朱利安·雷因戈尔德

Mongabay网站

2025年11月4日

 

通过将卫星、无人机和地面数据与人工智能驱动的分析相结合，地球观测系统现在可以为人类驱动的关键环境影响提供米级（或更精细）的见解。图片由世界经济论坛提供。

 

• 最近的一份报告强调了十项新兴技术，这些技术具有加速气候行动、恢复生态系统和在安全的地球边界内推动可持续创新的潜力。这些技术包括人工智能支持的地球观测、自动化食物垃圾升级再造、绿色混凝土等。
• 地球观测中的创新人工智能改进可以更好地识别和跟踪人为造成的环境影响，并为行星边界超调提供改进的预警警报。此类系统使用人工智能驱动的分析来综合卫星、无人机和地面数据，以获得近乎实时的结果。
• 人工智能和自动化还可以协同工作来管理全市范围内的食品废物计划，确保食物残渣从垃圾填埋场或焚烧中转移，从而减少碳排放并减少浪费。
• 另一种技术解决方案是绿色混凝土，它不仅可以减少传统水泥生产的排放，而且当纳入基础设施建设时，可以为捕获的二氧化碳提供永久的储存场所。

 

在一个充斥着可怕的环境新闻和似乎缺乏可推广解决方案的世界中，最近的一份报告重点介绍了十项突破性技术创新，这些创新可以加速全球应对气候变化、恢复生态系统、建立长期复原力和改善地球健康的努力。这份首份报告由世界经济论坛和开放科学出版商尖端科学研究并发布。

波茨坦气候影响研究所所长兼前沿星球奖 100 人评审团主席约翰·罗克斯特伦表示：“从清洁能源和资源效率方面的突破，到材料、农业和生态系统恢复方面的创新，这些解决方案有可能解决和减轻地球边界侵犯的关键驱动因素。”

罗克斯特伦指出，当然，没有一种技术可以解决人类面临的复杂环境挑战，但一套新兴技术提供了在地球安全运营空间内改变经济的新方法。

本文重点介绍的三种技术解决方案包括：及时和具体的地球观测（通过人工智能数据合成进行）、自动厨余升级再造（将废料转化为有价值的资源）和绿色混凝土（改变全球建筑）。

报告中发现的其他七种技术解决方案是精密发酵（用于制造无动物成分的蛋白质）、绿色氨生产（用于合成肥料制造脱碳）、甲烷捕获和利用（将强效温室气体转化为宝贵资源）、下一代双向充电（使存储的电池电量更加灵活）、模块化地热能（扩大可再生热能和电力）、再生海水淡化（回收损失的资源并提供清洁水）和土壤健康技术融合（使用传感器、微生物和人工智能恢复土壤健康）。

“技术在帮助我们建设一个更加可持续的未来、适应气候变化的后果以及修复已经对地球及其生态系统造成的伤害方面发挥着至关重要的作用，”世界经济论坛地球技术负责人海伦·伯德特告诉 Mongabay。她还指出，虽然必须谨慎对待技术在保护和修复地球系统方面的作用，但人类可以通过依靠现有和新兴技术来认识到其前进的最佳道路。

及时、具体的地球观测：近乎实时的高分辨率跟踪

在支持地球健康的十项新兴技术中，有一项脱颖而出，因为它的进步状态以及更快地跟踪和查明正在进行和不断升级的地球变化（包括洪水、干旱和毁林事件）的能力。

新一波的地球观测工具正在缩小地球系统的知识差距——从粗略的低分辨率快照转向高分辨率、近乎实时的行星变化视图。

卫星、无人机和地面数据可以通过人工智能驱动的分析进行综合，使地球观测系统能够提供有关降水、土壤湿度、植被健康和土地利用动态等关键环境和人类影响效果的米级观察（甚至更精细的分辨率）。这些条件都直接影响多个地球边界，包括气候变化、土地系统变化、淡水利用、生物圈完整性和生物地球化学流动。

随着它们的上线，这些新的数据系统将为科学家提供前所未有的能力，在极端气候风险时期测量关键变量并为有关农业和灾害响应的决策提供信息，并监测和查明正在进行的毁林的驱动因素。

新兴技术与地球边界的一致性。图片由波茨坦气候影响研究所与世界经济论坛提供。

意大利佩鲁贾地质水文保护研究所的卢卡·布罗卡表示，先进的地球观测平台已经在实施中。在一封电子邮件中，他向 Mongabay 提供了两个真实世界的例子：“由欧洲航天局运营的哥白尼卫星观测计划，[该计划]可以监测欧洲任何地方的洪水，以及‘全民预警'计划，[该计划]在几乎无法访问互联网的非洲偏远地区非常有用。”

该解决方案可以预测洪水和山体滑坡，管理精准农业的灌溉，并跟踪人类与受水坝建设和灌溉影响的水力系统的相互作用。

在韩国首尔，95%的食物残渣通过自动化驱动的全市食物垃圾计划从垃圾填埋场或焚烧中转移出来。图片由世界经济论坛提供。

自动化厨余升级再造

自动化厨余升级再造可以通过将用于厌氧分解的食物残渣转移到垃圾填埋场，并通过堆肥和沼气系统进行回收，从而减少甲烷排放。

这项技术结合了人工智能和自动化，还可以通过使食物垃圾（有机物和植物养分）返回土壤系统来支持养分循环——增加土壤碳而不是通过废弃而造成损失，同时减少对石化合成肥料的需求。

此外，“减少 [食物垃圾] 分拣厂中的人为成分可以对工人的健康产生积极影响，”西班牙国家研究委员会的玛丽亚·皮拉尔·伯纳尔在接受电话采访时告诉 Mongabay。“我们可以通过将近红外传感器与人工智能和机器学习引导的机械臂相结合，消除费力、低效的手工分类，”她指出。尖端的“机器人技术分离出比人眼可见的更小的元素，”她补充道。

这项技术可以将食物垃圾与塑料垃圾进行分类和分离，减少进入垃圾填埋场的塑料和有机物，生产优质农业堆肥（不含全氟烷基永久化学物质和塑料中常见的其他毒素），同时帮助减少甲烷、二氧化碳和一氧化二氮的排放。

绿色混凝土不仅可以消除传统水泥生产中的排放，还可以为捕获的CO2创造一条永久的储存路线。图片由世界经济论坛提供。

绿色混凝土

混凝土是地球上使用最广泛的建筑材料，其关键粘合成分硅酸盐水泥的生产约占全球二氧化碳排放量的8%，并推动了对采砂的不可持续需求，从而剥离河床和海岸线并破坏生态系统。

新型无水泥绿色混凝土技术通过完全消除硅酸盐水泥，而是使用来自工业副产品或建筑和拆除废物的粘合剂，提供了一种可持续的替代方案。

绿色混凝土技术可在养护过程中实现CO2矿化，其中CO2被主动引入并封存到混凝土基质中，从而在新建的基础设施中为捕获的CO2提供了永久的储存路线。

这些进步还减少了对原材料开采的需求，并缓解了至少四个地球边界的压力——气候变化、土地系统变化、生物地球化学流动和新实体。

世界经济论坛报告指出，绿色混凝土结构和生命周期评估表明其耐久性、高再利用潜力和显着减少的排放。该解决方案的各种方法已在德国、加拿大、美国和其他地方获得监管部门的批准。

人工智能可持续发展的机会和权衡

如前所述，拟议的十种技术解决方案中有几种是通过人工智能组件增强的。但世界经济论坛董事总经理杰里米·尤尔根斯指出，人工智能为社会带来了机遇和权衡。“建造数据中心来为人工智能提供动力需要能源、水和当地社区的支持，”他说。

世界经济论坛董事总经理杰里米·尤尔根斯在迪拜举行的全球未来委员会和网络安全年会上。图片由世界经济论坛提供。

“同时，该技术可以通过提高其他流程的效率来帮助保护地球，例如提高运输、冷却和制造业的能源利用效率。”尤尔根斯指出，人工智能已经“提高了农业产量，监测了非法毁林[和]采矿，并加速了科学发现”。

他警告说，随着人工智能利用的迅速扩大，整体方法对于确定如何最好地为数据中心高效生产能源、重复利用水和支持当地受影响的社区至关重要。这种方法并不是为了减缓创新，而是为了确保其可持续性。最后，确保科技公司、政府和受影响社区之间进行公开透明的对话非常重要。

尤尔根斯指出，世界经济论坛的人工智能治理联盟倡议旨在促进负责任地使用能源，并缩小阻碍人工智能充分实现更绿色、更实惠和安全的能源未来的差距。

“关键是从一开始就将环境因素纳入人工智能开发，”他说。