人类种群密度增加与能源耗用

武夷山

Scientific Reports杂志2017年第7卷3月号发表美国北卡大学教堂山分校生物系的博士后J.R.Burger及两位智利学者V. P.Weinberger（在读博士生）和P. A.Marque（生态学教授）合写的文章，Extra-metabolic energy use and the rise in human hyper-density（超代谢水平的能源耗用和人类种群密度的剧增）。原文见https://www.researchgate.net/publication/314155752_Extra-metabolic_energy_use_and_the_rise_in_human_hyper-density。

文章摘要说：

     人类像其他所有生命体一样，也受到基本生物物理定律的制约。Van Valen曾预测说，由于零和动力学，给定环境中所有物种的所有种群平均说来耗用同样多的能量。Damuth提出的energetic equivalence rule（能量当量规则）支持Van Valen的猜想，该规则指出，单位面积里具有较高代谢率的少数大动物与能量需求较低的大量小体型动物之间存在着此消彼长的关系。我们利用代谢尺度理论，比较了人类社会和其他陆地动物在种群密度和个体能耗上的差异。我们发现，人类早期的狩猎-采集者的种群密度(博主：指在一定空间范围内同种生物单位面积或体积中的个体数量)比体型大小与人类似的其他哺乳动物的平均种群密度要低。相形之下，当代多数人聚集在大城市里，其种群密度比古代狩猎-采集者要大4个数量级，而单位面积的能耗要比古代狩猎-采集者大两个数量级。如今，对于全世界的城市，单位面积的能耗比单位面积的净初级生产力（博主：初级生产力（Primary Productivity）是指绿色植物利用太阳光进行光合作用，即太阳光+无机物质+H₂O+CO₂→热量+O₂+有机物质，把无机碳（CO₂）固定、转化为有机碳（如葡萄糖、淀粉等）这一过程的能力）要大。也就是说，需要消耗大量的能源和材料才能维持当代人类超密集聚集的生活方式。现代城市与自然界的代谢断裂基本上是靠化石能源的消耗来弥补的，这就对人类可持续发展提出了巨大的挑战，因为人类仍在迅速推进城市化，而地球的能源资源蕴含量是有限的。

博主：

    由于本人非专业人士，对该文摘要原文的理解、术语的翻译等很可能不尽准确，请专家指正。

迄今为止，人口是经济增长的重要推动力。有学者曾对世界上唯一的两个准封闭的（从人口迁徙的角度而言）经济体----前苏联和朝鲜做过研究，发现两国的经济增长与人口水平强相关。人类迄今没有对外太空移民，整个地球也是一个人口封闭系统。到目前为止，地球总人口一直是增长的，从未出现过人口下降的情形。假定全球人口出现负增长，假定针对苏联和朝鲜的那项研究的结论可以外推到全球，那么全球的经济总体上必将随着总人口的下降而无情地衰退,这将是极其可怕的事。好吧，那我们就假定，从经济增长的动力来说，仍需要人口增长。但地球面积有限，人口增长必然要求进一步城市化，增加人口密度，于是带来能源、资源的耗竭性使用，带来生态危机。

人口不增加不行，能源资源过量消耗也不行。人类迄今不知道出路何在。