曾经有将近1万年的时间，我们的世界似乎广阔得无法想象，辽阔的土地和海洋提供无穷无尽的资源，人类可以恣意污染，而且只要迁徙到其他地方，就能轻松愉快地逃避污染造成的区域性影响。人类挥霍着仿佛用之不竭的财富，建立起帝国和经济体系，从来没有想过这样的恩典会有消失的一天。
　　人口突然加速增长、资源消耗殆尽和环境损害已经改变了地球。我们现在居住的是“客满”的世界，资源有限，吸纳废弃物的容量也是有限的。居住在这样的世界必须遵守的规则也不一样。最基本的，我们必须采取行动，确保我们的活动不要超出目前环境系统的“安全运作范围”。如果不改变生活方式，我们将造成灾难性的变化，最后酿成全人类的悲惨结局。
　　那么又是什么因素造成这些变化?我们该怎么避免?
　　目前有3项问题已经超过底线，分别是生物多样性丧失、氮污染和气候变迁。
　　
　　化石燃料引发危机
　　
　　探究是什么原因造成目前最急迫的环境问题，可以提供一些解决问题的线索，有一个成因是大家隔离能详的，因为人类使用化石燃料，将二氧化碳排数到大气中。
　　气候变迁，尽管地球已经随了人类造成的显著暖化，而且暖化还会更严重，科学家和政策制定者仍在寻求方案，避免出现最严重的后果，包括两极冰原融化、淡水供应枯竭，以及地区气候系统崩溃等。目前大气中的二氧化碳浓度已经高达387毫升／立方米，但温室气体浓度究竟要达到何种程度，才会使气候变迁具有危险性，目前仍有争议。一般的建议值为350毫升／立方米～550毫升／立方米的二氧化碳当量。
　　海洋酸化。海洋持续酸化是气候变迁中较不为人知的连带反应。随着大气中的二氧化碳浓度提高，有更多的碳溶于水中，形成碳酸，使海洋表面酸性更强。海洋在自然状态下为碱性，pH值大约是8.2，但数据显示目前海洋的pH值已经降低到8.0左右，而且还在持续下降。我们的团队通过在海洋表面层形成的霰石减少幅度，来量化海洋酸化造成的损害。许多生物都依靠霰石形成骨架或外壳。酸性提高可能严重影响海洋生态系和食物网，因此也是促使各国朝低碳能源发展的强力诱因。
　　
　　生产粮食付出的代价
　　
　　人类已占据地球上35％的陆地来种植谷物和饲养牲畜，农业规模扩大也成为人类继续开垦新土地，破坏自然生态系统的主要动机。由于人类的土地利用方式，有几项地球底线正濒临失守的危险：
　　生物多样性丧失。土地开发已造成地球历史上规模最大的物种灭绝。与地质记录中的自然速度相比，目前的物种土地开发已造成地球历史上规模最大的物种灭绝。与地质记录中的自然速度相比，目前的物种消失速度快了100倍～1000倍。在全世界的陆地与海洋生态系统中，物种消失速度都面临相同的状况，如此一来可能影响区域性与全球的生态过程。生物多样性保护工作，尤其是在敏感的热带森林，需要大众给予更多关注。一些新的行动，例如联合国为减少开垦热带森林筹措资金的“减少森林伐除与退化导致的碳排放”项目，则可同时解决生物多样性丧失及碳排放两种问题，而且成效可能会相当不错。
　　氮与磷污染。工业肥料广泛使用，已扰乱地球的化学作用。使用肥料已使整个环境中的氮与磷容量提高了1倍以上，而且每年增加的氮总量为1亿3千万吨，磷总量为1千万吨。这两者的流量已造成各地的水污染，使许多湖泊与河流水质恶化，形成大片缺乏氧气的“死区”，破坏沿岸地区的海洋。我们需要新的农业技术来提高粮食产量，但也必须维护环境。
　　淡水枯竭。全世界人类每年南河流、湖泊和地下水层抽取的水多达2/6兆立方米，用途包含灌溉(占70％)、工业(占20％)和家庭用水(占10％)。结果使许多大河变成细流，有些河流甚至完全干涸。最具代表性的几个例子包括现在已经流不到海洋的美国科罗拉多河，以及中亚地区观在大部分已经变成沙漠的成海。未来的淡水需求可能十分庞大，大幅改善全球水资源的运用效率，尤其是在灌溉方面，应该有助于避免更严重的水资源匮乏。