自第一次農業革命以來，人類活動已經極大地改變了地球面貌，人類通過農業和採伐等活性讓植物生物量減少了一半，與此同時，人造物體不斷產生和累積還讓地球活生物量與人造質量之間的平衡發生了轉變。
那麼，目前全世界人造材料的總重量是多少？與大自然生物體重量相比又如何？
今天，《自然》發表的一項研究指出，2020 年或標誌著人造質量超過全球活生物量的轉折點。過去 100 年裡，建築、道路、機器這類人造物體的質量每 20 年翻一番。平均而言，地球上每個人每周都會產生超過其體重的人造質量。這樣一個結果提醒我們，人類對地球的影響正在不斷增加。
（來源：Nature）
對此，以色列魏茨曼科學研究所植物與環境科學系的 Ron Milo 及其同事表示，20 世紀初，人造物體的質量相當於總生物量的 3% 左右；而今天，人造質量已經超過了全球總生物量，如今的全球總生物量在 1.1 兆（萬億，下同）噸上下。按照目前的趨勢，人造質量預計將在 2040 年超過 3 兆噸，幾乎是地球總生物乾重的 3 倍。
雖然人類數量僅佔全球生物總量的 0.01%，然而，早在 3000 年前，人類就已經對地球產生了巨大的影響。
自第一次農業革命以來，人類通過農業和採伐等土地利用變化將植物的數量從大約 2 兆噸減少至一半。隨著現代農業佔用越來越多的土地來種植作物，農作物的總質量遠遠超過了因森林砍伐損失的植物量。這些全球生物量變化影響了碳循環和人類健康。
此外，人類的其他行為（如畜牧業，狩獵和過度捕撈）極大地影響了生物多樣性。最近一項調查發現，地球上現存生物中絕大多數 (約 90%) 為植物，其次是細菌、真菌、古細菌、原生生物和動物。
21 世紀的人類活動，人造物品的生產和積累給地球帶來了前所未有的影響，隨著人類對全球影響的加速，定量評估和監測社會經濟體系的物質流動變得越來越緊迫。如何將生物量和人造質量進行比較也是一個難題。
（來源：outh Ki Awaaz）
以色列魏茨曼科學研究所植物與環境科學系的研究人員評估了 1900 年至今的全球生物量和人造質量的變化，並分析了兩種主要人造質量和總生物量之間的關係。其中生物量指所有活生物體的全球總質量，人類本身 (及其家畜) 也是全球生物量的一部分；人造質量指人類製造的無生命固體物質（還未拆除或停用的設備，又稱 「人造大規模廢物」）。
通過分析全球生物量和人造質量的乾重，研究人員發現，過去 100 年，人造質量快速增加，幾乎每 20 年翻一番。然而，總生物量卻沒有顯著變化。過去 5 年，人造質量已經達到每年 300 億噸，相當於每個人每周產生超過其體重的人造質量。這樣一來，人造質量和總生物量差距迅速縮小。
在 20 世紀初，人造質量僅為全球生物量的 3%。到 2020 年，人造質量已經超過全球生物量。人造質量的大部分來自建築與道路；其他的還包括塑料和機器。
圖 | 自 1900 年起，生物量乾重和人造質量曲線圖（來源：Nature）
研究人員同樣比較了總生物量溼重和人造質量，積累人造質量廢物比較。人造質量廢物指已被拆除或停用的人造物質（不包括採礦，景觀改造等未使用的大塊礦石）。如果考慮到這些廢棄物，生物量乾重在 2013 年就超過了總生物量。而按溼重計算，目前總生物量約為 2.2 兆噸，人造質量將在 2030 年超過總生物量。
圖 | 自 1900 年起，生物量溼重和人造質量曲線圖（來源：Nature）
此外，研究人員還比較了主要人造質量和生物量。其中主要人造質量類別為建築和基礎設施（混凝土、骨料、磚和瀝青組成），主要的總生物量類別為喬木和灌木。研究發現，前兩種主要的人造質量已於近期超過後者。類似地，全球塑料生產總量比所有陸地和海洋動物的總量還多。
圖 | 2020 年全球生物量和人造質量的關鍵組成部分（來源：Nature）
研究顯示人造質量組成的變化顯示了自 20 世紀以來道路發展的趨勢，例如，20 世紀 50 年代中期以磚塊為主的建築逐漸轉變為混凝土建築，20 世紀 60 年代瀝青開始作為主要道路材料。此外，人造質量變化與世界大戰和重大經濟危機等全球性事件有關。在第二次世界大戰後，人造質量持續增加，最高每年超過 5%。這一時期被稱為 「大加速」，特點是消費增加和城市發展。
作者指出，轉折出現的具體時間取決於定義，因此估算結果可能存在一定的浮動性。使用乾重，溼重估算或對質量類別的其他定義，轉折仍可能發生在過去、當下或未來的十年。如果以目前的趨勢持續下去，到 2040 年，包括廢物在內的人造質量將超過 3 兆噸，幾乎是地球總生物乾重的 3 倍。
該研究中人造質量的積累主要來自巖石和礦物的轉化，在這個過程中，人類將近地表礦床轉化為對社會有用的方式，這樣一來，對自然棲息地、生物多樣性以及各種氣候和生物地球化學循環產生了廣泛的影響。
鑑於人類活動對地球的影響較大且發展迅速，因此，當前的地質時代可重新命名為人類世。
參考資料：
https://www.nature.com/articles/s41586-020-3010-5
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