我认为过去和现在的人类社会所面临的最严重的环境问题，似乎可分为12种。其中8种在过去已经表现得很明显，而剩下4种（第5、7、8和10：能源、光合作用的上限、有毒化学物质和大气变化）则是近年来才愈演愈烈。在这12种环境问题中，前4种涉及自然资源的破坏或消失；接下来的3种关乎自然资源的上限；其后3种是我们生产或转移的有害物质；最后2种则是人口问题。让我们从人类正在破坏或失去的自然资源开始讨论，即自然栖息地、野生食物资源、生物多样性和土壤。
1．我们正在加速破坏自然栖息地，或者将其改变成人造栖息地，如城市、乡村、农田、牧场、公路和高尔夫球场。在那些遭到破坏的自然栖息地中，最引起广泛讨论的是森林、湿地、珊瑚礁和海底。正如我在上一章所提到的，世界一半以上的原生林已转为其他用途，按照这一速度发展下去，现存森林的四分之一也将在50年内消失。森林的消失是我们人类的一大损失，因为森林能够提供木材等原材料，还能提供所谓的生态服务，如保护水源、避免水土流失，此外，它与降雨的生成密切相关，是水循环的重要环节，也为大多数的陆上动植物物种提供了栖息地。在本书中，滥伐森林是过去人类社会崩溃的主要因素。此外，如第一章在讨论蒙大拿时所提到的，我们关心的不仅仅是滥伐森林和转为他用，还包括仅存的森林栖息地的结构变化，这一变化使得森林火灾的规律也随之发生变化，森林、丛林和草原发生火灾的概率虽然减少，但一旦发生，后果则不可收拾。
除了森林，其他宝贵的自然栖息地也遭到破坏。地球上原始湿地被破坏、伤害和改变用途的程度远大于森林。湿地不仅对于保持水源质量至关重要，而且具有商业价值，关系到淡水鱼类的生存；甚至许多海洋鱼类依靠红树林湿地为它们提供成长的栖息地。世界上大约有三分之一的珊瑚礁已经遭到严重破坏。珊瑚礁相当于海洋中的热带雨林，是许多海洋物种的家园。如果按照目前的破坏趋势继续下去，到2030年，将会再减少一半。导致珊瑚礁被破坏、损害的原因如下：越来越多的人利用炸药捕鱼；食海藻的大鱼被捕光后，海藻过度繁殖，破坏珊瑚礁；珊瑚礁附近的土地被清理或变成农田，导致沉积物和污染物带到珊瑚礁；海水温度上升造成珊瑚礁退色。此外，近年来人们也渐渐意识到拖网渔业对一些物种赖以生存的浅海海底造成损坏。
2．野生食物（特别是鱼类和少数的贝类）为人类蛋白质摄入提供了一个重要来源。实际上，我们免费就能获得这类蛋白质（除去捕捞和运输成本），从而减少对动物性蛋白质的需求，后者我们必须依靠饲养家畜才能得到。当前大约有20亿人口，其中大多数为穷人，依靠海洋取得蛋白质。如果野生鱼类的储量能够很好地管理，那么数量就不会短缺，永远有鱼可捕。然而不幸的是，由于“公有地的悲剧”1（第十四章）使然，可持续经营鱼类资源难以实现，绝大部分具有经济价值的鱼类已经灭绝或正在急剧消减（第十五章）。过去社会如复活节岛、芒阿雷瓦和汉德森岛都有过度捕捞的问题。
目前水产养殖鱼虾越来越多。理论上，这是生产动物性蛋白质方法中成本最低的一种，大有前途可言。然而，从很多方面来看，当前的水产养殖普遍造成野生鱼类数量消减，因为养殖鱼类大多以野生鱼类为饲料，前者所消耗掉的鱼肉超过其自身产肉量的20倍以上。养殖鱼类所含的毒素也高于野生鱼类。此外，养殖鱼类通常为生长快速的品种，这种鱼类很难在野生环境下生存（如野生三文鱼的生存能力是养殖三文鱼的50倍），养殖鱼类又经常逃脱，与野生鱼类进行杂交，对后者的基因造成严重影响。养殖鱼类逃脱后还会造成污染和水体富营养化。除此以外，由于水产养殖的成本低于捕鱼业，造成低价竞争，迫使出海捕鱼的渔民不得不加大捕捞力度，以此来维持收入。
3．有一大部分野生物种、族群和基因多样性已经消失。依照目前的消失速度，剩下的大部分野生物种也将在半个世纪内灭绝。这些物种中，有的是可供食用的大型动物，还有要么果实可食、要么能提供优良木材的植物，对人类而言具有明显的使用价值。过去一些人类社会，如本书探讨的复活节岛和汉德森岛，由于对资源过度剥削，造成一些物种灭绝，最后也害了自己。
但对于那些细小的、无法食用的物种的消失，人们的反应往往是：“有什么好关心的？谁会在乎那些讨厌无用的小鱼小草？什么螺镖鲈、虱子草的？为什么我们不多去关心人类自己呢？”持这种意见的人忽略了一点，整个自然界是由许多野生物种构成，它们无私地为我们人类服务。这些服务如果要由我们自己来完成，就需要付出极大的代价，甚至可能无法做到。消灭这些讨厌的小东西通常会给人类带来巨大的恶果，就好比拔掉飞机身上的许多小螺丝钉。这类例子数不胜数。例如蚯蚓不但能使土壤再生，也可维持土壤的质地（在封闭的“生物圈二号”中，由于缺少足够的蚯蚓来使土壤再生和完成气体交换的工作，使得氧浓度下降，损害了生活在里面的人类的健康。我的一位同事因此无法行走。）有些土壤细菌能够固定作物必需的氮，如果没有这些天然养分，我们就得花钱购买化肥；蜜蜂等昆虫能起授粉作用（它们的服务是免费的，如果用人工的话，花费巨大）；鸟类和哺乳动物会散播野果（例如，我们尚未研究出如何用种子来种植所罗门群岛上那些具有极高商业价值的树种，这些树种的种子通常通过果蝠传播，得以散布到远方）；鲸鱼、鲨鱼、熊、狼等海陆主要掠食者日渐稀少乃至绝迹，致使位于它们下方的整条食物链发生变化；有些野生动植物能够分解废物、回收营养物质，为我们提供清洁的水和空气。
4．种植庄稼的农田土壤往往受到风和水的侵蚀，土壤流失速率是生成速率的10到40倍，农田土壤流失速率更是森林土壤流失速率的500到10000倍。由于土壤流失速率远远大于其形成速率，土壤变得越来越少。例如美国农业生产力极高的衣阿华州，一半的表土在近150年内遭到侵蚀。最近我去衣阿华州访问的时候，主人带我参观一个教堂墓地，能明显看到土壤侵蚀的痕迹。这个教堂修建于19世纪，位于农田中央。而今教堂依旧，农田却因为持续耕种，其土壤侵蚀速率远远大于墓地土壤的侵蚀速率，因此，现在的墓地形同小岛，高出周围农田10英尺。
人类的农耕活动对土壤造成的破坏还包括土壤盐碱化（如第一章蒙大拿、第十二章中国和第十三章澳大利亚所讨论的）；土壤肥力丧失（农业生产消耗土壤养分的速度远远快于底层岩石风化给土壤带来的养分补给）；一些地区有土壤酸化的问题，还有一些地区则有土壤碱化的问题。上述这些有害的冲击导致全世界20％到80％的农地都遭到严重破坏；而人口的增长又使得人类对农田的需求有增无减。土壤问题如同森林消失一样严峻，也是本书所讨论的全部过去人类社会消亡的罪魁祸首之一。
下面三个问题与上限有关，它们是能源、淡水和光合作用的能力。每一种上限都非固定不变：我们对所需资源索取越多，为此付出的代价也就越大。
5．世界上最主要的能源是化石燃料，特别是对于工业社会而言。化石燃料包括石油、天然气和煤。世人对于世界上还有多少大型的油田和天然气田尚未发现已有很多讨论。虽然一般认为煤储量还有很多，但石油和天然气的已知储量只够再用几十年。这一讲法并不是指地球上的石油和天然气在那时将全部用光，事实上在地底更深之处，还蕴藏着石油和天然气，只不过杂质更多，更难开采和处理，而环境清理的代价也更大。当然，化石燃料并不是我们惟一的能源。
6．世界上大多数河流和湖泊的淡水资源都被用于农业灌溉、生活和工业用水，还有航运、捕鱼业和休闲娱乐等。尚未被利用的河流和湖泊大多位于偏远的人烟稀少之地，如澳大利亚的西北部、西伯利亚和冰岛。在世界范围内，地下含水层中淡水资源消耗的速度远远大于其自然补给的速度，最后必然导致枯竭。当然，淡水资源也可以通过海水淡化取得，但要将淡化后的海水运到内陆成本会很高且耗费大量能源。因此，海水淡化虽然有助于解决部分地区的淡水问题，但是对世界上大多数缺水地区而言，代价实在太大。在过去人类社会中，阿纳萨兹印第安部落和马雅文明就是毁于缺水问题。而今天，世界上仍有10亿人无法得到可靠安全的饮用水。
7．初看之下，太阳光似乎是无限的，因此有人可能会认为地球养育作物和野生植物的能力也同样无穷。在过去20年里，我们知道实际情况并非如此，如植物很难在北极和沙漠地带存活，除非不惜血本地供应热能和水。一般而言，每英亩植物进行光合作用所需要的太阳能是固定的。因此，植物生长取决于温度和降雨。然而，当温度、降雨和日照的条件都满足后，即使植物能够完全吸收阳光，不浪费任何一个光子，植物的生长还是会受到形状和生化功能的限制。在1986年，科学家已经开始计算地球光合作用的上限，估算出人类当时已经有效利用（如栽种作物、种植树木和用于高尔夫球场等）或浪费（阳光照射在路面或建筑物上）地球光合作用能力的一半。随着地球人口不断增加，人类对环境的冲击也日益加大（见下文第12点）。从1986年以来，人类有计划地将地球光合作用能力进行最大化利用。也就是说，阳光带来的大部分能量都已被人类利用，留给天然林等自然界植物的已所剩无几。
接下来的三个问题涉及有害物质，有的是人为产生的，有的四处移动：有毒化学物质、外来物种和大气气体。
8．化学工业与其他制造业在制造过程中会产生或排放出许多有毒化学物质到空气、土壤、海洋、湖泊和河流之中。有些“非自然”的有毒化学物质只能通过人工合成产生，有些则微量存在于自然界（如汞）或在生物体内合成。然而，人类合成、排放的化学物质要多于自然合成的化学物质（如荷尔蒙）。蕾切尔·卡森在1962年出版的《寂静的春天》一书最先揭露了杀虫剂、农药和除草剂这些有毒化学物质对鸟类、鱼类和其他动物的危害，从而引起社会大众的广泛关注，我们这才发现，有毒化学物质对人类自身的影响远大于对其他生物的影响。罪魁祸首不只是杀虫剂、农药、除草剂，还有汞和其他金属、耐火化学材料、冰箱制冷剂、清洁剂和各种塑料成分。我们可能通过饮食、呼吸和皮肤的吸收将有毒化学物质带入我们体内。它们通常在浓度很低的情况下就会引发胎儿畸形、智能障碍等问题，并对免疫和生殖系统造成暂时性或永久性伤害。有些化学物质还会导致内分泌紊乱，也就是说，通过模仿或阻断性激素的作用来干扰我们的生殖系统。过去几十年来，即使将一些社会晚婚的现象考虑进去，人类精子数量的急剧减少与不孕问题的增加很可能与有毒化学物质有关。此外美国每年因空气污染造成的死亡人数保守估计有13万人。
很多有毒化学物质在生态环境中分解速度极慢（如DDT和多氯联苯），有些甚至完全不会分解（如汞），这些化学物质长期存在于环境中。美国许多地方都遭到环境污染，所需清理费用多达几十亿美元（如拉夫运河、哈德逊河、契沙比克湾、埃克森·瓦尔迪兹号漏油事件和蒙大拿的铜矿等）。然而，前苏联、中国和很多第三世界国家采矿场的污染问题要比美国上述地区严重得多，清理费用高到无法想象。
9．“外来物种”这一名词是指我们有意或无意将某一物种从原生地转移到非原生地。有些外来物种显然有很高的价值，如作物、家畜和庭院植物，但有些外来物种则对当地的本土物种造成很大的伤害。如果本土物种在演化过程中没有接触过这些外来物种，那么遇到外来物种入侵时，就不知道如何防御，从而被外来物种捕食、寄生、感染，甚至在生存竞争中败下阵来（如人类刚与天花或艾滋病过招时，就难以抵御）。这种外来物种入侵的例子数以百计，有的只入侵一次，有的年年来，造成的损失多达几亿甚至几十亿美元。现代例子有澳大利亚的兔子和狐狸；对农业造成危害的斑点矢车菊和乳浆大戟（参见第一章）；侵害树木、作物或家畜的害虫和病原体（如造成美国的栗树和榆树枯萎）；堵塞水道的水葫芦、阻塞自来水厂水管的斑纹蚌，以及损害北美大湖区渔业的八目鳗等（参见图30、31）。古代例子则有被引进到复活节岛和汉德森岛等太平洋岛屿的老鼠，这些地区以前没有老鼠，所以老鼠到来后将当地棕榈树的坚果啃噬一光，造成棕榈树的灭绝。而岛上的雏鸟和鸟蛋也遭受到相同的厄运。
10．人类活动所产生的气体排放到大气层后，有的破坏了保护地球的臭氧层（如以前被广泛使用的冰箱制冷剂），有的造成温室效应加剧全球气候变暖。导致全球变暖的气体有燃烧和呼吸作用所产生的二氧化碳、反刍动物肠胃发酵作用产生的甲烷等。当然，天然火灾和动物呼吸作用总是会产生二氧化碳，而野生反刍动物也会制造甲烷，但是人类燃烧柴薪和化石燃料大大加剧了二氧化碳的生成，人类大量养殖牛羊也加剧了甲烷的生成。
多年来，科学家们一直在争议全球变暖的真实性、成因和程度：当前全球气温是否创下历史最高？如果是的话，比以前高出多少？人类是否是罪魁祸首？尽管气温每年都有起伏，需要经过复杂的分析才能得出全球变暖的结论，然而近年来大气层增温速度之快非比寻常，人类活动即使不是惟一的原因，也是主要的原因。目前还不能确定这对未来的影响有多大？例如，在下一个世纪，地球气温是“只”升高1.5摄氏度，还是5摄氏度？这些数字可能听起来没有什么大不了，但是要知道上一次冰河期全盛时期的全球平均温度也只不过比现在低5摄氏度。
有人可能会认为全球变暖是件好事，因为气温上升意味着植物可以生长得更快。事实上，全球气候变暖的影响好坏参半，在原本气候寒冷的农区边缘地带，作物产量可能会因此上升；而在温暖或干燥的地区，作物产量反而会下降。在蒙大拿、加利福尼亚等气候干燥的地区，山上的积雪会因此减少，影响这一地区的生活用水和作物灌溉。气候变暖使得冰雪大量融化，引起全球海平面上升，这将会使人口密集、地势低平的沿海平原遭受到洪水的袭击，引起海岸侵蚀。世界上很多地区都面临着这种威胁，如荷兰大部分地区、孟加拉国、美国东海岸、大多数的太平洋岛屿、尼罗河与湄公河三角洲、英国的沿海和沿河城市（如伦敦）、印度、日本和菲律宾。全球气候变暖还会带来影响深远、但事先很难预测的次级效应，如北极冰盖的融化使洋流循环发生改变，从而进一步加剧气候变化问题。
最后两种问题与人口增长有关。
11．世界人口不断增加。人口越多，需要的食物、空间、水、能源等资源也就越多。世界各地人口增长率和人口组成的变化很大，有些第三世界国家每年人口增长率达4％或更高，而有些第一世界国家每年人口增长率却只有1％或更低，如意大利和日本。还有一些面临严重公共卫生问题的国家，甚至出现人口负增长（即人口减少），如俄罗斯和艾滋病横行的非洲国家。虽然每个人都认为世界人口在不断增加，但年增长率已不像一二十年前那么高。世界人口是否超过某一限度（如当前人口数的两倍？）后就会趋于稳定？这样的话又需要多少年（30年？50年？）才能达到稳定状态，还是人口仍旧持续地增长？对此，目前尚无定论。
人口增长具有长期积累的惯性，即所谓的“人口膨胀”或“人口惯性”。也就是说，近年来人口增加导致儿童或正值生育年龄的年轻人的数量高得比例失调。假设世界上每一对夫妻都在今晚决定只生两个孩子，从长远来看，这些新生儿的数量正好取代他们最终会死亡的父母的数量（实际上，如果算上不生育的夫妻和不婚族，平均应该是2.1个孩子）。然而，目前处于生育年龄和即将进入生育年龄的人口数，大于老年人和过了生育年龄的人口数，因此世界人口还会继续增加70年左右。近几十年来，人口增长问题越来越得到重视，还出现了“人口零成长”之类的运动，以减缓或抑制世界人口增长。
12．问题的关键并不单单在于人口数量，最主要还是人类对环境造成的影响。如果全世界60亿人口被冰冻起来，不吃喝、不呼吸，也无任何新陈代谢，那么人类就不会造成任何环境问题。然而，实际上我们每个人都在消耗资源和产生废物。对此，不同地区造成的影响是不同的。第一世界国家最高，第三世界国家则最低。美国、西欧和日本平均每人消耗的自然资源，如化石燃料等，要比第三世界国家的居民多32倍，而产生的废物也要多32倍（参见图35）。
然而，对环境影响较小的人群正在加大对环境的冲击力度，其原因有二：一是第三世界国家生活水平不断提高，渴望拥有第一世界的生活方式；二是第三世界人民由于政治、经济或社会问题，纷纷通过合法或不合法的方式向第一世界移民。这些来自对环境影响较小的国家的移民正在成为美国和欧洲人口增加的主力。基于同样的理由，当前世界上最重要的人口问题并非是肯尼亚、卢旺达等贫穷的第三世界国家高人口增长率，尽管它对这些国家而言的确是一大问题，也最常被讨论。目前最重大的人口问题是第三世界国家生活水平的提高，以及前往第一世界国家移民人数的增加，并且过着第一世界的生活，这一切使得全体人类对环境造成的影响大大加剧。
许多乐观主义者认为，地球可以支撑的人口是目前总人口的两倍。但是，这些人只想到人口数量的增加，并没有将人均环境影响考虑进去。在我认识的人当中，没有一个人认为地球能够支撑目前人类对环境所造成的影响力的12倍。虽然随着第三世界居民纷纷向第一世界的生活水平看齐，人类对环境的冲击正变得越来越大。（我在上文提到的是32倍，而这里用12倍是因为第一世界居民已经过上对环境影响较大的生活方式，尽管第三世界人口要比第一世界来得多）。即使第三世界国家中只有中国达到第一世界的生活水平，其他地区维持不变的话，人类对环境的影响仍然要翻上一倍（参见第十二章）。
第三世界人民对第一世界的生活水平充满憧憬，而电视里充斥的第一世界商品广告以及同前来观光的第一世界游客的接触又进一步加深了他们的向往。甚至在偏远的乡村和难民营，人们也知道外面的世界。第三世界人民也得到第一世界和联合国发展机构的鼓励，采取正确的政策实现梦想，如国家预算达到平衡、增加对教育和基础设施的投资等。
然而，无论是联合国还是第一世界国家的政府，没有人愿意承认这个梦想有实现的可能性：假使人口众多的第三世界居民都达到第一世界的生活水平，地球将无法承受；但是，第一世界国家也不能因此而阻止第三世界国家和地区的发展进程，韩国、马来西亚、新加坡、香港地区、台湾地区和毛里求斯已经达到或是接近第一世界的生活水平，而中国和印度正在努力奋起直追。15个富裕的西欧国家正准备将10个相对贫穷的东欧国家也纳入欧盟，以帮助他们提高生活水平。即使第三世界不存在人口问题，第一世界国家也不可能一直维持目前的生活方式，因为本国资源和从第三世界进口的资源正在逐渐减少。现今第一世界国家的领导人也不可能提议自己的国民降低生活水准，以减少资源损耗和废物产生。此外，如果第三世界国家意识到自己已不可能达到第一世界的生活水平，而第一世界国家又拒绝放弃原有的生活方式，那又会如何呢？人生本来就充满痛苦的权衡抉择，但我们必须解决这个最残酷的难题：该如何鼓励、协助所有人达到更高的生活水平，同时又不过度剥削地球资源以降低生活水平。