地球人口已经80亿了，为什么没有吃垮食物链？

发布时间：2024-09-18

地球上已经有80亿人口，如果把这些人口的碳总量换算出来，大约是0.06 GT C（即6000万吨碳的总量）。
相较之下，所有野生哺乳动物的碳总量只有0.007 GT C，只相当于人类碳总量的八分之一。
假如所有人类专门以野生动物为食，并且不考虑捕获难度，这相当于每个人能分到七八公斤的肉，仅能满足5到10天的需求。
换句话说，人类仅需5天时间就能吃掉所有的野生哺乳动物。

不过，人类是杂食动物，不仅吃粮食和蔬菜，还养殖了0.1 GT C的家畜。
无论是哺乳动物还是禽类，其碳总量远远大于野生动物和鸟类（家畜和家禽的碳总量是野生动物的11倍）。
尽管如此，这些家畜也只能供给一部分人类食用，以及用来生产奶制品和一些肉类制品。
人类若要完全依赖纯肉食，需将现有的家畜数量增加10倍以上，而如果要依赖野生哺乳动物，则需倍数更高。
考虑到许多野生动物的长生殖周期，实际倍数可能会达到300倍。
因此，单靠地球现有的食物链，无法满足人类的饮食需求。
过去，人类的捕猎行为已经导致许多物种灭绝，这说明人类不仅是一种终食者，而非顶级掠食者，更具有完全颠覆地球食物链的能力。

那么，即使排除人类的因素，地球上的食物链会因资源耗尽而断裂吗？当然不会，因为地球上的生产者占据了主要地位，植物的碳总量高达450 GT C，而所有动物的碳总量仅为2 GT C，占植物碳总量的0.44%。
按照能量传递的比例，只有大约2.2%的植物参与了动物的食物链碳循环。
事实上，植物的大部分碳被分解者利用，细菌的碳总量达到70 GT C，真菌为12 GT C，分别是人类碳总量的1167倍和200倍。
而营养丰富多样的单细胞真核生物也有4 GT C的碳总量，为人类碳总量的67倍。
甚至连病毒的碳总量也有0.2 GT C，是人类的三倍。
人类往往将注意力集中在动物上，认为动物数量巨大，但实际上，节肢动物的碳总量达到1 GT C，是人类的17倍，其中昆虫就占了0.9 GT C，是人类的15倍。
以此来看，其他动物的碳总量如下：鱼类0.7 GT C，环节和软体动物各为0.2 GT C，刺胞动物（原腔肠动物）为0.1 GT C，线虫为0.02 GT C，哺乳动物为0.007 GT C，鸟类为0.002 GT C。
从蓝细菌出现至今已有20多亿年，地球上的生物碳总量逐渐以自养生物为主。
动物和植物不仅是营养关系，更是在15亿年的演化中互相促进。
寒武纪的生物大爆发，前提是海洋植物的繁荣，碳总量足以支撑大量动物种群的出现。
随着动物群体增多，植物减少，掠食者的出现成为必然，这便奠定了食物链的基础。

通常认为，食物链中的能量传递效率约为10%至20%。
如果某一区域的可利用碳量为100%，对于虎鲸、北极熊这样的高营养级动物，其碳总量仅占0.003%到0.07%。
营养级越高，支撑的掠食者数量越少，这也使得庞大的人类数量难以拥有很高的营养级。
人类的营养级为2.21，与猪相当。
重点在于，人类虽然整体营养级不高，但由于数量庞大，直接或间接使用的植物碳总量达0.4至1 GT C。
换句话说，人类尽管营养级不高，但基数庞大的情况下，对于植物和动物的消耗量依然巨大。

如果人类的营养级和虎鲸相当，会出现什么情况呢？当前人口规模下，若要达到营养级5.5，不仅所有动物难以满足需求，甚至所需的植物碳总量也达到2000 GT C，大约需要四个地球的植物资源。
若考虑动物食物链，则需100个地球才能供养。
这时，地球生物碳总量能容纳多少人口呢？若人类仍保持2.21的营养级，利用所有动物食物链涉及的植物碳量，最多可容纳2000亿人口。
若用上所有植物碳量，理论上可供养50万亿人口（相当于每100平方米居住四人）。
但根据当前技术水平，人类可支持的最高人口上限约为1000亿。
这意味着，若不能突破食物加工技术，人口难以超越这个上限。
若未来人类拥有星际殖民能力，那问题可迎刃而解，否则一旦地球因人口过载崩溃，后果将不可预测。

总结来说，当前人类及所有动物距离吃光植物还差得很远。
若所有真菌都能加工成可食用物质，甚至可以完全支撑目前的动物食物链，而不需要细菌的参与。
如此一来，食物链不会因为资源耗尽而断裂吗？恰恰相反，现代的食物链关系经过至少5亿年的反复资源耗尽和崩溃，最终形成了稳定的生态系统。
因此，营养级传递才稳定在10%到20%间。
每一次过载的营养传递，必然伴随着大量个体的死亡，当营养传递趋于稳定，食物链也将表现出相对稳定的状态。
由于最近1万年地球生态系统的稳定，才让人产生了食物链不会因资源耗尽而中断的错觉。
但从200万年前到1万年前的第四纪大冰期，动物因食物链断裂而灭绝并非罕见现象。
长达5亿年的演化史中，生态系统总是处于动态平衡过程，伴随着个体死亡和种群灭绝。
灭绝的动植物数量远超现存种类，这一机制注定了因食物链资源耗尽而灭绝的物种要多于因食物链稳定延续的物种。