早在2012年，学术期刊Journal of Sustainable Agriculture就发表过一篇社论，指出当时全世界的食物已经够100亿人口食用了。随后的2015年，联合国通过了题为《变革我们的世界：2030年可持续发展议程》的决议，里面可持续发展的第二条目标指出，到2030年，要在全球范围内消除饥饿，实现粮食安全，改善营养状况和促进可持续农业。当时设立这个目标看起来可以轻松完成，不过联合国粮农署2022年的报告却指出，到2030年，全球饥饿人口将仍然有6.7亿，占世界人口8%，跟2015年相比，不能说大幅减少，可以说基本没变。那么问题出在哪里？地球究竟能承载多少人口？
首先，生产应该不是问题。随着农业先进技术的广泛应用，全球农作物产量大幅提高，如果仅考虑人均2000卡路里的日均摄入量，当前的粮食产量不但够，还有富裕。美国环保署就指出，美国食品体系的最大问题就是浪费，30-40%的食品被生产出来后没有被吃掉而是浪费掉了，而全球范围每年会因为浪费损失13亿吨食物。
(资料图)
不过，生产也可以是问题，因为不同食物营养价值与生产成本或经济效益是不同的。如果全世界人天天吃满汉全席，那食物一定还是短缺的。当前现代农业体系作物种类过于单一，人们60%的膳食能量供给仅来自于大米、玉米与小麦这三种作物，这导致了三分之一的人口存在某种程度的营养不良。如果我们把生产目标放到健康膳食，那么现实世界中全球无力负担健康膳食的人数接近31亿，这个数字并不乐观。
配图来自图虫网
其次，环境污染与破坏也影响地球人口承载力。温室气体的排放会在多个层面影响地球人口承载力，日益频繁和严重的极端气候事件会提高农业生产的成本。同时气候变化也会改变农作物的质量，例如哈佛大学的一项研究就指出当主要农作物暴露在2050年预测的大气二氧化碳浓度下，会损失掉10%的锌，5%的铁与8%的蛋白质，这种营养成分的变化会最终影响到人们的营养摄入。此外，环境污染会影响可用来耕作的土地资源总量，也会通过慢性病等公共健康问题影响人口预期寿命的延长趋势，这些都会最终影响到地球人口承载力。
最后，影响最大但经常被忽视的就是全球农业粮食体系的转型。目前全球范围内政府对粮食和农业的支持达到了6300亿美元。发达国家对农业进行了大量补贴，再借助先进技术，其生产成本其实更低，2020年全球平均健康膳食成本是3.54美元/人/天，高收入国家只有3.35美元/人/天。不过这种补贴更多侧重于谷物生产，从提供热量方面促进了粮食安全，不过在改善营养和健康上效果并不明显，因此还是需要以更低成本提供人们可负担的健康膳食。
不过，我们也可以从反方向思考这个问题，也就是我们的人口会不会达到承载力上限？今年年初的社会热点讨论话题就是去年我国人口已经出现了负增长。从全世界范围看，目前没有任何一个现代国家的人口生育率在跌破2.1后能升回来，也就是说，伴随全球经济发展，全球人口本身也有上限。目前学术界有很多种预测模型，最悲观的认为这个上限甚至不会超过100亿。很有可能出现的情况是在世界人口在达到承载力上限之前就出现停滞甚至衰退，这种情况其实比提高地球承载力上限更难处理。我们可能同时面对人口老龄化与少子化带来的社会问题，如果人口衰退足够快，技术又没跟上，甚至会出现因为人力短缺、生产不足导致的现有地球承载力下降的问题。
目前全球范围内解决人口下降只有两个政策性办法，或者提供更多的生育补贴与税收优惠，或者吸收移民。最早出现人口下降问题的发达国家往往两种方法都要用，才能勉强维持人口规模，甚至传统反对移民的日本最近都放宽了移民条件，来应对国内劳动力短缺问题。另一个隐形的解决方法就是推动技术进步，用自动化机器取代人工，这样至少能维护住目前的生产能力或承载力，保证当前人生活水平不下降。也许当生产力足够发达后，现代化造成的社会压力会减少，生育成本降低到一定程度后人口也会逐渐恢复。
总之，地球承载力取决于社会生产力水平、环境及政策，目前总承载力足够但分配不够平等，需要提高膳食健康的质量与利用效率，而人口变化本身也会对承载力产生影响。
本文为科普中国·星空计划扶持作品
作者：于淼（美国杰克逊实验室副计算机科学家）
审核：杨来胜（兰州农科院 研究员）
出品：中国科协科普部
监制：中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司
