人类对地球影响的定量快照

如果你在世界任何一个大城市，从附近的快餐店买一个便宜的汉堡包可能很容易。但你可能没有意识到，那个廉价汉堡里的肉实际上可以说明人类如何塑造地球的宏大叙事。从用于饲养牛肉的土地，到用来喂养这些牛的水，再到用于将牛肉运输到世界各地的燃料，人类的进步使我们能够轻松购买汉堡——以及，就此而言，跳上飞机，给手机充电，参与构成我们日常体验的众多活动——这些都改变了生物圈。

现在，加州理工学院的研究人员开发了一个数据库，其中包含有关人类如何影响地球的全球数据。人类 影响数据库 旨在供科学家、政策制定者和普通公民访问，提供的信息范围从全球塑料生产(每年 4 x 1011 公斤)到地球上的牛数量(约 16 亿头)，再到全球年平均海平面上升(每年约 3.4 毫米)。这些数据分为五个主要类别：水、能源、动植物、大气和生物地球化学循环以及土地。其中还包括 20 个子类别。在可用的情况下，该数据库包括时间序列，以帮助说明这些数字多年来是如何变化的。

该项目在 生物物理学、生物学和物理学教授Rob Phillips 、Fred 和 Nancy Morris 的实验室进行;由前研究生 Griffin Chure (PhD '20) 和 Rachel Banks (PhD '22) 领导。一篇描述这项研究的论文发表 在 8 月 3 日的《模式》杂志上。

该团队希望通过获得有关人类影响的简单数字，公民和科学家都可以对世界的运作方式产生基于数据的直觉，并做出更明智的决定。

“例如，一位朋友给我发短信询问如何比较奶牛和肉牛的影响，”丘尔说。“我们可以使用我们的数据库计算出，在土地需求、温室气体排放和用水方面，肉牛每卡路里的影响是五倍或更多。我们真的希望这个数据库对试图做出决定的普通公民和思考政策的人都有用。无论你是公民还是科学家，我都认为掌握数字知识是获得信息的先决条件。”

该项目在全球范围内关注人类影响，而不是按国家或地区分类。

“在大多数情况下，我们提供全球价值，”班克斯解释道。“我们还从各种不同的资源中获取数据：科学论文、政府和政府间报告，以及某些情况下的行业报告。我们努力查看这些报告的一致性。如果我们有多个来源，我们会报告一个数字的多个值，以便让我们更好地了解该值的确定性。”

建立包含物理和化学关键量的数据库的科学有着悠久的传统。受这项工作的启发，2009 年，Phillips 和以色列魏茨曼科学研究所的合作者 Ron Milo 开发了网站 BioNumbers，这是一个公开的网站，研究人员可以在该网站上从科学文献中找到生物学各个方面的定量数据，例如数字参与特定生化过程的蛋白质。人类影响数据库为研究人类与陆地、海洋和大气相互作用的多种方式带来了同样的动机。

在他的博士工作期间，丘尔经常提到 BioNumbers，但他意识到拥有一个专门用于量化人类活动如何影响行星规模过程的数据库会很有用。他在 2020 年 COVID-19 大流行的最初几个月开始开发人类影响数据库，该项目对他的影响比他预期的要大。

“从个人的角度来看，这个项目彻底改变了我的生活。它改变了我的科学方向，”丘尔说。“我有信心，我将在余下的科学生涯中专注于人类如何改变生物学。例如，考虑到我们倾倒到沿海流域的大量氮和磷以及它们如何改变这些生态系统的微生物组成，再到我们如何人工进化鸡以使其肉的生长速度超过它们的骨骼所能承受的速度。从个人的角度来看，这真的重新聚焦了我关心的事情，以及我认为我可以做些什么来产生影响。”

团队强调数据库并不全面或详尽;他们计划随着新数据的出现不断更新这些数字。

“在我看来，理解的根源是 计算能力：一旦你掌握了数字，就会清楚问题是什么，哪些事情很重要，哪些事情不那么重要，”菲利普斯说。“查尔斯·达尔文曾经说过，算术给人一种‘第六感’。人类影响数据库是在伟大的人类实验背景下向第六感提供连贯邀请的第一步。”

该项目的部分资金来自 加州理工学院的雷斯尼克可持续发展研究所。“人类影响数据库等项目是一种独特的资源，可以帮助专家和公众更清楚地了解人们影响地球的各种方式，”RSI 项目执行主任 Neil Fromer 说。“支持该工具的开发，以及 Resnick 可持续发展研究所在校园内支持的其他令人难以置信的研究，对于履行我们教育和告知人们他们对世界的影响以及为这些影响所带来的问题提供解决方案的使命至关重要。造成。”

这篇论文的标题是“Anthroponumbers.org：人类对地球影响的定量数据库”。Chure 和 Banks 是该研究的主要作者。除了 Phillips，加州理工学院的其他合著者还有博士后学者 Avi Flamholz，以及研究生 Nicholas Sarai 和 Ignacio Lopez-Gomez。其他合著者是 Chan-Zuckerberg BioHub 的 Mason Kamb，以及以色列魏茨曼科学研究所的 Yinon Bar-On 和 Ron Milo。资金由加州理工学院的雷斯尼克可持续发展研究所和魏茨曼科学研究所的施瓦茨-赖斯曼合作科学计划提供。

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