惑星の境界の議論 – HiSoUR 芸術文化美術歴史

惑星の境界は、2009年にストックホルム・レジリアンス・センターのヨハン・ロックストロームとオーストラリア国立大学のウィル・ステファンが率いる地球システムと環境科学者のグループによって提案された、環境境界を含む地球システムプロセスを含む概念です。このグループは、持続可能な発展の前提条件として、あらゆるレベルの政府、国際機関、市民社会、科学界、民間部門を含む国際社会のための「人類のための安全な運営スペース」を定義したかった。この枠組みは、産業革命以来の人間の行動が地球規模の環境変化の主要な要因となっているという科学的証拠に基づいています。

パラダイムによると、「大陸から惑星規模のシステム内での非線形で急激な環境変化を引き起こす可能性があるため、1つ以上の惑星境界を逸脱することは有害であり、また壊滅的でもあります。地球システムのプロセス境界は、惑星の安全ゾーンに、交差していない範囲を示す。 2009年現在では、2つの境界線はすでに横断されており、他の境界線は横断される危険があります。

アイデア
私たちの惑星に人間の活動によって課せられた負担を含め、限界があるという考えは、しばらく前からありました。 1972年、「成長の限界」が発表されました。世界人口、工業化、公害、食糧生産、資源枯渇の5つの変数を検討し、指数関数的に増加すると考えられるモデルを提示したが、資源利用率を高める技術の能力は線形でしかない。その後、報告書は、特に経済学者や企業家によって広く却下され、歴史は予測が間違っていることを証明したと主張されている。 2008年、連邦科学産業研究機関（CSIRO）のグラハム・ターナー氏は、「30年の現実と成長の限界の比較」を発表しました。ターナー氏は、1970年から2000年までの観測された過去のデータは、報告されたほぼすべてのアウトプットについて、成長モデルの「標準実行」限界のシミュレーション結果とほぼ一致することを発見した。「この比較は、時間の経過とともにマグニチュードとトレンドの両方に関して、ほぼすべてのデータの不確実性の範囲内にあります。ターナー氏は、特にエコノミストによる数多くの報告書を検討したが、これは何年にもわたり限界成長モデルを信用していないと言われている。ターナー氏によると、これらのレポートには欠陥があり、モデルに関する誤解が反映されているという。 2010年、Nørgård、Peet、Ragnarsdóttirは本書を「先駆的な報告書」と呼び、「時間のテストに耐え、実際にはより適切なものになった」と語った。

9つの境界

しきい値と境界

閾値や気候学的な変化点は、制御変数（CO2など）のごくわずかな増加が応答変数（地球温暖化）の大きな、恐らく壊滅的な変化をもたらす値です。

地球システムは非常に複雑であるため、閾値点は見つけにくいです。閾値を定義する代わりに、研究で範囲が設定され、閾値はその範囲内にあると考えられます。その範囲の下限は境界として定義されます。したがって、それは安全な空間を定義します。つまり、境界の下にある限り、我々は閾値以下です。境界線を越えると、危険区域に入る。

惑星の境界
地球システムプロセス	制御変数	境界値	現在値	境界を越えた	プリインダストリアル値	解説
1.気候変動	大気二酸化炭素濃度（ppm）また、ティッピングポイント（気候学）	350	400	はい	280
1.気候変動	あるいは、産業革命の開始以来の放射強制（W / m ² ）の増加（〜1750）	1.0	1.5	はい	0
2.生物多様性の損失	絶滅率（年当たりの種数）	10	> 100	はい	0.1-1
3.生物生化学	（a）大気から除去された人為的窒素（何百万トン/年）	35	121	はい	0
3.生物生化学	（b）海洋に流入する人為起源のリン（年間数百万トン）	11	8.5〜9.5	いいえ	-1
4.海洋酸性化	表面海水中のアラゴナイトの全球平均飽和状態（オメガ単位）	2.75	2.90	いいえ	3.44
土地利用	農地に変換された土地面積（パーセント）	15	11.7	いいえ	低い
6.淡水	世界の人間の水消費量（km ³ /年）	4000	2600	いいえ	415
7.オゾン枯渇	成層圏オゾン濃度（ドブソン単位）	276	283	いいえ	290
8.大気エアロゾル	大気中の全粒子濃度、地域別	まだ定量化されていない
化学汚染	有害物質、プラスチック、内分泌かく乱物質、重金属、環境への放射能汚染の集中	まだ定量化されていない

ディベート

フレームワークについて
カーネギー研究所のグローバルエコロジー部門担当ディレクター、クリストファー・フィールド氏は、「この種の作業は非常に重要であり、全体的にみて、これは安全地帯を定義する印象的な試みです」と感銘を受けました。しかし、保存生物学者Stuart Pimmは感銘を受けていません。「これは物事を考える上で有用な方法ではないと思います…単一の境界という概念は、重大な内容がないだけです。レート10倍のバックグラウンドレートは許容されますか？環境政策アナリストのビル・クラーク氏は次のように考えている。「地球システムのティッピング・ポイントは高密度であり、予測不可能であり、初期の警告指標によって避けられそうもない。こうして非常に疑わしく、潜在的に新しい「麻薬」である」

生物地球化学者ウィリアム・シュレシンガー（William Schlesinger）は、閾値が汚染のための良いアイデアであるかどうかを問う。彼はいくつかの提案された限界に近づくまで待っていると思うので、私たちがそれが遅すぎるという点まで続けることができます。「閾値に基づいた管理は、そのシンプルさが魅力的ですが、悪質で遅く拡散した劣化がほぼ無期限に持続することを可能にします。

水文学者David Moldenは、惑星の境界は、「成長限界」討論の歓迎すべき新しいアプローチだと考えています。「科学的な組織原理として、このコンセプトは多くの強みを持っています…数字は、政策決定者の目標を提供し、変化の大きさと方向性を明確に示し、科学のベンチマークと方向性を示します。地球のプロセスと複雑な相互関係についての私たちの理解、これらのベンチマークは更新される可能性があります…我々は今、我々が取る必要がある惑星の限界と批判的な行動について、より深く、 ”

海洋化学者のピーター・ブリューワー氏は、「どのように達成されるかについての深刻な計画なしに、環境制限のリストを作成することが本当に有益かどうか」を問いただしています…市民を打ち負かす別のスティックになるかもしれません。明確な例：地球上の人々の大部分が、人工肥料を使わなければ今日生きていない可能性があります。そのような倫理的および経済的問題は、どのようにして制限を設定するという簡単な呼び出しと一致しますか？ ”

環境顧問のスティーブ・バス氏は、「惑星境界の記述は健全な考えです。私たちは現在の完新世時代の異常に安定した状態で生き、不可逆的な環境変化を起こさない方法を知る必要があります…彼らの論文は深遠です将来のガバナンスシステムへの示唆、国家と世界の経済のガバナンスを環境と天然資源のガバナンスと結びつけるために必要な「配線」の一部を提供すること。環境の変化は国境を知らない」

気候変動政策アドバイザーAdele Morrisは、政治的および経済的な限界を避けるためには、価格に基づく政策も必要であると考えています。「安全な運営スペース内に留まることは、有権者の支払い意欲を含め、すべての関連する境界内にとどまることを要求する」

「弾力性のある人々、弾力性のある惑星：将来の価値ある選択肢」と題する報告書（2012年）では、グローバルな持続可能性に関するハイレベルパネルが、大規模なグローバルな取り組みを呼びかけ、科学と科学者が「惑星の境界」、「環境の限界」、「転換点」と呼ぶものを科学によって定義しなければなりません。

2011年、第2回会合では、国連グローバル・サステナビリティ・レベルの高級パネルが、惑星境界の概念を枠組みに組み込み、目標を「貧困を根絶し、不平等を減らし、成長を包括的にし、気候変動に対処しつつ、他の惑星境界の範囲を尊重しながら、より持続可能な生産と消費を実現しています。

パネルのメンバーは、「惑星の境界」という概念を使用することの政治的有効性についての留保を表明している：「惑星の境界は依然として注意深く使用されるべき進化する概念である」惑星の境界に関する質問は、「南」に、豊かな国々が抱えていた資源集中的で環境破壊的な開発経路に従わないようにするための「北」の道具として…この言語は、開発途上国の多くにとって受け入れられないものである。貧しい国々には受け入れがたいブレーキをかけるだろう」

しかし、このコンセプトは、国連の手続きや国連デイリーニュースで日常的に使用されています。例えば、UNEPエグゼクティブ・ディレクターのアチム・スタイナー（Achim Steiner）は、農業の挑戦は、人類の足跡を惑星の境界線を越えて押し進めることなく、世界の人口を増やすことであると述べている。国連環境計画（UNEP）年鑑2010は、Rockstromのメッセージを繰り返し、生態系管理と環境ガバナンス指標と概念的に結びつけました。

この惑星境界の概念は、欧州委員会の手続でも使用されており、欧州環境庁の統合報告書で紹介されています。

気候変動
放射強制は、入射放射エネルギーと地球の境界を横切って作用する放射放射エネルギーとの間の差の尺度である。正の放射強制は、温暖化をもたらす。 1750年から2005年にかけての産業革命の始まりから、大気中の二酸化炭素の増加は、平均約1.66W / m2の放射強制力をもたらしました。

気候科学者Myles Allenは、「長期的な大気中の二酸化炭素濃度の限界は、温暖化を2℃に制限するという、より直接的な課題から単に逸脱している」と考えている。彼は、二酸化炭素の濃度は「意味的に制御する」と言える制御変数ではなく、二酸化炭素レベルを350ppm以下に保つことで2℃以上の温暖化を避けることができるかどうかについて質問します。

ブルッキングス研究所の気候・エネルギー経済プロジェクトの政策ディレクター、アデレ・モリスは、経済的・政治的観点から批判を浴びている。彼女はコストを最小限に抑え、コンセンサスを維持する政策の選択に重点を置いています。彼女は地球温暖化防止のための方法として、温室効果ガス排出税制度と排出権取引制度を支持している。彼女は、CO2の境界線のようなあまりにも野心的な目的は、そのような行動を妨げる可能性があると考えています。

生物多様性の損失
生物学者CristiánSamperによると、「時間の経過と共に消滅する種の家族の確率を表す境界は、地球上の人生の未来への潜在的な影響をよりよく反映するだろう」

保全生態学者グレッチェン・デイリー氏は、「伝統的な保全手法は、単独では失敗することになるハード・トゥルーに直面するべき時だと主張している」自然保護区は小さすぎ、少なすぎ、隔離されており、地球の生物多様性のごく一部であり、経済的、文化的観点からの保全を魅力的なものにすることが課題であり、食べ物の安全、清潔な水、気候など自然に依存しています。これらの便益を維持するためには、遠隔地の埋蔵量だけではなく、「生態系サービスステーション」のようなあらゆる場所で必要とされています。コスタリカ政府は、炭素オフセット、水力発電、生物多様性保全、景観など熱帯雨林の生態系サービスの土地所有者に支払いを行っています。中国は革新的な政策を含む「環境補償」に1,000億ドルを投資しています保全と復興に報いる資金メカニズムを提供し、コロンビアと南アフリカも劇的な政策変更を行っており、その土地面積の18％を占める「生態系機能保護地域」を作り出しています。世界規模の成功モデル1つ：自然科学、経済物理学、その他の自然資本を評価し、説明するための新しい科学とツール2：資源政策におけるこうしたツールの説得力のあるデモ3：政府、開発機関、企業、国家がより丈夫な経済を構築し、評論家を維持するのを支援するコミュニティ生態系サービス。

窒素サイクル
産業革命以来、地球の窒素循環は炭素循環以上に妨げられています。「人間の活動は、地球の陸上のプロセスを合わせたものよりも多くの窒素を大気から反応型に変換しています。この新しい反応性窒素の多くは、水路や沿岸域を汚染し、変化した形で大気に放出されます。地上の生物圏 ” 農業に適用される肥料のほんの一部は植物によって使用される。窒素とリンの大部分は、河川、湖沼、海の中で終わります。過剰な量は水生生態系にストレスを与えます。例えば、河川からメキシコ湾に排出される肥料は、低酸素のためにエビ漁業を損なっている。

生物地球化学者William Schlesingerは、窒素沈着やその他の汚染の限界が近づくまで待機すると、私たちはそれが遅すぎるという点を続けることができると考えています。彼は、リンのために提案された境界は持続可能ではなく、200年未満で知られているリンの埋蔵量を排出すると言います。

生物地球化学者で生態系の科学者であるRobert Howarthは、「人間の活動は世界中の窒素の流れを大きく変えていますが、肥料の使用量が最も多いのは一つですが、実際には化石燃料を燃やすことで、ハイブリッド車は、車両が停止している間にエンジンがオフになるため、従来の車両よりも窒素排出量が大幅に少なくなっています（排出量は、米国の北東部など）。エンジンがアイドリング状態になると、従来の車両が実際に上昇する）。米国の発電所からの窒素排出量は、クリーンエア法に先立つプラントおよびその修正が遵守されなければならない場合、大幅に減少する可能性があり、彼らが作り出す電気の

農業では、多くの農家が肥料を減らすことができ、作物収量の減少は小さいか存在しない。トウモロコシの根は土壌の上のほんの数インチにしか浸透せず、年間2ヶ月間だけ栄養を吸収するため、トウモロコシ畑からの流出は特に避けられます。さらに、土壌が窒素を保持するのを助けることができるライ麦やコムギなどの冬覆い作物を作付けている場合、窒素の損失を30％以上減らすことができます。これらの作物はまた、土壌中の炭素隔離を増加させ、気候変動を緩和する。トウモロコシよりもむしろ草のような多年生植物を育てるのが良いです。窒素損失は何倍も低い。濃縮飼料操作（CAFOs）による窒素汚染は大きな問題です。

最近の1970年代には、ほとんどの動物に地元の作物が飼育され、その動物の肥料は肥料として農場に戻されました。今日、ほとんどの米国の動物は数百マイル離れたところで栽培された作物を飼育しており、その肥料を返すのは “経済的ではありません”。ソリューション？自治体が人間の廃棄物と関係しなければならないように、CAFO所有者に廃棄物を処理することを要求する。さらに肉を食べれば、無駄が少なくなり、動物用飼料を栽培するのに必要な合成肥料が少なくなります。多年生の牧草地で飼育されている動物の肉を食べるのが理想的です。バイオ燃料としてのエタノール製造の爆発的な成長は、窒素の汚染を大きく悪化させている。義務付けられた米国のエタノール目標が満たされれば、ミシシッピ川を流れてメキシコ湾のデッドゾーンに燃料を供給する窒素の量は、30〜40％増加する可能性があるとのいくつかの研究が示唆されている。最良の選択肢は、トウモロコシからのエタノール生産を免れることであろう。もし国がバイオ燃料に頼りにしたいのであれば、代わりに草や木を栽培し、熱と電気を共同して発生させるべきである。窒素の汚染や温室効果ガスの排出量ははるかに少なくなるだろう」

リン
リンについては、海洋のエンジニアであるDavid Vaccariは、最も持続可能なリンの環境的な流れが自然の流れであると言います。年間700万メートルトン（Mt / yr）ですが、それでも22 Mt / yrの場合、リンの72％をリサイクルまたは再利用する必要があります。既存の技術で流出量を減らすことができます…流入量を22〜8.25 Mt / yrに減少させます。

ピークリンは、最大の全体的なリン生成速度に達する時点を表す概念である。リンは地球上の希少な有限資源であり、鉱業以外の生産手段は非ガス環境サイクルのため利用できない。一部の研究者によると、地球のリンの埋蔵量は50〜100年で完全に消耗し、ピークリンはおよそ2030年に達すると予想されている。

海洋酸性化
表面の海洋酸性度は、産業革命以来30％増加している。人間によって生成された追加の二酸化炭素の約4分の1が海洋に溶解し、そこでは炭酸が生成されます。この酸性度は、サンゴ、甲殻類およびプランクトンが殻および骨格を構築する能力を阻害する。ノックオン効果は魚類に深刻な影響を与える可能性がある。この境界は、大気中の二酸化炭素濃度が海洋酸性化境界の基礎となる制御変数でもあるため、気候変動境界と明確に相互接続されている。

海洋化学者Peter Brewerは、「海洋の酸性化はpHの単純な変化以外の影響を有しており、これらには境界も必要かもしれない」と考えています。

海洋化学者スコット・ドニー（Scott Doney）は、「エネルギー効率を高め、再生可能エネルギーと原子力に転換し、森林を保護し、炭素隔離技術を探求している主な戦略は、沿岸水域への栄養塩の流出は死んだ地域を作り出すだけでなく、より多くの植物プランクトンを生育させ、死んだときに加えられたCO2は腐敗から水を酸性化する。我々は畑や芝生を肥育させ、家畜の肥料や汚水を処理する方法をよりスマートにする必要がある…地元では、酸性の水は石灰岩海洋や岩石から電気化学的に生成された化学基盤など、特定の貝類の養殖場や養殖漁業を保護することがより実用的かもしれませんが、貝や牡蠣などの幼生軟体動物は成人よりも酸性化の影響を受けやすく、幼虫付着のためのより良い基質を提供する。海洋pHの低下は、海洋生態系は適応しなければならないだろう。私たちは、化石燃料のエネルギー経済から離れていくうちに、何らかの酸性化に耐えることができるように、水質汚濁や過剰漁獲などの他の傷害を減らすことによって、成功のチャンスを高めることができます。

土地の使用
地球上では、森林、湿地、その他の植生の種類が農業やその他の土地利用に変わり、淡水、炭素やその他のサイクルに影響を与え、生物多様性が低下しています。

環境顧問のスティーブ・バス氏は、「土地利用の持続可能性は、パーセンテージやその他の要因によりますます依存します」と述べています。例えば、集中的に栽培された農耕地による15％のカバレッジの環境への影響は、 15％の土地利用の変化の境界は、実際には著者の全体的な科学的命題を薄める時期尚早の政策指針であるが、著者らは、土壌劣化や土壌喪失の限界を考慮したいと考えています。これは、陸生の健康状態のより有効で有用な指標となります。

地球システム科学者のエリック・ランビン（Eric Lambin）は、「集中的な農業は、高収穫作物の可能性が最も高い土地に集中すべきだ…土地の劣化、淡水の枯渇および都市の広がりを抑制することによって、最良の農地を失うことを避けることができる。食料流通チェーンに沿った無駄を減らし、人口増加を促し、世界中の公平な食糧配分を確保し、食糧の流通を大幅に減らして農地の必要性を減らすことができます豊かな国々での肉の消費。

淡水
世界の淡水システムに対する人間の圧力は劇的な影響を及ぼしています。淡水サイクルは、気候変動の影響を強く受ける別の境界です。湖沼や帯水層などの淡水資源は、通常再生可能な資源であり、自然に再充電されます（再利用しない帯水層を記述するために化石水という言葉が使われることもあります）。過度の搾取は、水資源が採掘率を上回る速度で採掘または抽出された場合に発生します。充電は通常、河川、河川、湖沼から発生します。一般的に森林は帯水層の枯渇の主な原因であるが、森林によっては一部の地域で帯水層の再利用が促進される。枯渇した帯水層は、硝酸塩などの汚染物質で汚染されたり、沈没や海洋からの食塩水侵入によって永久に損傷を受けることがあります。これは世界の地下水と湖の多くを有限の資源に変え、石油に似たピークの使用に関する論争を起こします。 Hubbertの元の分析は再生可能な資源には適用されませんでしたが、過度の再生はHubbertのようなピークにつながります。変更されたHubbert曲線は、取り替えられるよりも早く収穫できる任意のリソースに適用されます。

水文学者Peter Gleickは、「淡水利用への境界の必要性を否定する合理的な観察者はほとんどいない」と述べているが、その限界はどこにあるのか、「ピーク再生可能な水域」とは、流域内の再生可能な総流量のことです。世界の主要な河川の多くはすでに蒸発率や消費量が降水量や他の供給源からの天然補充を上回っているときに、この閾値に近づいています。リベリア、インド、中国北部、カリフォルニアのセントラルバレーの一部などの化石の地下水盆のような自然の再充電率をはるかに上回る水の人間の使用が適用される場合に適用される「ピークエコロジカル」水は、引き上げの増加は最終的に、水を摂取することによる経済的利益が追加的な生態学的破壊の原因となる。この点を正確に数値化することは困難ですが、巨大な被害が発生した世界中の多くの盆地で、生態系のピーク水準を明確に超えています。良いニュースは、人間の健康や経済を損なうことなく貯蓄する可能性生産性は、膨大です。水利用効率の改善はあらゆる分野で可能である。土壌の水分をより正確にモニタリングし管理するとともに、従来の洪水灌漑からドリップおよび精密スプリンクラーに移行することで、より少ない水でより多くの食糧を栽培することができます。従来の発電所は、水冷から乾式冷却に変わる可能性があり、太陽光や風など、水の使用量が極端に少ないエネルギー源によって多くのエネルギーが発生する可能性があります。

水文学者David Moldenは、「世界的な水の消費量の制限が必要だが、年間4000キロメートルの惑星境界はあまりにも寛大である」と述べている。

オゾン層破壊
成層圏のオゾン層は、太陽からの紫外線（UV）を保護してろ過します。それによって、生物系に損傷を与えます。モントリオール議定書の後に取られた措置は、地球を安全な境界内に保つように見えました。しかし、2011年にはNature誌に掲載された論文によると、境界線が予想外に北極圏に押し込まれた。「3月の北極渦のうち、275ドブソン単位（DU）未満のオゾン全量は、通常ゼロに近いが、ほぼ45％に達している」。

ノーベル化学賞受賞者のMario Molinaは、「5％は許容可能なオゾン層破壊の合理的な限度だが、それは転倒ポイントではない」と述べている。

物理学者のDavid Faheyは、モントリオール議定書の結果、成層圏オゾン層破壊は2100年に大きく逆転するだろうと述べている。この増加は、部分的にはハイドロクロロフルオロカーボン（HCFCs）などの代替中間体や、継続的な成功は、いくつかのステップに依存しています。

「予期せぬ変化を即座に明らかにするために、オゾン層の観察を続ける。例えば、HCFCの段階的廃止が2030年までに完了しないなど、各国が規制を守っていることを確認する。
「オゾン層の変化の原因を明らかにし、新しい化学物質がオゾンを破壊して気候変動に寄与する可能性があるかどうかを評価する」という議論の下で科学評価委員会を維持する。
「技術と経済評価パネルの維持」オゾン層を保護しながら、冷凍、空調、発泡断熱などの用途への需要を国がどのように評価するのかを支援する技術や代替化合物に関する情報を提供します。
気候変動は成層圏の化学組成と動態を変えることによってオゾンの存在量に影響を及ぼし、HCFCやHFCなどの化合物は温室効果ガスである。気候変動に大きく貢献する可能性がある」と語った。

大気エアロゾル
大気中のエアロゾル粒子は人間の健康に影響を与え、モンスーンや地球大気循環システムに影響を与えます。いくつかのエアロゾルは太陽光を宇宙に戻すことによって地球を冷やす雲を作り、煤のような他のものは上部の成層圏の薄い雲を作り、地球温暖化のように振る舞います。均衡して、人為的なエアロゾルは、おそらく正味の負の放射強制力（冷却影響）を生じる。世界各地で、エアロゾル粒子は約80万人の早過ぎる死をもたらす。エアロゾル負荷は、惑星境界の中に含めることが十分に重要であるが、適切な安全な閾値基準が特定できるかどうかはまだはっきりしていない。

化学汚染
持続的な有機汚染物質、重金属、放射性核種などの化学物質の中には、生物に不可逆的な相加効果や相乗効果があり、繁殖力を低下させ、遺伝的に永続的な損傷をもたらすものがあります。致死的な摂取は、海鳥や哺乳類の個体数を大幅に削減しています。この境界は重要と思われるが、定量化するのは難しい。

化学汚染の境界を定量化するために潜在的に使用できる永続的な有機汚染物質のためのベイジアンエミュレータが開発されている。今日まで、海洋哺乳類の大量死亡事象が発生する可能性のあるポリ塩化ビフェニル（PCB）の臨界暴露レベルは、化学汚染惑星境界として提案されてきた。