestizide über die Ressourcenkosten von Lebensmittelverpackungen, Transport (heute ein wichtiger Teil des Welthandels) bis hin zum Einzelhandel. Essen ist wichtig für das Leben. Aber die Liste der Umweltkosten der Nahrungsmittelproduktion ist lang: Bodenerosion, Erosion und Umwandlung in die Wüste durch konstante Bodenbearbeitung von einjährigen Pflanzen; Überweidung; Versalzung; Sodifizierung; Staunässe; hoher Verbrauch von fossilen Brennstoffen; Vertrauen auf anorganische Düngemittel und synthetische organische Pestizide; Verringerung der genetischen Vielfalt durch den massiven Einsatz von Monokulturen; Wasserressourcenverarmung; Verschmutzung von Gewässern durch Abfluss und Grundwasserkontamination; soziale Probleme einschließlich des Rückgangs von Familienbetrieben und Schwächung der ländlichen Gemeinden.

All diese Umweltprobleme, die mit der industriellen Landwirtschaft und der Agrarindustrie verbunden sind, werden jetzt durch solche Bewegungen wie nachhaltige Landwirtschaft, biologische Landwirtschaft und nachhaltigere Geschäftspraktiken angegangen.

Aussterben
Obwohl der Verlust der Artenvielfalt einfach als Artenverlust beobachtet werden kann, erfordert eine wirksame Erhaltung den Schutz der Arten in ihren natürlichen Lebensräumen und Ökosystemen. Nach der Migration und dem Bevölkerungswachstum der Menschheit ist das Aussterben von Arten nach und nach auf ein Ausmaß angestiegen, das seit dem Aussterben im Kreide-Paläogen-Gebirge beispiellos ist. Dieses vom Menschen verursachte Artensterben ist als das Holozän-Extinktions-Ereignis bekannt und zählt zu den sechs Massensterben der Welt. Einige wissenschaftliche Schätzungen deuten darauf hin, dass bis zum Jahr 2100 bis zur Hälfte der heute existierenden Arten ausgestorben sein könnten. Die heutigen Aussterberaten sind 100- bis 1000-mal höher als die vormenschlichen. Mehr als 10% Vögel und Säugetiere sind bedroht, etwa 8% Pflanzen, 5% Fisch und mehr als 20% der Süßwasserarten.

Die Rote Liste der IUCN von 2008 warnt davor, dass Dürreperioden und extreme Wetterbedingungen die wichtigsten Habitate zusätzlich belasten und z. B. 1,226 vom Aussterben bedrohte Vogelarten auflisten, was einer von acht Vogelarten ist. Der Rote Listenindex identifiziert außerdem 44 Baumarten in Zentralasien, die aufgrund von Übernutzung und menschlicher Entwicklung vom Aussterben bedroht sind und die Wälder der Region, in denen mehr als 300 wilde Vorfahren moderner domestizierter Obst- und Nusssorten beheimatet sind, bedroht.

Biologische Invasionen
In vielen Teilen der industriellen Welt hat die Rodung für die Landwirtschaft abgenommen, und hier ist die größte Bedrohung für die biologische Vielfalt nach dem Klimawandel zur zerstörerischen Wirkung invasiver Arten geworden. Ein zunehmend effizienter globaler Transport hat die Verbreitung von Organismen auf dem ganzen Planeten erleichtert. Die potentielle Gefahr dieses Aspekts der Globalisierung wird durch die Ausbreitung von menschlichen Krankheiten wie HIV AIDS, Rinderwahnsinn, Vogelgrippe und Schweinegrippe deutlich, aber auch invasive Pflanzen und Tiere haben verheerende Auswirkungen auf die heimische Biodiversität. Nicht-indigene Organismen können gestörte Land- und Naturgebiete schnell besetzen, in denen sie in Abwesenheit ihrer natürlichen Feinde gedeihen können. Auf globaler Ebene wird dieses Problem durch das Global Invasive Species Information Network angegangen, aber es gibt verbesserte internationale Biosicherheitsgesetze, um die Übertragung von Krankheitserregern und invasiven Organismen zu minimieren. Auch durch die CITES-Gesetzgebung wird der Handel mit seltenen und bedrohten Arten kontrolliert. Auf lokaler Ebene alarmieren Öffentlichkeitsarbeitsprogramme Gemeinden, Gärtner, die Baumschulenindustrie, Sammler und die Haustier- und Aquarienindustrie zunehmend auf die schädlichen Auswirkungen potentiell invasiver Arten.

Widerstand zur Aenderung
Das Problem der ökologischen Nachhaltigkeit erwies sich als schwierig zu lösen. Die moderne Umweltbewegung hat versucht, das Problem auf vielfältige Weise zu lösen. Es wurden jedoch nur geringe Fortschritte erzielt, was sich in einem starken ökologischen Fußabdruck und einem Mangel an ausreichenden Fortschritten bei der Bekämpfung des Klimawandels zeigt. Etwas im menschlichen System, das den Übergang zu einer nachhaltigen Verhaltensweise verhindert. Dieses Systemmerkmal ist systemische Widerstandsänderung. Widerstandswechsel wird auch als organisatorischer Widerstand, Barrieren für Veränderungen oder politischen Widerstand bezeichnet.