神聖的自然給了我們國家，而人類的技術建造了城市。
——馬庫斯·泰倫提烏斯·瓦羅（Marcus Terentius Varro），《論農業》（De Re Rustica）
20世紀最大的差別，在於人口增長與城市化雙雙崛起。這些趨勢反映了數十億人有意識或無意識的選擇，其背後也有數不清的原因。有些屬於個人選擇，像是要不要結婚或要住在哪裡；有些則是政治選擇，例如澳大利亞在20世紀20年代選擇堪培拉作為首都，或者是40年代南非國民黨決定實施種族隔離制度。人口增長與城市化的全球趨勢，是所有集體決定形成的。從高級文化、兒童天性到企業結構，它們或多或少影響了人類事務的每個方面，也對人類以外的事物造成極大影響。
人口增長
有關環境變遷背後社會動力的討論，大多數與政治相關，其中又以人口議題為主。相關辯論往往淪為爭辯，主張他人必須為了拯救地球而改變生活方式：印度人與非洲人通常主張人口增長問題不大；美國人與歐洲人卻認為這很重要。我的看法是，它對某些種類的環境變遷相當重要，對其他則不然，而遷徙的影響往往超過單純的人口增長。這個議題其實相當複雜。
20世紀奇特的人口史，是（到目前為止）一長串繁衍與生存的高潮。第一章是基於長期的觀點，在此我則將聚焦在過去500年間。15世紀末由歐洲水手所發動的全球化，培養出兩種對於後來人口史來說相當重要的生物變遷。首先，歐洲水手繞行全球，將疾病散佈到一些過去與外界長期隔絕的人口當中。短期來看這導致了毀滅性的損失，尤其是在美洲與大洋洲。到最後，這股傳染病的漩渦造就了經驗更為豐富的免疫系統，病原體與宿主之間的共生更為緊密，後來也因此出現了公共衛生系統，流行病的代價才因此平息。其次，海上航行將糧食作物散佈到更遠更廣的地區，讓全球每個地區都集中種植最適合當地生態與市場狀況的作物。玉米從美洲熱帶的原生地傳至東亞、非洲南部與地中海盆地。熱帶非洲從巴西引進木薯，美洲則是引進了小麥。總而言之，全球的食物供給獲得提升。到大約1650年，這兩項因素造成全球人口的長期增長，而且仍在持續當中。
除此之外，還有人類歷史上前所未見的人口增長浪潮。這股趨勢仰賴糧食供給與疾病預防技術的改善（部分已於第6章討論），並在1950年後越來越強。這些改善首先造成死亡率下降，使某些社會後來必須限制生育。在死亡率下滑但生育率尚未降低時，人口便快速增長。人口統計學家稱這整個過程為「人口轉型」（demographic transition）[1]，增長率在20世紀60年代末期達到高峰（每年2.1%）。增長速度之快讓觀察家大為吃驚，謹慎且敏感的肯尼思·博爾丁（Kenneth Boulding）甚至認真地建議設置可交易的生育許可。[2]1970年後增長趨緩，主要因為女性在社會中有更多發言權，限制了她們的生育力。到了1996年，每年人口增加總量達到高峰，出生人口大約比死亡人口多出9200萬～9500萬。
隨著時間與地區的不同，人口增長時快時慢。人口轉型最先始於歐洲，歷經一個世紀以上才完成。東亞到1950年後才出現，但所花費時間不到半個世紀。非洲的人口轉型仍在繼續，因為到20世紀90年代末期生育率才剛開始下降，且各地狀況不一。表8.1大略勾勒了全球各地區人口增長的速度。
表8.1 全球各地人口（1750—1996年）
數據源：Reinhard et al.1968：680–1；Population Reference Bureau（1996）
註：非洲1900年以前為推測數字，亞洲也是，但比非洲略好；McEvedy and Jones 1978所提供的非洲數字略低，亞洲則略高。
從1850—1950年這段時間，非洲、亞洲與歐洲的人口大約翻了一番。同時，美洲與大洋洲的數字增長更快，在百年內增加了五或六倍。這同時反映出移民潮的模式與自然增長的差異。1950年後，快速增長的地區不一樣了。在接下來半個世紀裡，亞洲人口增長為原來的兩倍以上，拉丁美洲為三倍，非洲則是將近四倍。同時，歐洲與北美因為早已在1950年前即已完成人口轉型，增長速度因此慢了許多。[3]
到了20世紀90年代，人類佔全球總生物量大約0.1%，占動物生物量約5%，與牛相當但遠超過其他哺乳類動物。[4]人類取得優勢的時間正好與環境變遷同時發生，那麼，是否因此而造成環境變遷？我將嘗試從數學與逸聞兩方面來解答。首先是數學方面。
試想全球人口增長與某些全球性空氣污染物之間的關係。從1890—1990年，全球人口增加了3.5倍，同時二氧化碳這種主要溫室氣體的排放上升超過17倍。[5]粗淺的計算[6]顯示當時人口只佔排放增加部分的1/5。在同一時期裡，全球二氧化硫（酸雨的主要成分）排放量增加了大約13倍。人口增加占硫排放增長比重大約只略高於1/4。如果我們只計算美國部分，人口增長佔二氧化碳增長31%；在經濟合作暨發展組織（OECD）成員國的歐洲地區（亦即較為富裕的歐洲國家），比重則為41%；日本與蘇聯〔及其各個繼承國（successor state）〕只有2%；非洲則不到1%。[7]暫且不管這種原始的計算，我們大可假設人口增長在大氣圈氯氟碳化合物排放方面，多少扮演了最低程度的角色。
因此，對於某些重要的空氣污染形式來說，20世紀人口的增長是相當重要但非壓倒性的驅動力量。這是顯而易見的：大部分空氣污染來自燃燒，而燃燒的量與污染強度則只和人口數量有些許關聯。在美國與德國之類的富足社會中，更多人口的確造成1900—1970年空氣污染水平增加，由於車輛增加、使用更多石油或煤炭來取暖，因此整體而言總燃燒量也增加了。1970年之後，因為新法規、訴訟的影響，再加上長達10年能源價格居高不下，連這些許關聯也開始鬆動：生產與汽車的污染降低，代表人口增加後所多出的空氣污染，已不若20世紀50年代或60年代嚴重。在貧窮的社會中，人口增加對空氣污染的影響更小，因為他們增加的燃燒量微不足道。即使在人口增長與污染程度一致的地方，例如1970年後的中國，也很難下定論說就是前者導致後者。快速而不夠謹慎的工業化與城市化，影響力或許超過人口增長率。[8]
整體而言，人口增長主要會在工業化與不重視環境資源的社會（與國家）引發額外的空氣與水源污染。1890—1970年的美國、日本及西歐即為如此，蘇聯則是從1960年起出現此一現象。在工業化程度不高的社會，除了人類排泄物與家庭排放的廢氣外，人口增長對空氣污染的影響便少得多。至於正在經歷工業化的社會，例如韓國（1960—1990年）或蘇聯（1930—1960年），人口增長率的影響則遠低於工業化的程度與種類。
20世紀人口與污染之間的關係已經夠不明確了，而人口增長與其他形式環境變遷的關係更是令人迷惑。人口壓力會造成也會預防土壤侵蝕。在某些地方這會促使農民往陡峭山坡地發展（例如爪哇或摩洛哥東部），進而加快土壤侵蝕。在其他地方則是因為勞動力充足，因此能夠推動並維持土壤保持計劃，像肯尼亞的馬查科斯山即是如此。除此之外，山區人口流失有時會加速土壤流失，因為人口過少不足以維持梯田與其他土壤保持計劃。土壤鹽化有時源自人口壓力（因為灌溉面積擴大），但往往農業商業化或集中規劃式農業才是主要原因。人口增長與密度只是這些等式中的部分決定因素：自然、政治與經濟條件往往更具重要性。最好的結論——也是一個粗略的結論——就是人口增長經常加快了侵蝕速度，但穩定的密集人口卻能使其慢下腳步。[9]
人口增長可能是全球用水量增加的主要原因，加重了水源缺乏的問題（見第4與第5章）。粗淺計算顯示所佔比重達44%：1900年到1990年用水量增加9倍，人口則增加4倍，因此這段時間增加的用水量當中，有4/9是因為有更多人存在。然而這只是大略的估計。水源使用效率的改變，還有計費與補貼方式的改變，都足以模糊真相。如第4章所述，1980年後美國人口在增長但用水量下降。幾乎每個社會的用水系統都有缺失，如利用效率不佳或浪費，因此科技與政策的變化可能比人口增長更能大幅改變現狀，而有時也真的做到了。[10]
在20世紀生物群的各種改變當中，人口增長確實扮演了主要推手的角色。糧食需求不但帶動了20世紀耕地面積倍增，助長了綠色革命，也促使全球加強捕撈魚類。人口增長並非單獨造成這些變化，但在那些與糧食生產有直接關係的事務方面則影響最大。
然而，某些最重要的生物變遷，則與人口或糧食需求少有關聯。與捕魚不同的是，捕鯨並未明顯反映糧食需求的增加。生物入侵幾乎與人口增長無關。人類與微生物關係的大幅改變與之有相當大的關聯，但其中的因果關係是相反的：是環境的改變造成人口增長。
森林砍伐正好說明了環境與污染的隱晦難題。在某些案例中，例如埃塞俄比亞鄉間，近年來研究發現人口增長是造成污染的主要動力。但回溯到19世紀的歷史研究，卻顯示即使過去埃塞俄比亞鄉間人口只佔後來的一小部分，人口增長率也更低的時候，森林仍是相當稀疏。不論人口增長、停滯，甚至下滑，埃塞俄比亞及世界各地都存在森林砍伐（例如20世紀90年代的俄羅斯，或1900—1940年的馬達加斯加）。[11]針對人口與森林砍伐進行統合分析（meta-analysis，也就是以各種獨立研究進行統計學研究）後的結論如下：
雖然人口壓力是導致森林砍伐的一股重要動力，卻鮮少成為造成此一結果的唯一因素。其他的決定性因素，似乎都是讓人口增長（或密度）足以形成影響的必要中介與偶然事件。
定量分析（quantitative analysis）顯示，即使人口增長的效應在統計學上來說具有相當意義，其重要性仍相當一般。[12]
很遺憾的是，這樣一個模糊的結論，其實已相當接近真相。
總而言之，人口增長對空氣污染的貢獻程度不大不小，相關環境變遷中有更大的部分與水源及生物群有關，特別是涉及糧食生產。大規模的環境變遷往往主要源於相輔相成的因素，而非只與人口增長有關。在20世紀後者的重要性可能更甚以往，因為人口增長在1960年後達到高峰。[13]
遷徙
遷徙的影響往往超越人口增長，因為人口增長有時會造成或者說至少有助於遷徙，這兩項因素往往密不可分。從1500年到大約1870年，全球性跨洲遷徙潮多為奴隸或「苦力」（coolies）。接著在1845—1920年，人口從歐洲自發地遷徙至美洲的現象，讓全球各地其他風潮相形失色。1925年後跨國遷徙退燒了幾十年，到1960年再度興起時，遷徙的路徑則更為分散。在所有時期，遷徙往往對土地利用帶來本質上的變化，導致激烈的生態變化。
從環境變遷的觀點來看，最重要的遷徙與邊境地區有關。人口從潮濕地區大規模遷徙至乾燥地區，一再引發沙漠化的現象。[14]從平地遷徙至山坡，則往往會加速土壤侵蝕；遷徙至森林地區則會引發森林砍伐。
隨著1870年後運輸價格走低，加上市場整合，人類搬遷的頻率更甚以往。人類經常闖入自己並不瞭解的生態區。當然這樣的情況在人類歷史上經常發生。但到了20世紀有更多的人遷徙，能運用的運輸科技更多，而且大多數情況下都與市場或國家規劃有關，促使他們在開發土地、種植作物、放牧動物、捕撈魚類或開採礦砂時數量都遠超過生存原本所需的水平。
這種情況相當嚴重。在1830—1920年這段時間，僅歐洲就有5500萬～7000萬移民前往美洲、澳大利亞與西伯利亞。[15]大批少數族裔從事農業開發，例如加拿大大草原上的烏克蘭人或巴西咖啡種植區的意大利人（在1934年，聖保羅州將近半數的咖啡農場為移民所擁有）。[16]受到第一次世界大戰、美國（1924年）等地的反外來移民法、蘇聯（1926年）等地的反向外移民法、1929年後大蕭條等事件的限制，這股劃時代的移民潮在1913年達到顛峰後開始放緩。同時期（1834—1937年），大約有3000萬～4500萬印度人移出，身份多為斐濟、馬來西亞、緬甸、毛里求斯、納塔爾、特立尼達與圭亞那等地農場的契約勞工。雖然他們與土地使用決策無關，且多數只是旅居而非長久移民，但他們還是協助開發了數百萬公頃的森林地，用來種植甘蔗、橡膠與其他作物。大量中國勞工移民東南亞、加勒比海、加州與秘魯等地。1914年後，「苦力」貿易也在戰爭與大蕭條的影響下放慢腳步。[17]
移民並未就此停止，只是跨國的情況不若以往。第一次世界大戰後有千百萬人移往新的鄉間地區，但自發性移居的人越來越少。相反地，1920年後強制搬遷與國家政策成了主要原因，恢復到1500—1870年盛行的模式。在某些案例中，國家政策使用提供資金等手段來鼓勵自願移民。大英帝國付錢讓年輕人（特別是戰後的退伍軍人）移民到澳大利亞、新西蘭與加拿大等殖民地。這吸引了數十萬人加入，英國領土因此有數百萬公頃土地成了農田。其他案例則是國家政策強迫移民，南非即為一例。《土地法》（1913年）及其後相關法令限制，只有白人可擁有優良農地，迫使數百萬南非黑人移往稱為班圖斯坦（bantustan）的假性部族故鄉。他們擠在南非較為貧瘠的土地上，在陡峭的坡地上耕種，在半乾旱的灌木林地上放牛，造成該國許多地方土地退化嚴重。1949年後，毛澤東計劃讓數百萬已適應雨季型農業的中國人民遷居到內蒙古、新疆與西藏等乾旱地帶。1960年後巴西主政者將亞馬孫雨林屯墾列為國家政策目標，稱為「將無人之地分配給無地之人」。在以上幾個例子中，大規模移民都是為了達成政治或社會目的的手段。隨之而來的環境變遷有時會有難以預料的副作用，有時卻是領導者所預期、接受甚至希望的。有時國家政策會牽涉到不同程度的強制與鼓勵措施，蘇聯與印度尼西亞就是兩個例子。
至少從16世紀開始，俄羅斯人便開始移居到俄國傳統心臟地帶以外的地區。為了尋找土地與毛皮，他們深入西伯利亞、中亞與阿拉斯加。除了阿拉斯加之外，這波國土擴張的史詩持續到1917年沙皇時代結束。在帝俄時期的最後幾十年，西伯利亞大鐵路載運了300萬～400萬名到西伯利亞尋找免費土地的俄羅斯農民。亟欲開發西伯利亞的俄國政府鼓勵這類遷徙，而這波移民潮規模又因政治流亡者湧入更加擴大。[18]蘇聯成立（1917—1922年）後不久，由國家推動的遷移潮加快腳步。西伯利亞及中亞的蘇聯屯墾區有兩個目的。它不但是對反革命個人與民族的懲罰，也是蘇聯領袖所規劃的經濟發展美好新未來的一部分。大規模遷徙始於1929年斯大林推動農業集體化。有200萬到300萬的俄羅斯人與烏克蘭人，被迫遷至西伯利亞、烏拉爾山脈（Urals）或俄羅斯極北。整個斯大林掌權時期（1927—1953年），有超過1000萬人被迫遷徙。其中超過半數被送到俄羅斯共和國邊境之外的「處女地」。「二戰」期間，有些不被斯大林所信任的民族甚至整批遭到驅逐。在1941年到1944年這段絕望又混亂的時期，有100萬名德裔與數十萬車臣人、韃靼人及卡爾梅克人（Kalmyk）遷往中亞與西伯利亞。數百萬名俄羅斯人接收了他們位於伏爾加河下游、北高加索及克里米亞的土地。
斯大林破壞了國家的結構，由他所主導的遷移潮，讓數百萬人搬到不熟悉的環境。有些人砍掉了北方的森林，有些人則是開挖運河、修建鐵路或工業設施，還有人試著耕種乾旱的俄羅斯大草原。1953年斯大林死後蘇聯開始使用胡蘿蔔而非棍棒，因此又有100萬俄羅斯人在赫魯曉夫的處女地計劃（見第6章）下到哈薩克斯坦大草原耕作。總而言之，有數百萬蘇聯公民跑到陌生的土地上苦幹，徹底改變了土地的利用與覆蓋、水文、土壤與其他方面。為了社會主義的榮耀並強大蘇聯國力，政府也希望他們這樣做。由於這些人必須為了生存而努力，可以設想他們很少會顧慮土壤保持及森林保護。[19]
就像蘇聯一樣，印度尼西亞的統治者也尋求將廣大土地轉變為具有經濟生產力的地區。該國鮮少動用強制手段，且遷移的人民數量較少。印度尼西亞的方法稱為「跨界移民」（transmigration）。多數印度尼西亞人居住在爪哇島上，該島與巴厘島並列該國最為肥沃的農業核心地帶。面積更大的外緣島嶼，像是印度尼西亞境內稱為加裡曼丹的婆羅洲，還有蘇門達臘及數千個較小的島嶼，都是全球土壤最貧瘠的地區。爪哇島與巴厘島向來稻農人口密集，數個世紀以來已將島上高低不平的地形開闢為一塊塊灌溉梯田。[20]比較起來，外緣島嶼的人口較少，多數仍為濃密森林，而且對國家的財富與國力少有貢獻。數個世紀以來這個國家都是殖民地，由荷蘭人掌控。
荷蘭人自1905年開始這項跨界移民計劃，但至少早在18世紀就有類似構想。荷蘭殖民者向來認為應增加婆羅洲與蘇門達臘人口，以利於開發這些島嶼的資源，並將之投入市場，尤其是木材與黃金。[21]1905年，荷屬東印度大約有3700萬人，其中有3000萬人住在爪哇。荷蘭人提供所有願意搬遷的家庭每戶近一公頃土地，到1941年已吸引大約20萬人移居，且多半前往蘇門答臘南部。對於紓解人口壓力這個國家政策目標而言，這幾乎毫無幫助。荷蘭人推動跨界移民達到最高峰那年（1941年），有3.6萬人加入，相當於爪哇每兩到三周的自然人口增加數。跨界移民在日本佔領期間（1942—1945年）暫停，1949年印度尼西亞獨立後恢復運作。印度尼西亞的規劃者希望爪哇能每年移出200萬人，這樣到了1987年，至少會有5000萬爪哇人移居到外緣島嶼。這將減輕爪哇的人口壓力，讓外緣島嶼變成具有生產力的地區，當地人口對國家向心力不足，這也是增加當地人口最簡單的方法。這個偉大的計劃得到從印度尼西亞共產黨到世界銀行的各方支持，後者甚至捐助了5億美元。但就像很多其他計劃一樣，印度尼西亞的跨界移民乃建立於對生態的忽視之上。
結果證實令人大失所望。計劃吸引的人數不足，響應的人還是無法脫貧，跨界移民計劃所導致的民怨，甚至威脅到國家安全，程度更甚於以大批效忠國家的爪哇人包圍原住民的做法。到了1987年只有460萬人搬遷，相當於20世紀70年代爪哇人口三年的增長數量。吸引搬遷的條件增加到每戶四至五公頃土地。但大部分的爪哇人還是寧願忍受爪哇鄉間的擁擠、雅加達臨時搭建住宅的髒亂，或以勞工移民身份前往馬來西亞，也不願到印度尼西亞外緣島嶼辛苦拓荒。爪哇的農民是種稻的專家，但他們的技術只適用於外緣島嶼少數地區。他們辛辛苦苦清出森林地，最後還是落得收成不佳、希望落空、土地流失，甚至廢棄。在這些外緣島嶼，茂密森林的成長來自樹木與林地地表有機垃圾之間不斷產生的養分循環。正如大部分的熱帶地區，這裡的土壤少有養分。在這樣的環境進行農耕，需要不同技巧才能成功，通常指火耕。[22]有些跨界移民利用了適當的技巧，有些則否。有些得到國家大力支持，提供學校、診所等設施，但其他人就沒有了。在許多案例中，移民們放棄遭到侵蝕的土地，以及被堅韌但無用的白茅屬（imperata）雜草及其他害蟲入侵的田地。許多人與外緣島嶼的當地居民發生衝突，因為後者自己也想要在最好的田地上耕作。大約有20%的移民改善了生活水平，剩下的有很多人感到受騙。到了20世紀80年代末期，跨界移民計劃幾乎停擺。[23]這項計劃持續時引發了大規模的環境變遷，如果當初依照規劃進行，將會完全改變外緣島嶼。
20世紀全球三大雨林當中，印度尼西亞與巴西這兩個都是因為由官方贊助的移民計劃而遭到破壞。非洲的雨林免於被破壞的命運，一部分原因是非洲大陸的政治分裂：赤貧的薩赫勒（Sahelian）農民與牧民，並非因為政府鼓勵而遷移到扎伊爾的森林。要是非洲如泛非洲主義分子所願統一了，那麼非洲熱帶森林的平均壽命一定會下降。[24]
在20世紀，全球各地自發性與官方贊助的移民行動，讓數千萬人移居到他們所不熟悉的生態環境中。全球有極大比例的環境變遷因此而生。特別是那些受邊境農耕嚴重影響的方面：植被、生物多樣性、土壤條件以及乾旱地區的水源使用。
城市的足跡與代謝作用
20世紀的城市化影響了人類事務每個層面，形成了與過去各個世紀大不相同的面貌。人類改變環境的例子莫過於城市，但相關影響遠超過城市本身。城市的擴張是環境變遷的主要來源。
首先必須考慮整個過程的規模與節奏。千年前的中國與信奉伊斯蘭教的中東，人口城市化的程度最高，但即使在這些地方，仍有90%～95%的人住在城市以外的地區。城市規模極度受限於偏遠內地幾近停滯的農業生產力，以及城市對這些偏遠內地起伏不定的掌控能力。1700年全球只有5個城市，人口超過50萬，它們全部是政治首都：伊斯坦布爾、東京、北京、巴黎與倫敦。到了1800年也只有6個（加上廣州）。城市生活的危險以地區性兒童疾病為主，但也有傳染病，造成死亡人數高於出生人口。以倫敦為例，1650年時每年需要移入6000人才能維持人口平衡。1750年倫敦死亡人數抵消了整個英國人口自然增加數量的一半。[25]但都會發展的限制很快就解除了：農場的生產力略為增加，而城市（至少有首都）對內地的控制力也增加了；化石燃料的運輸讓城市的影響深入鄉間；而且公共衛生系統開始起了作用。到了19世紀80年代末期，澳大利亞與巴伐利亞城市居民的平均壽命已經超過鄉間居民。到了20世紀20年代，中國城市區人口平均壽命已超過農民。[26]8000年來城市一直是人口的黑洞。在為期一個世代的時間裡，它從抑制人口增長變成能夠增加人口，這對人類處境來說是一大轉折點。
到了1900年，有43座城市人口超過50萬，且多半位於西歐、北美東部，還有出口導向經濟體的海岸地區（通常為歐洲殖民地）。到了1990年世界各地大約有800座城市人口超過50萬大關，大約有270座城市居民超過100萬人，14個城市在1000萬以上。還有什麼因素能夠限制城市規模，尚待觀察。[27]
在全球商業與本國農業異常富庶這兩股動力帶動下，17世紀的荷蘭成了第一個城市居民占總人口超過1/10的國家。第一個有半數人口都住在城市的國家，則是1850年左右正在工業化的英國。美國大約在1920年達到這個水平，日本約在1935年，蘇聯與墨西哥則在1960年，韓國約在1975年，非洲約在1985年。1988年，全世界將近半數人口住在城市裡。[28]籠統地說，快速城市化發生在19世紀與20世紀初的日本、西歐與北美東部、20世紀中期的蘇聯與拉丁美洲，1960年之後則幾乎各地都有此現象。以國家來說，城市化速度最快的是20世紀30年代的蘇聯以及20世紀80年代的中國。兩者都反映了正在萌芽當中的工業化過程，蘇聯的例子是共產主義的建設（而且從一無所有的狀況開始建立城市），在中國則是改革開放。毛澤東領導下的中國政策成功地暫停了城市發展，但他的繼任者在20世紀70年代末期放棄了毛澤東所設下的限制，壓抑已久的城市因此大幅發展。表8.2概述了全球各大地區城市近代的城市化歷史。正如該表所示，20世紀期間全球城市人口比重增加了3倍，城市居民總人數從1900年大約2.25億（多半集中在歐洲與北美）增加到1998年的28億，增加了13倍之多。
表8.2 城市人口（1890—1990年）
數據源：Thumerelle 1996：75的數字略有不同，尤其是20世紀初的數據
註：這些數據主要來自國家人口普查（與估計），其中「城市」與「鄉間」的定義大不相同，在日本一個地方人口須達2萬才能稱為城市；土耳其為1萬人；美國只需2500人。
城市化在全球各地如火如茶地推進，所帶來的環境影響既廣泛又各有不同。其影響超越了城市界線而深及內地，到達位於下風處與下游的社區，在某些層面甚至擴及整個地球。城市從遠近各地吸收了大量的水源、能源與物資。作為交換，它們輸出商品與服務，還有污染物、垃圾與固體廢棄物。廣義來說，這種城市代謝作用（urban metabolism）的過程產生兩種環境變遷：污染效應與土地使用效應。[29]
垃圾與污染 快速城市化通常會產生嚴重的污染壓力。基礎建設通常趕不上迅猛的城市增長。1900年有許多人生活在沒有自來水、下水道系統、燃氣或電力的地方，到了1990年還有8億人如此。[30]因此他們住在自己所產生的廢棄物與污染當中（見第4與第5章）。這並不足為奇：從古代開始，大部分城市居民的生活方式就是這樣，連死亡也是這樣。但20世紀有更多人活在這樣嚴峻的狀況下，住在圍繞著城市核心地帶而建、搖搖欲墜的臨時房屋。這些居民通常並沒有臨時房屋的正式擁有權，隨時都可能遭到驅趕，因此他們不願投資時間或金錢來改善附近的環境。市政機關偶爾會有所作為，像是20世紀七八十年代雅伊梅·萊納（Jaime Lerner）市長任內的庫裡奇巴（Curitiba，位於巴西），回收與公共運輸便特別有效率。但多數政府都毫無作為，不是缺乏經費就是漠不關心。快速城市化所造成的環境問題，是人類經歷中最令人絕望的。最糟糕的是污濁不堪的水源與滿是沙塵的空氣，但事情並未就此結束。
想想垃圾與固體廢棄物。在19世紀，各地的城市——或許日本除外——都因垃圾而臭氣沖天。[31]但是當我們討論1870年後的供水與污水處理問題時，西方世界多數的大都會地區也建立了垃圾收集與處理系統。20世紀初，紐約用垃圾駁船將廢棄物傾倒在城市港口外的水域中。其他的城市做法不同，但幾乎都只是把垃圾轉嫁到鄰近的土地或水域以改善城市體質。到了20世紀中期，垃圾與固體廢棄物問題日益嚴重，數量之大讓許多城市無力應付。1950年墨西哥市每天製造大約3000噸垃圾，到了20世紀90年代末期變成當年的三倍。其中至少有1/4堆積在街上、溝渠與溪谷裡。幾乎每個快速增長的城市都會冒出垃圾山，從馬尼拉、馬普托（Maputo）、基多到卡拉奇莫不如此。大街小巷都因為來自家庭或其他來源的廢棄物，而染上一層惡臭且腐蝕的青綠色澤。人口220萬的印度城市蘇拉特（Surat），20世紀90年代初期當地有1/5垃圾未經收集。這成了老鼠的絕佳棲息地，造成1994年鼠疫（bubonic plague）暴發。官方快速響應加上施以四環素治療，才將死亡人數控制在56人。經過這次鼠疫後大感震驚的蘇拉特市，總算開始有效地清理街道及收集垃圾，因此到了1997年已成為印度清潔度排名第二的城市。[32]然而，鮮有其他城市能夠達成這樣的城市奇跡。所幸極差的衛生條件至今仍未造成大規模傳染病，像20世紀之初那樣造成城市人口大幅減少，而這或許也證明了現代醫學的力量。
基礎建設跟上城市化腳步的城市，都能好好收集固體廢棄物並使之遠離人口密集處。第二次世界大戰後紐約把垃圾運到史泰登島（Staten Island），當地那座全球最大的垃圾填埋場於1948年啟用，現已成為一座人類揮霍浪費的高大紀念碑。到了20世紀90年代末，紐約將一車車的垃圾運往其他州，像弗吉尼亞州的填埋場費用就較為低廉。20世紀90年代東京製造的固體廢棄物是墨西哥市的三倍，不過一直沒有出現與垃圾相關的公共衛生問題。日本人有足夠的經費與智慧來發現垃圾更好的用途，有些甚至可以變成建材。[33]
綜合考慮了所有的城市污染與廢棄物問題，我冒險得出以下的年表與結論。富國的城市在快速增長之際遭遇嚴重的衛生問題，但到1940年這些問題均已通過垃圾收集、污水系統與污水處理廠而獲得解決。如此一來它們只剩下來自工業與運輸的污染，但這方面的污染規模持續增長。大約1970年之後（之前黑煙與煤煙的案例），城市開始面臨這些問題，而且常有辦法減輕其強度。就某種程度而言，富裕的城市借由將這些污染轉向下游或下風處的鄰近地區來「解決」問題，但最後證實這種做法並不實際，因為鄰近地區開始學會利用政治或法律手段來防堵。大體來說，城市並未解決那些只會威脅到散漫、缺乏組織或實力不足的社區之污染問題。
富有國家的城市花了大約一個世紀的時間，才針對城市化污染效應做出具有部分效用的因應措施。貧窮國家的城市並未遵循同樣的路徑。在許多案例中，城市的增長速度過快，伴隨而來的經濟增長卻不足以負擔潔淨水源與垃圾處理的費用。西歐、日本與北美（約在1870—1920年）的公共衛生革命來得太晚，巴西與其他南美國家則是不甚完整，而在孟加拉國、巴布亞新幾內亞則是幾乎未曾發生，儘管20世紀90年代當地城市化速度堪稱全球第一。1950年後在世界各地蓬勃發展的臨時搭建的貧民窟，也幾乎未曾出現這樣的革命。[34]因此在20世紀後半期，貧窮城市源自家庭廢棄物的污染持續加重。除此之外，貧窮城市很快便出現來自工業與大量小汽車、卡車與巴士的污染問題。1980年的雅加達，還有1990年的孟買，都面臨了富有國家從未出現的雙重污染負擔（1820—1860年出現的首批工業城市除外）。只有少數社會有能力累積足夠資本，趕在污染惡化前進行相關防治投資。就算在這些地方，執政的精英階級通常也認為隔離污染要比降低污染簡單得多。因此城市依然是污染的集中地，拜疫苗、抗生素及其他公共衛生措施之賜，雖然污染規模更大，但致死率卻遠不及過去。[35]
城市的生態足跡 1900年，城市本身可能佔地表面積僅0.1%，到了1990年已將近1%。[36]然而空間的增加只是其環境影響的一小部分，因為它們的觸角延伸得既遠且廣，引進食物、水源與能源時，有時還會跨越不同大陸。支撐一個城市並吸收其廢棄物所需的空間，用比喻的說法也就是所謂的生態足跡。[37]
數千年以來城市都是生物學上的奇特現象。它們成為適合貓、老鼠、鴿子以及小部分野草的棲息地，但它們也被剝奪了大部分的其他動植物生態。這到了20世紀略有改變。每個像1936年的倫敦那樣設立「綠化帶」（green belt）的城市，或是像20世紀30年代的安卡拉那樣規劃綠色空間的城市，有些反而失去了原本既有的綠色空間，像1950—1990年墨西哥市就是這樣。[38]或許最大的生物變遷，就是馬匹、駱駝、驢子以及其他載重動物從城市中逐漸消失。
相對於生態層面，就體質方面來說，城市常會出現根本的變化。在富有的國家，早在20世紀初便因為有便宜又高質量的鋼鐵而得以興建摩天大樓。電氣化也帶來眾多變化，尤其是電車（1887年發明於弗吉尼亞州里士滿）在19、20世紀交替之際促進了郊區化（suburbanization）。接著車輛取代了馬，巴士也讓電車幾乎絕跡。電氣化、污水系統與自來水讓城市的底層擠滿了隧道、電纜線與水管。歐洲與北美的城市直入天際，向地下發展，同時也在地表上蔓延。在1870年，大部分城市都是靠肌力維繫：所有流通的食物、用水、廢氣與信息都是由人工或馬匹所運送。到了1920年，世界上富有地區的城市（還有少數其他地方）都成了科技網絡交織而成的極度複雜系統。並非巧合的是，它們是現代經濟的發電廠，也是現代主義藝術與文學的溫床。[39]
這波城市建築環境的變化，出現在1880—1940年的富有國家。在短短幾年或幾十年後，這股趨勢也發生在孟買或突尼斯這樣的殖民地城市。為了符合出口經濟的需求，許多殖民地城市都取得了現代化基礎建設——港口、倉庫、鐵路與道路。有些還興建了衛生基礎建設，不過通常只針對城市中歐洲人或日本人所居地區。英屬新加坡便遵照這種模式。新加坡的歐洲區、華人區與馬來區之間的分別造成了民怨，或許也因此導致1960年新加坡獨立後，一心一意要建立一個整齊而衛生的環境。漢城在1910年落入日本統治時，當地髒亂與污染讓日本人大為震驚，不過情況很快便受到控制。[40]
1950年以後，世界上所有地區的城市都日漸擴散到鄰近地區。在美國，1945年後郊區化成了城市生活的主要趨勢。到了20世紀80年，15個大都會區約有2/3人口住在人口密度較低且必需依賴汽車往來的遙遠郊區。便宜的土地、汽車、汽油與房貸再加上聯邦稅法，讓一切更加便宜，造就了這種獨特的美國生活模式。[41]在其他地方，郊區的擴張通常是因為有政府出資的公寓小區，更常見的則是臨時搭建的貧民窟。1990年德裡面積是1900年的13倍，城市擴張過程中吞沒了數百座村莊與無數的農田。僅在20世紀90年代北京就變大了兩倍。[42]不論是優雅的綠地、購物中心或臨時搭建的陋屋，郊區的擴張通常都犧牲了農田。不過當有數億人參與這些帶有重大社會意義的變革，直接納入的土地卻只有數百萬公頃，面積相當於哥斯達黎加或美國西弗吉尼亞州。
然而，城市發展對水源、土地與生命都會帶來翻天覆地的影響，因為城市有其代謝作用。城市引進水、食物、氧氣（以及更多），並排出污水、垃圾與二氧化碳（以及更多）。快速發展的城市就像青少年一樣，新陳代謝要比那些停止生長的城市更快。以香港這個巨大城市每日所需來看，1830年香港還是一個雜草叢生的小村，後來因第一次中英鴉片戰爭（1839—1842年）而落入英國控制達150年，期間香港發展成中國通往外界的主要渠道之一。1900年香港人口為25萬，到1950年逼近200萬。1971年人口達400萬的香港，每天城市代謝所需流量驚人（見表8.3）。香港食物供給有7/8來自外埠，淡水有四分之一引自中國內地，而中國內地則每天接收香港40噸人類排泄物（作為肥料）。要維持像香港這樣的大城市，還有像北京或聖保羅這樣更大、工業化程度更高的城市，在行政或工程方面都是極為浩大的。[43]
表8.3 1971年香港每日代謝作用
數據源：Boyden et al.1981：116–7
注a：Boyden的人數乃假設每人平均體重60公斤計算而得。
香港的雨量相當充沛。要確保其他城市水源供給無虞，則需要更強有力的措施，尤其是對現代城市的物理特性而言。城市的屋頂與道路讓水無法滲入土中，因此增加了地表的徑流。像芝加哥這樣1850年仍是浸在水裡的大草原這種大城市，需要改變四周水路的水文狀況，尤其是洪水機制。這通常需要大規模工程計劃才能應付。[44]1990年墨西哥市使用的水量是1900年的30～35倍，1900年即因含水層水分流失而緩慢下沉，在1940—1985年當地海拔最多下降了7米（各地不均），進而損害建築根基與城市的污水系統。孩子們會頑皮地在井管上標示身高，看看到底是地表下沉得比較快，還是他們的身高長得比較快。到了1960年，墨西哥市必須自墨西哥谷之外徵用地表水源，最後竟造成墨西哥最大淡水湖湖面下降。全球有數百個城市都利用政治影響力來取用遠方的水源，通常犧牲的是生活在內陸腹地的人們、牲畜、作物與魚類。[45]
圖為1909年左右芝加哥圍欄場牛群聚集等待屠宰的景象。1865年當地將圍欄與屠宰場集中在同一地點，產生的廢棄物與內臟造成了特別的污染問題。芝加哥河南部支流將圍欄的廢棄物帶入密歇根湖，直到1900年芝加哥人改變河的流向並將污水導入密西西比河。菲利普·阿穆爾（Philip Armour）便擁有其中一座大型肉類加工廠
發展中的城市也需要木材、水泥、磚頭、食物與燃料。在鐵路時代來臨之前，這些都需要船隻運送，不然就是來自鄰近地區。有了鐵路與卡車之後就可以從遠方取材，但環境效應也因此擴及內陸腹地，進而擴大了城市的生態足跡。到了1900年，芝加哥給北美心臟地帶廣大地區的木材、牲畜、穀物與其他水果帶來了巨大的影響。1916年詩人卡爾·桑德堡（Carl Sandburg）稱芝加哥市是「全世界的殺豬屠夫、小麥的堆高機」，當時那裡每年有1500萬～2000萬頭豬與牛被屠宰成為肉品。北美自得州、俄亥俄州到蒙大拿州這片廣大地區都開始畜養牲畜，因為芝加哥的肉品包裝業者為所有肉品找到了銷售出路。同樣地，芝加哥的穀物交易商也讓大草原變成玉米與小麥種植帶，而芝加哥的木材商則鼓勵了五大湖盆地北方林地的砍伐。少有城市能像芝加哥這樣帶動並加速鄉間生態的轉變，但每個城市都會對四周環境帶來重大影響。20世紀80年代，德裡從700千米之外的森林進口薪柴。大約1990年左右，溫哥華的食物與燃料供應必須相當於該市面積20倍的地區才足以供給。1960年之後，大部分城市都從數千千米外進口汽油：波斯灣成了數千個城市的重要腹地。[46]
結論
在導致20世紀環境變遷的各種因素當中，城市化加上人口增長與遷徙是最強而有力的。在20世紀當中影響了數十億人繁衍行為與地理遷徙的個人與政治抉擇，為環境變遷帶來動力與方向。但這些選擇均未自覺地將環境納入考慮。城市快速發展，並轉變為人口學上足以自立的實體，不但是人類歷史也是環境史上一大轉折點。幾個世紀以來，城市主宰了政治生態與上流文化，但到20世紀已成為人類共同的居住地。這樣的轉變改造了城市本身，而不斷擴大的城市也進化成物資、能源與廢棄物的新組合。城市也重新塑造了大部分的鄉村地區，越來越多的地方為滿足城市人口需求而改變。
城市的擴張源自移民與人口增長。鄉村移民不止移居到城市，有時也遷徙到新的鄉村地帶。他們通常是受到政治計劃的鼓勵或強制，而到新土地上建立新家園。他們帶來新的知識與做法，並將之應用在新環境中，進而造成異常強烈的環境效應。人口增長常被認為是環境破壞的主要原因，但這種說法可能只適用於某些狀況。然而，要精確評估人口增長所扮演的角色幾乎是不可能的，尤其考慮到它在帶動遷徙、城市化、科技變革、政治活動與其他各種事物方面的直接影響。
[1]人口轉型會使生育及死亡率降低30‰～35‰（每年）到10‰～12‰。
[2]Boulding 1964：135–6。身為貴格教派信徒的經濟學家博爾丁（1910—1993），通常並不熱心主張嚴格限制自由。
[3]如果不以地區呈現，而以宗教或人均國民生產總值（GNP）區分，數據就會有所不同。然而因為20世紀中這些指數已大幅改變，因此這樣做並不實際。
[4]Turco 1997：105。螞蟻與我們之比大約為4︰1。
[5]這些數據來自RIVM 1997。
[6]這種計算方式之所以粗淺，有幾個理由。這有關全球總量，且忽略了人口增長有可能發生在二氧化碳排放並未增加且兩者並無關聯的地方。這種計算方式假設兩者間有線性關係，但事實上的確有人口增加數量若低於此則差異不大、高於此則有所差異的臨界值。很遺憾的是，這些變量並不構成符合邏輯的數學關係。
[7]這些數字差異如此之大，原因在於1890年後西歐與美國人口增長趨緩（以全球標準而言），而二氧化碳排放則（相對）較高。在人口增長也相對趨緩的日本與俄國，1880年二氧化碳排放也非常緩慢，因為這兩個國家才剛剛開始工業化。Harrison（1992）針對1961—1988年進行了類似的計算，結論是人口占碳排放增長44%。就這幾年來看，當人口增長達到高峰而碳排放增加趨緩（1975年以後）時所佔比重最高。Ogawa 1991以及Darmstadter and Fri 1992研究了1973—1987年，對人口增長角色的評價更高。在這些年裡，能源效率提升加上每單位能耗的碳排放減少，使得每年碳排放減少1%，但這卻受人口（每年增加1.8%）與經濟增長（每年增加1%）的衝擊而抵銷。這15年間人口增長非常快速，而（至少以1945年後的標準而言）經濟增長緩慢，因此就像Harrison的數據，以自己的標準來說它們的確有所幫助，但就整個20世紀來說並沒有用。相關的其他計算方法包括Raskin（1995），認為人口增長占1950年到1990年二氧化碳排放增長32%；McKellar et al.1998：120–35概述了所有這類計算的缺點。
[8]Lee and Feng 1999概述了中國相當特別的人口趨勢。1978年之後的人口政策，讓1998年原本預估的中國人口數量減少了2.5億人。20世紀60年代增長率將近每年3%，但70年代掉到2%以下。1996年中國每年人口增長率為1.1%。Smil 1993探討了近代中國的污染與人口。
[9]有關爪哇請見Repetto 1986，其中指出（1911—1983年）侵蝕率在人口壓力下增為原來的6倍。有關摩洛哥北部請見Maurer 1968；有關勞工短缺與侵蝕，請見Barker 1995、McNeill 1992b以及Mignon 1981。第1章曾介紹馬查科斯山的故事。有趣的是，20世紀30年代Jacks and Whyte 1939：286–7以日本與爪哇為證（但承認印度與中國為例外），主張密集人口是防止土壤流失的最佳做法！
[10]有關現代人口與水源議題的討論，請見Falkenmark 1996。與我概略的計算結果相比，作者似乎認為人口是個重要因素。如果是這樣，如此的差異可能是因為20世紀90年代人口增長（Falkenmark作品中所隱含的參考點）高於20世紀的平均數字。
[11]有關埃塞俄比亞，請見Campbell 1991、Grepperud 1996以及McCann 1997。馬達加斯加流失400萬公頃森林（1900—1940年），但同時人口卻停滯甚至可能減少。經濟作物（尤其是咖啡）取代了森林（Jarosz 1993）。Kummer 1991：146–9的結論是，近幾十年來人口增長在菲律賓森林砍伐扮演的角色並不重要。
[12]Palloni 1994：160.
[13]Repetto and Holmes 1983試圖以數學證明，人口在自然資源耗竭上所扮演的角色其實很有限。（主要使用20世紀70年代數據。）Myers 1993提出了人口增長「可能主導環境問題」的看法。
[14]這裡的沙漠化指植被覆蓋與土壤中有機質含量逐漸流失。這個過程並不一定是無法恢復的。
[15]Baines 1995；Thumerelle 1996：106–7.
[16]Klein 1995：211.
[17]Zolberg 1997：288.
[18]Treadgold 1957：159–61。Chesnais 1995：221指1801—1914年從俄國歐洲部分越過伏爾加河遷居的總人數為580萬。其中有80%為自願，20%為內部流放。
[19]移民數據來自Polyakov and Ushkalov 1995。Zemskov 1991指出，光是1930—1931年便強制180萬富農移居。Andreev-Khomiakov 1997：27–38對20世紀30年代伐木所造成的破壞有著饒富趣味的描述。
[20]見Geertz 1963。
[21]Knapen 1998.
[22]火耕指農民燒燬森林，然後以灰燼種植作物，收穫一到三年後便遷移到別處重複這個過程。日後他們（或其他農民）可以回到原來地點再加以利用，但必須間隔10～30年時間，這樣土地才有時間長出足夠的植被，火耕時才能釋放出足夠的養分。
[23]Abdoellah 1996；Hardjono 1977,1988；Levang and Sevin 1989。Rich 1994：34–8探討了世界銀行的角色。
[24]請留意這種說法有其限制。巴西與印度尼西亞熱帶森林遭到砍伐，除了移民還有其他原因（見第7章）；這些國家的移民屬於自發性，但官方也有所協助；不論是殖民期間或其後，非洲境內的跨國移民的確將森林變為農田（但程度較不嚴重），尤其是在非洲西部。有關非洲西部森林區的遷徙狀況，請見Cordell et al.1996。
[25]Macfarlane 1997：22.
[26]有關奧地利與巴伐利亞，請見Hohenberg and Lees 1985：259以及Munch 1993。有關中國請見Lee and Feng 1999。這個轉變可能先從日本開始（Hanley 1987）。20世紀80年代的波蘭是20世紀城市人口壽命增長趨勢中少數幾個特例之一，因為當時的嚴重污染造成城市居民壽命較短。
[27]Berry 1990：104–6；WRI 1997：8–9.
[28]有項統計顯示（Clark 1998），到了1996年全球已有半數地區城市化。
[29]Berry 1990、Douglas 1994以及Gugler 1996中有略帶歷史思維的一般性探討。
[30]WRI 1997：152–3有1980—1995相關數據。
[31]Hanley 1987指日本城市早在17世紀便開始收集垃圾。
[32]有關蘇拉特請見WRI 1997：42–3。
[33]有關紐約的垃圾掩埋場（1994年規模為吉薩金字塔體積的25倍），請見Trefil 1994：23。Basu 1992描述了加爾各答的垃圾習性。有關美國的做法，請見Melosi 1981。
[34]Abreu 1988：106,125–6追蹤了里約熱內盧貧民窟的成長與型態；同時請見Pineo and Baer 1998。
[35]Hardoy et al.1993有1990年初期狀況的調查。
[36]Douglas 1994提供了1990年的數字。我計算1900年數字的依據是，城市人口佔全球人口的1/3，大城市人口占1/4，且1900年人口密度略高於1990年。
[37]請見Rees 1992。
[38]《華爾街日報》（The Wall Street Journal,4 March 1993）報導，20世紀50年代墨西哥市樹木覆蓋率為21%，1993年則為2%。有關安卡拉，請見TurkiyeCevre Sorunlarl Vakfl1991：50。
[39]1990年紐約市有7.2萬千米的地下線纜、水管與導管（Konvitz 1985：139）。有關美國與歐洲城市的環境變遷與城市形態，請見Ausubel and Herman 1988、Gugler 1996；Hurley 1997；Melosi 1990、1993；Platt 1991；Relph 1987；St.Clair 1986；Vance 1990以及Whitehand 1987、1992。有關拉丁美洲城市，請見Pineo and Baer 1998。
[40]有關新加坡請見Ho 1997 and Yeoh 1993；有關首爾請見Duus 1995。其他提及殖民地城市的有用研究包括Abreu 1988（有關里約熱內盧）、Coward 1988（有關悉尼）、Kosambi 1986（有關孟買）以及Low and Yip 1984（有關吉隆坡）。
[41]Jackson 1985.
[42]Hardoy et al.1993：115.
[43]Boyden et al.1981。有關北京，請見Sit 1995。
[44]NRC 1992：22。以全球的標準而言，1990年芝加哥是個植被茂盛的城市，總面積只有45%是水無法滲透的。當時馬德里或大馬士革的比例則較之高將近2倍（根據估計）。
[45]有關墨西哥市，請見Ezcurra and Mazari-Hiriart 1996、Pick and Butler 1997以及WRI 1997：64–5。Simon 1997：60–90有生動的細節。Romero Lankao 1999是我寫完這些內容之後發現的一本重要著作。城市取用鄉間水源的情況，最嚴重的是乾旱的亞洲與非洲地區。從毛里求斯到蒙古，可靠的水源供給通常趕不上現代化發展的速度。有關突尼斯對突尼斯鄉間水源供給的影響，請見Omrane 1991。有關撒哈拉沙漠以南的非洲地區，請見Vennetier 1988。
[46]芝加哥的角色在Cronon 1991中有詳細的描寫。芝加哥的家畜圍欄在20世紀30年代減少，最後到了70年代則完全消失。但從1865—1960年（大型精肉業者離開了芝加哥）這些圍欄為少數人賺取了大筆財富，提供了眾多工作機會，並在城市的南部製造了獨特的污染問題。見Roberts 1994：318（關於德裡）以及Rees 1992（關於溫哥華）。