一、引 言

从20世纪90年代的“国际全球环境变化人文因素计划”（The International Human Dimensions Programme on Global Environmental Change, IHDP），到2012年联合国发起的“未来地球”（Future Earth）计划，均将“人类活动对地球系统的影响”作为核心科学问题之一。20世纪80年代由联合国支持成立的“政府间气候变化专门委员会”（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）是专门研究由人类活动引起气候变化的国际组织，已经连续发布六次全球气候变化评估报告，基本确认全球变暖主要是由人类活动产生的温室气体引起的，尤其是2022—2023年发布的第六次评估报告更是引起了国际社会的广泛关注。

近年来，“人类世”（Anthropocene）概念的提出，使得学界、管理者和公众对人类活动在地球系统中的作用更加重视。除了大量使用化石燃料（煤炭、石油和天然气等）引起的二氧化碳加速释放，其导致的温室效应引起全球温度升高外，人类活动在地球系统中引发了一系列重大改变。全球人口数量增加会导致生物多样性丧失，尤其是19世纪以来，伴随全球人口呈指数式增长，森林破坏、单一农作物种植、过度开采、物种入侵以及气候变化等均可导致全球生物多样性丧失加剧，多数研究者认为地球正在经历第六次物种大灭绝^[1-2]。人类还会改造河流引起地形变化，通过建造大型水电工程截留河流沉积，导致河流入海口三角洲丧失泥沙输入，而由于工业发展产生的大量垃圾在某些地区会形成特殊的沉积。除了上述能感知到的变化，人类生产活动还排放了不易察觉但非常重要的微量元素和放射性同位素，例如由于核爆实验产生的放射性元素¹³⁷Cs，⁹⁰Sr，²³⁹Pu，²⁴⁰Pu，²⁴¹Am和¹³¹I等。其中，¹³⁷Cs和⁹⁰Sr可以通过生物富集作用，在食物链顶端生物体中保持很高的含量。2009年成立的人类世工作组（Anthropocene Working Group）一直致力于将人类世推广成为一个地质年代单位，在全球范围内寻找可以作为人类世起点的全球界线层型剖面和层型点，但由于对确定的人类世起始时间存在争议，国际地层委员会（International Commission on Stratigraphy, ICS）在2024年未批准人类世作为一个独立的地层单位。尽管如此，人类世的概念已经被广泛接受。

青藏高原被誉为“世界屋脊”，横亘于欧亚大陆中部，范围为北纬25°59′N—40°01′、东经67°40′E—104°40′，平均海拔约4320米，总面积达308.34万平方千米，中国境内面积约为258.13万平方千米。青藏高原是地球中低纬度冰川和湖泊集中分布区，孕育了种类繁多的高原动植物，发展了独具特色的藏民族文化。青藏高原是亚洲水塔，是我国重要的生态安全屏障、水资源安全屏障、国土安全屏障、战略资源储备基地和中华民族特色文化的重要保护地。青藏高原高寒生态环境极度敏感脆弱。全球变暖背景下，高海拔区域升温更为明显，1961—2018年青藏高原年平均气温升高 2℃，约是同期全球平均升温幅度的两倍。这种快速变暖严重影响冰冻圈的稳定，导致冰川加速融化、冰崩和冰湖溃决事件频发。同时，高海拔区多数物种生态幅较窄，较小的环境要素变化都可能影响某些物种的生存。生态系统一旦遭到破坏，其恢复难度大，所需时间长，进而影响高原及毗邻地区的生产、生活和生态功能。保护青藏高原特殊而脆弱的生态环境成为高原生态文明建设的重要内容，也是践行“绿水青山就是金山银山”理念和树立良好国际形象的切实需求。

20世纪中叶以来，青藏高原人口增加，经济快速发展，人类活动强度不断增大，高原生态环境也逐渐受到人类活动的影响。但研究发现，青藏高原地区仍然是地球上最洁净的地区之一，高原人类活动强度总体较低，空气质量受人类活动影响较小，污染物种类较少，浓度较低，各类污染物含量与北极地区相当；主要江河湖泊基本处于天然状态，水质状况保持良好；土壤环境总体处于自然本底状态。

二、人类活动对青藏高原生态环境的影响

2018年起，中国科学院青藏高原研究所与地理科学与资源研究所联合30多家科研院所、高等院校中的100多位研究人员，利用新发表成果、统计数据、科技文献等资料，历时四年，分析了青藏高原史前（19万年—2000年前）及历史时期（2000年前—20世纪中后期）人类活动发展过程，高原生态环境状况及其变化；详细研究了现代（20世纪80年代以来）放牧、耕种、旅游、工矿开发、城镇建设、重大工程和生态保护与建设等各项人类活动变化过程；从单项和综合的角度，评估了近40年来人类活动对生态环境的影响。2023年5月，《人类活动对青藏高原生态环境影响的科学评估（2022）》报告由气象出版社出版^[3]，并于2023年5月27日在中关村论坛“基础科学科技创新和可持续发展国际论坛”发布。本节内容主要摘选自该评估报告。

1. 史前和历史时期人类活动对青藏高原生态环境的影响

青藏高原人类活动可追溯到19万年前。在旧石器时代，生存环境适应性及可利用动植物资源的可获取性限制了狩猎采集人群的活动范围和强度。相对温暖湿润条件下，如距今4—2.5万年前、1.5—1.3万年前，在青藏高原东北部、东南缘地区，甚至在高原腹地都发现狩猎采集人群活动的证据，但目前还没有发现旧石器时代人类活动影响高寒生态环境的确切证据；而在相对寒冷干燥时期，如末次冰期盛冰期（2.5—1.8万年前）和新仙女木事件时期（1.3—1.16万年前），在青藏高原未发现人类活动的证据。

在新石器时代后期和青铜时代，随着人类定居和农业发展，人类生活和生产活动对局地生态环境的影响逐渐显现，但影响范围均局限在人类活动区域及周边地区。例如，在高原东北部，5200年以来的农业生产活动导致局地禾本科孢粉含量增加，而乔木孢粉含量显著下降。在高原东南部，4800—4300 年前，刀耕火种不仅导致野火频率和强度增加，而且显著改变了周边原生植被和地表景观。也有研究认为4600—4000年前放牧活动对高原南部植被景观产生了重要影响。

历史时期，青藏高原人类活动主要集中于 “一江两河” 地区和青海河湟谷地等农业区。在过去300年间，西藏“一江两河”地区河谷地带，耕地面积增加了29430公顷。青海河湟谷地的垦殖开始于汉代，随着中原王朝对河湟地区的移民和开发，森林开始受到明显破坏；此后，在唐代和清代出现过两次相对较大的破坏时期。尤其是明、清两代，政府大力推行屯田，随着人口增加和高产粮食的引进推广，垦殖对森林的破坏更加严重。

2. 近现代人类活动对青藏高原生态环境的影响

20世纪中叶以来，青藏高原人口和经济快速发展，在2020年高原（中国境内）常住总人口约为1313万，短居流动人口快速增加，人类活动强度不断增大；加之气候变化加剧，青藏高原生态环境面临前所未有的压力，部分地区出现草地退化、湿地萎缩、冰川退缩和生物多样性丧失等问题。在青藏高原，人类活动主要包括农牧业、工矿业、旅游业和重大工程建设，其对高原生态环境产生了不同的影响。

农牧业活动对耕地和草地的负面影响总体较弱，但在部分人类活动密集区较突出。1990—2005 年，高原 55 个县（区）耕地生态安全等级下降；2010 年后有所好转，至 2015 年，超过 95% 的县（区）耕地生态安全等级恢复为优，但农业面源污染风险加大。在气候变化、生态保护与建设工程的共同影响下，2000年以来，放牧活动对草地的影响程度逐渐减弱，草地退化趋势得到初步遏制，生态工程区退化草地以轻微好转和明显好转为主，牲畜量减少县（区）的草地覆盖度显著增加，但黄河源和长江源等地区的草地退化形势依然比较严峻。

工矿业活动对生态环境的影响有限。1990—2020 年，工矿用地增加导致区域景观破碎化程度加剧，工矿区内 54.72% 的区域植被绿度呈减少趋势，但影响仅局限在矿区周围 2 千米范围内。高原已开发的矿产种类多样，矿区数量合计达 790 个；工矿业活动的污染物排放总量处于较低水平，对土壤、水体和大气质量的影响总体可控。

旅游业快速发展造成局地生态环境压力加大。部分地区生活垃圾问题突出，2018 年青海和西藏两省（区）的旅游生活垃圾达 108.40 万吨，旅游活动导致祁连山景区等局地土壤和水体质量下降；预计到 2050 年旅游生活垃圾将达到 250 万吨左右，生态环境压力趋于增大。

重大建设工程仅对其工程区的生态环境产生了影响。交通工程导致沿线景观破碎化、冻土活动层增加、植被覆盖度降低。在工程建设阶段，工程会对大型野生动物的迁徙造成一定程度的影响。目前，工程配建的动物迁徙通道已发挥积极有效作用，经过一段时间适应，野生动物已经能够正常迁徙。

重大生态工程促进生态环境逐步向好。退牧还草工程和草原生态保护补助奖励等政策促进了草地恢复，例如，2010—2018年西藏高寒草甸、高寒草原和高寒荒漠草原三类工程区内草地植被覆盖度比工程区外平均提高16.90%；森林生态工程显著提升森林蓄积量，天然林保护工程区总碳储量每年增加 0.27 亿吨；沙化土地治理工程明显减少沙化面积，2003—2014年间，西藏沙化土地面积共减少1071平方千米；自然保护地体系建设促进野生动植物种群恢复性增长，藏羚羊数量由1995年的约6万只上升到2018年的20万只左右；西藏生态安全屏障和三江源生态保护与建设等重大生态工程成效显著。

高原整体清洁，跨境污染物对高原生态环境影响持续增加。高原水、土、气环境中的污染物含量总体较低，生态环境处于本底水平。黑碳等外源污染物的跨境传输加速了冰川消融；重金属和持久性有机污染物在生态系统中有富集效应，存在一定的生态风险。随着南亚地区污染排放不断增加，以及高原社会发展带来的污染增加，高原生态环境所承受的污染胁迫风险将持续增高。

总体来说，人类活动对高原生态环境的影响程度整体相对较小，但呈逐渐加强趋势，生态保护和建设强度明显提高。高原人类活动强度低于全国与全球平均水平，人类活动强度较弱等级区域占高原面积的56.61%，较强等级区域仅占23.72%；在空间上，人类活动强度呈现东部和南部高、西部和北部低的特点，影响程度较高区域主要分布在东部边缘和一江两河地区，较低区域主要分布于青藏铁路以西、以北区域。1990—2019 年，人类活动强度逐渐增强，强度指数增幅达17.31%，高原45.75%的区域人类活动强度指数呈增加趋势；2010—2019 年，人类活动强度趋于平稳，增幅仅为0.04%；随着国家对高原生态保护和建设投入增多，生态保护和建设强度指数提高了39.73%。

三、人类活动对青藏高原及周边地区生态环境影响案例 1. 人类活动影响青藏高原湖泊生态系统

青藏高原分布有大量的高海拔湖泊，占全国湖泊数量的50%，面积约占46%，是我国重要的湖泊分布区，同时也是世界上海拔最高、数量最多、面积最大的高海拔湖泊分布区。在高海拔地区，气温低、冰封时间长、紫外线强、蒸发强、风力强、大气氧含量低等环境特征造就了独特的高寒湖泊生态系统。高海拔湖泊的一个明显特征是不适用于全球湖泊按纬度和深度的分类规则，在青藏高原存在多个半对流型湖泊，原因是高原湖泊多为咸水湖，湖水中溶解有相当含量的矿物，湖水密度比淡水大。青藏高原绝大多数湖泊远离人类活动，没有发现人类活动影响的直接证据，但在人类定居点附近的湖泊较易受人类活动影响。我们选择位于尼玛县城下游的达则错开展研究，尝试研究人类活动对高原湖泊生态系统的影响。

达则错位于西藏自治区尼玛县城东约25千米处，海拔4472米，东西长21千米，最宽处约17千米，面积为244平方千米，最大水深超过40米；表层湖水盐度约为15g/L而底部湖水盐度为21g/L，是一个典型的半对流型封闭湖泊，主要受冰川融水和降水补给。研究组利用重力钻取样器采集了涵盖过去600年的沉积物岩芯，分析了总有机碳、总氮、总磷，统计了沉积物中浮游动物残体（西藏溞和卤虫为主），分析了沉积物中11种色素化合物用于重建藻类和水生植物变化，并且利用生物分子标志物重建了过去温度和降水变化。结果发现，1900年之前，湖泊生态系统基本处于自然状态，表现在营养元素（氮、磷）变化幅度较小，藻类和浮游植物种类与丰度变化没有出现太大的波动，西藏溞和卤虫交替出现。但在1900年之后，氮和磷含量显著增加，浮游动物含量逐步增加，而浮游植物色素逐渐减少。最显著的湖泊生态系统转折出现在1980年左右，在1980年后，湖泊中卤虫迅速灭绝，西藏溞则处于绝对优势地位，藻类和浮游植物也骤减。造成这一现象的原因可能是：大规模捕捞卤虫卵；尼玛县城于1980年搬迁至达则错最重要的入湖河流—波仓藏布。卤虫含有丰富的营养价值，是一种优质的活饵料，也是观赏鱼爱好者饲养鱼类的最佳活体饲料。卤虫卵最高收购价格曾达到70万元/吨，盗采者一度过度捕捞卤虫出售。尼玛县城迁到新址后，居民生产生活主要依赖波仓藏布，这不仅减少了入湖淡水量，也可能导致入湖河流氮磷含量增加。因此，多种类型人类活动导致了湖泊生态系统突变^[4]。

2. 人类活动对中国东部植被的影响

湖泊沉积物蕴含丰富的气候环境变化信息。孢粉是反映物种组成、丰度及多样性等植物群落信息、重建过去植被演变的重要代用指标。相比沉积地层孢粉数据，现代孢粉数据受到人类活动干扰更强，因此地层孢粉组合与现代孢粉组合相似度越高意味着受人类干扰的可能性越高。研究发现，在过去万年来，我国东部地区（胡焕庸线以东）地层孢粉组合与现代孢粉组合的相似度在距今2000年之后显著升高，从之前的50%升高到80%，表明在距今2000年之后人类土地利用开始对植被产生大规模影响。同时，东部地区孢粉多样性以及样点间的孢粉差异性迅速降低，可能是树木砍伐并种植农作物的结果。然而，在我国西部地区（胡焕庸线以西），地层和现代孢粉组合间的相似性在过去一万年间无明显变化（均在80%左右），可能是由于西部地区人类活动强度较弱尚未从大空间尺度上改变植被状况，也可能是以草本植物花粉为主导的孢粉组合无法反映人类土地利用的影响^[5]。

3. 人类活动可能导致中国北方沙尘暴变化

东亚夏季风降水变化对中国文明的历史演化具有重要的影响，工业革命以前，在季风增强时期，中国出现了汉、唐、宋等经济繁荣的朝代；而战乱频仍、朝代更替往往发生在季风减弱时期，如唐末、元末、明末。东亚夏季风降水引起文明更替后，其人类活动的生态效应也会随人口数量波动而变化。通过对山西吕梁山高山湖泊公海的研究，发现距今2000年前在中国北部，人类活动对地表景观影响已经凸显，并且导致沙尘暴发生频率的变化。

在过去2000年间，东亚夏季风增强时，降雨增加，生态趋好，战乱减少，王朝兴盛（如汉、唐、北宋、明朝等），人口迅速增加，农业发展，开垦草原和荒漠草原为农田，林草植被遭到破坏，进而粉尘源区扩展，最终导致沙尘暴活动快速上升；相反，东亚夏季风减弱时，降雨减少，气候恶化，国家动乱纷争（如魏晋南北朝、五代十国、南宋等），人口迅速减少，游牧民族南侵，农牧界线南移，沙尘源区植被恢复，生态环境转好，沙尘暴活动减少。这表明，在历史时期，人类活动可能已经通过改变地表景观，导致沙尘暴变化^[6]。

通过对比研究发现，人类活动对青藏高原某些生态系统（如部分湖泊）已经产生严重影响，但这种影响可能并不易察觉，需要通过古湖沼学和古生态学方法对更多的湖泊开展研究才能有更好的了解。此外，人类活动对青藏高原的影响在近现代比较明显，而在历史时期并不显著，这在孢粉记录中尤其明显。

四、人类活动在地球系统中的重要性

近年来，科学家逐渐意识到地球系统中存在一些临界要素，即在地球系统中可能发生不可逆转的、并对地球系统产生巨大影响的突变要素。目前认识到的临界要素主要包括北极海冰、格陵兰冰盖、冻土、北半球北方森林、大西洋环流、亚马孙热带雨林、珊瑚礁、南极洲西部冰盖、青藏高原冰雪覆盖等。这些临界要素之间可能存在密切关联或者可以相互影响，例如，有研究表明亚马孙热带森林的变化与青藏高原冰雪覆盖和南极洲西部冰盖有很强的遥相关。目前认为人类活动是促使多个临界要素跨过平衡点的重要因素。

人类活动已经严重影响到地球系统的发展，地球上人类制造的材料质量总和已经超过全球生物量总和。由于生产力水平存在巨大的区域差异，至今仍有约10%的人口无法获得足够的食物，饱受饥饿影响，因此在不同地区人类活动强度及其对生态环境的影响严重不均衡，但人类活动对全球气候、环境和生态系统等已经产生了重要的影响。研究人类活动对地球系统及其临界要素的影响，不仅仅是地球科学工作者的责任，同时也需要人文科学、社会科学工作者的广泛参与。

志谢：感谢张理茜等在本文撰写过程中提供的帮助。