我認為過去和現在的人類社會所面臨的最嚴重的環境問題，似乎可分為12種。其中8種在過去已經表現得很明顯，而剩下4種（第5、7、8和10：能源、光合作用的上限、有毒化學物質和大氣變化）則是近年來才愈演愈烈。在這12種環境問題中，前4種涉及自然資源的破壞或消失；接下來的3種關乎自然資源的上限；其後3種是我們生產或轉移的有害物質；最後2種則是人口問題。讓我們從人類正在破壞或失去的自然資源開始討論，即自然棲息地、野生食物資源、生物多樣性和土壤。
1．我們正在加速破壞自然棲息地，或者將其改變成人造棲息地，如城市、鄉村、農田、牧場、公路和高爾夫球場。在那些遭到破壞的自然棲息地中，最引起廣泛討論的是森林、濕地、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轉為其他用途，按照這一速度發展下去，現存森林的四分之一也將在50年內消失。森林的消失是我們人類的一大損失，因為森林能夠提供木材等原材料，還能提供所謂的生態服務，如保護水源、避免水土流失，此外，它與降雨的生成密切相關，是水循環的重要環節，也為大多數的陸上動植物物種提供了棲息地。在本書中，濫伐森林是過去人類社會崩潰的主要因素。此外，如第一章在討論蒙大拿時所提到的，我們關心的不僅僅是濫伐森林和轉為他用，還包括僅存的森林棲息地的結構變化，這一變化使得森林火災的規律也隨之發生變化，森林、叢林和草原發生火災的概率雖然減少，但一旦發生，後果則不可收拾。
除了森林，其他寶貴的自然棲息地也遭到破壞。地球上原始濕地被破壞、傷害和改變用途的程度遠大於森林。濕地不僅對於保持水源質量至關重要，而且具有商業價值，關係到淡水魚類的生存；甚至許多海洋魚類依靠紅樹林濕地為它們提供成長的棲息地。世界上大約有三分之一的珊瑚礁已經遭到嚴重破壞。珊瑚礁相當於海洋中的熱帶雨林，是許多海洋物種的家園。如果按照目前的破壞趨勢繼續下去，到2030年，將會再減少一半。導致珊瑚礁被破壞、損害的原因如下：越來越多的人利用炸藥捕魚；食海藻的大魚被捕光後，海藻過度繁殖，破壞珊瑚礁；珊瑚礁附近的土地被清理或變成農田，導致沉積物和污染物帶到珊瑚礁；海水溫度上升造成珊瑚礁退色。此外，近年來人們也漸漸意識到拖網漁業對一些物種賴以生存的淺海海底造成損壞。
2．野生食物（特別是魚類和少數的貝類）為人類蛋白質攝入提供了一個重要來源。實際上，我們免費就能獲得這類蛋白質（除去捕撈和運輸成本），從而減少對動物性蛋白質的需求，後者我們必須依靠飼養家畜才能得到。當前大約有20億人口，其中大多數為窮人，依靠海洋取得蛋白質。如果野生魚類的儲量能夠很好地管理，那麼數量就不會短缺，永遠有魚可捕。然而不幸的是，由於「公有地的悲劇」1（第十四章）使然，可持續經營魚類資源難以實現，絕大部分具有經濟價值的魚類已經滅絕或正在急劇消減（第十五章）。過去社會如復活節島、芒阿雷瓦和漢德森島都有過度捕撈的問題。
目前水產養殖魚蝦越來越多。理論上，這是生產動物性蛋白質方法中成本最低的一種，大有前途可言。然而，從很多方面來看，當前的水產養殖普遍造成野生魚類數量消減，因為養殖魚類大多以野生魚類為飼料，前者所消耗掉的魚肉超過其自身產肉量的20倍以上。養殖魚類所含的毒素也高於野生魚類。此外，養殖魚類通常為生長快速的品種，這種魚類很難在野生環境下生存（如野生三文魚的生存能力是養殖三文魚的50倍），養殖魚類又經常逃脫，與野生魚類進行雜交，對後者的基因造成嚴重影響。養殖魚類逃脫後還會造成污染和水體富營養化。除此以外，由於水產養殖的成本低於捕魚業，造成低價競爭，迫使出海捕魚的漁民不得不加大捕撈力度，以此來維持收入。
3．有一大部分野生物種、族群和基因多樣性已經消失。依照目前的消失速度，剩下的大部分野生物種也將在半個世紀內滅絕。這些物種中，有的是可供食用的大型動物，還有要麼果實可食、要麼能提供優良木材的植物，對人類而言具有明顯的使用價值。過去一些人類社會，如本書探討的復活節島和漢德森島，由於對資源過度剝削，造成一些物種滅絕，最後也害了自己。
但對於那些細小的、無法食用的物種的消失，人們的反應往往是：「有什麼好關心的？誰會在乎那些討厭無用的小魚小草？什麼螺鏢鱸、虱子草的？為什麼我們不多去關心人類自己呢？」持這種意見的人忽略了一點，整個自然界是由許多野生物種構成，它們無私地為我們人類服務。這些服務如果要由我們自己來完成，就需要付出極大的代價，甚至可能無法做到。消滅這些討厭的小東西通常會給人類帶來巨大的惡果，就好比拔掉飛機身上的許多小螺絲釘。這類例子數不勝數。例如蚯蚓不但能使土壤再生，也可維持土壤的質地（在封閉的「生物圈二號」中，由於缺少足夠的蚯蚓來使土壤再生和完成氣體交換的工作，使得氧濃度下降，損害了生活在裡面的人類的健康。我的一位同事因此無法行走。）有些土壤細菌能夠固定作物必需的氮，如果沒有這些天然養分，我們就得花錢購買化肥；蜜蜂等昆蟲能起授粉作用（它們的服務是免費的，如果用人工的話，花費巨大）；鳥類和哺乳動物會散播野果（例如，我們尚未研究出如何用種子來種植所羅門群島上那些具有極高商業價值的樹種，這些樹種的種子通常通過果蝠傳播，得以散佈到遠方）；鯨魚、鯊魚、熊、狼等海陸主要掠食者日漸稀少乃至絕跡，致使位於它們下方的整條食物鏈發生變化；有些野生動植物能夠分解廢物、回收營養物質，為我們提供清潔的水和空氣。
4．種植莊稼的農田土壤往往受到風和水的侵蝕，土壤流失速率是生成速率的10到40倍，農田土壤流失速率更是森林土壤流失速率的500到10000倍。由於土壤流失速率遠遠大於其形成速率，土壤變得越來越少。例如美國農業生產力極高的衣阿華州，一半的表土在近150年內遭到侵蝕。最近我去衣阿華州訪問的時候，主人帶我參觀一個教堂墓地，能明顯看到土壤侵蝕的痕跡。這個教堂修建於19世紀，位於農田中央。而今教堂依舊，農田卻因為持續耕種，其土壤侵蝕速率遠遠大於墓地土壤的侵蝕速率，因此，現在的墓地形同小島，高出周圍農田10英尺。
人類的農耕活動對土壤造成的破壞還包括土壤鹽鹼化（如第一章蒙大拿、第十二章中國和第十三章澳大利亞所討論的）；土壤肥力喪失（農業生產消耗土壤養分的速度遠遠快於底層岩石風化給土壤帶來的養分補給）；一些地區有土壤酸化的問題，還有一些地區則有土壤鹼化的問題。上述這些有害的衝擊導致全世界20％到80％的農地都遭到嚴重破壞；而人口的增長又使得人類對農田的需求有增無減。土壤問題如同森林消失一樣嚴峻，也是本書所討論的全部過去人類社會消亡的罪魁禍首之一。
下面三個問題與上限有關，它們是能源、淡水和光合作用的能力。每一種上限都非固定不變：我們對所需資源索取越多，為此付出的代價也就越大。
5．世界上最主要的能源是化石燃料，特別是對於工業社會而言。化石燃料包括石油、天然氣和煤。世人對於世界上還有多少大型的油田和天然氣田尚未發現已有很多討論。雖然一般認為煤儲量還有很多，但石油和天然氣的已知儲量只夠再用幾十年。這一講法並不是指地球上的石油和天然氣在那時將全部用光，事實上在地底更深之處，還蘊藏著石油和天然氣，只不過雜質更多，更難開採和處理，而環境清理的代價也更大。當然，化石燃料並不是我們惟一的能源。
6．世界上大多數河流和湖泊的淡水資源都被用於農業灌溉、生活和工業用水，還有航運、捕魚業和休閒娛樂等。尚未被利用的河流和湖泊大多位於偏遠的人煙稀少之地，如澳大利亞的西北部、西伯利亞和冰島。在世界範圍內，地下含水層中淡水資源消耗的速度遠遠大於其自然補給的速度，最後必然導致枯竭。當然，淡水資源也可以通過海水淡化取得，但要將淡化後的海水運到內陸成本會很高且耗費大量能源。因此，海水淡化雖然有助於解決部分地區的淡水問題，但是對世界上大多數缺水地區而言，代價實在太大。在過去人類社會中，阿納薩茲印第安部落和馬雅文明就是毀於缺水問題。而今天，世界上仍有10億人無法得到可靠安全的飲用水。
7．初看之下，太陽光似乎是無限的，因此有人可能會認為地球養育作物和野生植物的能力也同樣無窮。在過去20年裡，我們知道實際情況並非如此，如植物很難在北極和沙漠地帶存活，除非不惜血本地供應熱能和水。一般而言，每英畝植物進行光合作用所需要的太陽能是固定的。因此，植物生長取決於溫度和降雨。然而，當溫度、降雨和日照的條件都滿足後，即使植物能夠完全吸收陽光，不浪費任何一個光子，植物的生長還是會受到形狀和生化功能的限制。在1986年，科學家已經開始計算地球光合作用的上限，估算出人類當時已經有效利用（如栽種作物、種植樹木和用於高爾夫球場等）或浪費（陽光照射在路面或建築物上）地球光合作用能力的一半。隨著地球人口不斷增加，人類對環境的衝擊也日益加大（見下文第12點）。從1986年以來，人類有計劃地將地球光合作用能力進行最大化利用。也就是說，陽光帶來的大部分能量都已被人類利用，留給天然林等自然界植物的已所剩無幾。
接下來的三個問題涉及有害物質，有的是人為產生的，有的四處移動：有毒化學物質、外來物種和大氣氣體。
8．化學工業與其他製造業在製造過程中會產生或排放出許多有毒化學物質到空氣、土壤、海洋、湖泊和河流之中。有些「非自然」的有毒化學物質只能通過人工合成產生，有些則微量存在於自然界（如汞）或在生物體內合成。然而，人類合成、排放的化學物質要多於自然合成的化學物質（如荷爾蒙）。蕾切爾·卡森在1962年出版的《寂靜的春天》一書最先揭露了殺蟲劑、農藥和除草劑這些有毒化學物質對鳥類、魚類和其他動物的危害，從而引起社會大眾的廣泛關注，我們這才發現，有毒化學物質對人類自身的影響遠大於對其他生物的影響。罪魁禍首不只是殺蟲劑、農藥、除草劑，還有汞和其他金屬、耐火化學材料、冰箱製冷劑、清潔劑和各種塑料成分。我們可能通過飲食、呼吸和皮膚的吸收將有毒化學物質帶入我們體內。它們通常在濃度很低的情況下就會引發胎兒畸形、智能障礙等問題，並對免疫和生殖系統造成暫時性或永久性傷害。有些化學物質還會導致內分泌紊亂，也就是說，通過模仿或阻斷性激素的作用來干擾我們的生殖系統。過去幾十年來，即使將一些社會晚婚的現象考慮進去，人類精子數量的急劇減少與不孕問題的增加很可能與有毒化學物質有關。此外美國每年因空氣污染造成的死亡人數保守估計有13萬人。
很多有毒化學物質在生態環境中分解速度極慢（如DDT和多氯聯苯），有些甚至完全不會分解（如汞），這些化學物質長期存在於環境中。美國許多地方都遭到環境污染，所需清理費用多達幾十億美元（如拉夫運河、哈德遜河、契沙比克灣、埃克森·瓦爾迪茲號漏油事件和蒙大拿的銅礦等）。然而，前蘇聯、中國和很多第三世界國家採礦場的污染問題要比美國上述地區嚴重得多，清理費用高到無法想像。
9．「外來物種」這一名詞是指我們有意或無意將某一物種從原生地轉移到非原生地。有些外來物種顯然有很高的價值，如作物、家畜和庭院植物，但有些外來物種則對當地的本土物種造成很大的傷害。如果本土物種在演化過程中沒有接觸過這些外來物種，那麼遇到外來物種入侵時，就不知道如何防禦，從而被外來物種捕食、寄生、感染，甚至在生存競爭中敗下陣來（如人類剛與天花或艾滋病過招時，就難以抵禦）。這種外來物種入侵的例子數以百計，有的只入侵一次，有的年年來，造成的損失多達幾億甚至幾十億美元。現代例子有澳大利亞的兔子和狐狸；對農業造成危害的斑點矢車菊和乳漿大戟（參見第一章）；侵害樹木、作物或家畜的害蟲和病原體（如造成美國的栗樹和榆樹枯萎）；堵塞水道的水葫蘆、阻塞自來水廠水管的斑紋蚌，以及損害北美大湖區漁業的八目鰻等（參見圖30、31）。古代例子則有被引進到復活節島和漢德森島等太平洋島嶼的老鼠，這些地區以前沒有老鼠，所以老鼠到來後將當地棕櫚樹的堅果啃噬一光，造成棕櫚樹的滅絕。而島上的雛鳥和鳥蛋也遭受到相同的厄運。
10．人類活動所產生的氣體排放到大氣層後，有的破壞了保護地球的臭氧層（如以前被廣泛使用的冰箱製冷劑），有的造成溫室效應加劇全球氣候變暖。導致全球變暖的氣體有燃燒和呼吸作用所產生的二氧化碳、反芻動物腸胃發酵作用產生的甲烷等。當然，天然火災和動物呼吸作用總是會產生二氧化碳，而野生反芻動物也會製造甲烷，但是人類燃燒柴薪和化石燃料大大加劇了二氧化碳的生成，人類大量養殖牛羊也加劇了甲烷的生成。
多年來，科學家們一直在爭議全球變暖的真實性、成因和程度：當前全球氣溫是否創下歷史最高？如果是的話，比以前高出多少？人類是否是罪魁禍首？儘管氣溫每年都有起伏，需要經過複雜的分析才能得出全球變暖的結論，然而近年來大氣層增溫速度之快非比尋常，人類活動即使不是惟一的原因，也是主要的原因。目前還不能確定這對未來的影響有多大？例如，在下一個世紀，地球氣溫是「只」升高1.5攝氏度，還是5攝氏度？這些數字可能聽起來沒有什麼大不了，但是要知道上一次冰河期全盛時期的全球平均溫度也只不過比現在低5攝氏度。
有人可能會認為全球變暖是件好事，因為氣溫上升意味著植物可以生長得更快。事實上，全球氣候變暖的影響好壞參半，在原本氣候寒冷的農區邊緣地帶，作物產量可能會因此上升；而在溫暖或乾燥的地區，作物產量反而會下降。在蒙大拿、加利福尼亞等氣候乾燥的地區，山上的積雪會因此減少，影響這一地區的生活用水和作物灌溉。氣候變暖使得冰雪大量融化，引起全球海平面上升，這將會使人口密集、地勢低平的沿海平原遭受到洪水的襲擊，引起海岸侵蝕。世界上很多地區都面臨著這種威脅，如荷蘭大部分地區、孟加拉國、美國東海岸、大多數的太平洋島嶼、尼羅河與湄公河三角洲、英國的沿海和沿河城市（如倫敦）、印度、日本和菲律賓。全球氣候變暖還會帶來影響深遠、但事先很難預測的次級效應，如北極冰蓋的融化使洋流循環發生改變，從而進一步加劇氣候變化問題。
最後兩種問題與人口增長有關。
11．世界人口不斷增加。人口越多，需要的食物、空間、水、能源等資源也就越多。世界各地人口增長率和人口組成的變化很大，有些第三世界國家每年人口增長率達4％或更高，而有些第一世界國家每年人口增長率卻只有1％或更低，如意大利和日本。還有一些面臨嚴重公共衛生問題的國家，甚至出現人口負增長（即人口減少），如俄羅斯和艾滋病橫行的非洲國家。雖然每個人都認為世界人口在不斷增加，但年增長率已不像一二十年前那麼高。世界人口是否超過某一限度（如當前人口數的兩倍？）後就會趨於穩定？這樣的話又需要多少年（30年？50年？）才能達到穩定狀態，還是人口仍舊持續地增長？對此，目前尚無定論。
人口增長具有長期積累的慣性，即所謂的「人口膨脹」或「人口慣性」。也就是說，近年來人口增加導致兒童或正值生育年齡的年輕人的數量高得比例失調。假設世界上每一對夫妻都在今晚決定只生兩個孩子，從長遠來看，這些新生兒的數量正好取代他們最終會死亡的父母的數量（實際上，如果算上不生育的夫妻和不婚族，平均應該是2.1個孩子）。然而，目前處於生育年齡和即將進入生育年齡的人口數，大於老年人和過了生育年齡的人口數，因此世界人口還會繼續增加70年左右。近幾十年來，人口增長問題越來越得到重視，還出現了「人口零成長」之類的運動，以減緩或抑制世界人口增長。
12．問題的關鍵並不單單在於人口數量，最主要還是人類對環境造成的影響。如果全世界60億人口被冰凍起來，不吃喝、不呼吸，也無任何新陳代謝，那麼人類就不會造成任何環境問題。然而，實際上我們每個人都在消耗資源和產生廢物。對此，不同地區造成的影響是不同的。第一世界國家最高，第三世界國家則最低。美國、西歐和日本平均每人消耗的自然資源，如化石燃料等，要比第三世界國家的居民多32倍，而產生的廢物也要多32倍（參見圖35）。
然而，對環境影響較小的人群正在加大對環境的衝擊力度，其原因有二：一是第三世界國家生活水平不斷提高，渴望擁有第一世界的生活方式；二是第三世界人民由於政治、經濟或社會問題，紛紛通過合法或不合法的方式向第一世界移民。這些來自對環境影響較小的國家的移民正在成為美國和歐洲人口增加的主力。基於同樣的理由，當前世界上最重要的人口問題並非是肯尼亞、盧旺達等貧窮的第三世界國家高人口增長率，儘管它對這些國家而言的確是一大問題，也最常被討論。目前最重大的人口問題是第三世界國家生活水平的提高，以及前往第一世界國家移民人數的增加，並且過著第一世界的生活，這一切使得全體人類對環境造成的影響大大加劇。
許多樂觀主義者認為，地球可以支撐的人口是目前總人口的兩倍。但是，這些人只想到人口數量的增加，並沒有將人均環境影響考慮進去。在我認識的人當中，沒有一個人認為地球能夠支撐目前人類對環境所造成的影響力的12倍。雖然隨著第三世界居民紛紛向第一世界的生活水平看齊，人類對環境的衝擊正變得越來越大。（我在上文提到的是32倍，而這裡用12倍是因為第一世界居民已經過上對環境影響較大的生活方式，儘管第三世界人口要比第一世界來得多）。即使第三世界國家中只有中國達到第一世界的生活水平，其他地區維持不變的話，人類對環境的影響仍然要翻上一倍（參見第十二章）。
第三世界人民對第一世界的生活水平充滿憧憬，而電視裡充斥的第一世界商品廣告以及同前來觀光的第一世界遊客的接觸又進一步加深了他們的嚮往。甚至在偏遠的鄉村和難民營，人們也知道外面的世界。第三世界人民也得到第一世界和聯合國發展機構的鼓勵，採取正確的政策實現夢想，如國家預算達到平衡、增加對教育和基礎設施的投資等。
然而，無論是聯合國還是第一世界國家的政府，沒有人願意承認這個夢想有實現的可能性：假使人口眾多的第三世界居民都達到第一世界的生活水平，地球將無法承受；但是，第一世界國家也不能因此而阻止第三世界國家和地區的發展進程，韓國、馬來西亞、新加坡、香港地區、台灣地區和毛里求斯已經達到或是接近第一世界的生活水平，而中國和印度正在努力奮起直追。15個富裕的西歐國家正準備將10個相對貧窮的東歐國家也納入歐盟，以幫助他們提高生活水平。即使第三世界不存在人口問題，第一世界國家也不可能一直維持目前的生活方式，因為本國資源和從第三世界進口的資源正在逐漸減少。現今第一世界國家的領導人也不可能提議自己的國民降低生活水準，以減少資源損耗和廢物產生。此外，如果第三世界國家意識到自己已不可能達到第一世界的生活水平，而第一世界國家又拒絕放棄原有的生活方式，那又會如何呢？人生本來就充滿痛苦的權衡抉擇，但我們必須解決這個最殘酷的難題：該如何鼓勵、協助所有人達到更高的生活水平，同時又不過度剝削地球資源以降低生活水平。