继续排放温室气体，特别是通过燃烧化石燃料释放二氧化碳，极有可能进一步推动广泛的气候变化，预计将对大部分国家造成严重的负面影响。三种防患于未然的策略可能有助于减少气候变化的风险：其一为减缓，即减少排放；其二为适应，即通过提高应对气候变化能力来减轻气候变化的影响；其三为实施地球工程，即慎重地干预地球系统的物理、化学或生物质反应过程。

一 地球工程的内涵

地球工程，指的是通过人为对地球系统的物理、化学或生物特质反应过程等进行干预来应对气候变化，减少并有效管理气候变化带来风险的工程项目。在20世纪70年代，温室效应首次引起关注，地球工程计划开始在学术文献中出现。Marchetti（1977）193671提出了“地球工程”概念，逐渐在美国学术界得到认可，并反映在1992年的美国国家科学院的报告中193672。地球工程计划，成为公众关注中心是由于德国科学家Paul Crutzen于2006年在《气候变化》杂志上发表文章呼吁人们重视地球工程学而起193673。

地球工程有可能降低温室气体浓度，为减少气候变化的某些影响提供备选方案，或者在其他办法无法阻止突然的、毁灭性的或其他人类无法承受的气候变化后果时，提供最后不妨一试的解决策略。然而，现有的研究尚无法确定是否存在能够产生显著收益的大规模地球工程方法，或者这些收益是否能够大大超过其造成的损害。

地球工程可大体分为两类。第一类为二氧化碳移除（CDR），即通过大规模的技术或者工程减少大气中的温室气体的含量，从而有效减少地球增温。二氧化碳移除方法主要包括：直接捕捉大气二氧化碳（如通过技术直接捕捉二氧化碳、海洋注入二氧化碳等）；化学反应碳捕捉（如通过二氧化碳与岩石、矿物进行化学反应，减少大气中的二氧化碳）；合理利用土地（如通过增加森林覆盖率，吸收更多的二氧化碳）；海洋施肥，等等。目前来看，这类方法应用前景最广阔，一旦被证明安全、有效、持久且费用合理，它们便能发挥减小大气中二氧化碳浓度的作用。第二类为太阳辐射管理（SRM），即通过工程技术减少地球大气中太阳辐射的吸收，从而抵消大气中温室气体导致的地球增温。太阳辐射管理方法主要包括：太空“散热”（如在太空2000公里处放置25万平方公里“太阳伞”，可以减少太阳辐射1%～2%）；平流层注入气溶胶（如在平流层中喷射气溶胶，增加云气溶胶反照率）；云层反射（如在海洋覆盖白色泡沫，在海洋上空注入海盐气溶胶）；地表反照率变化；卷云变薄，等等。这类方法的优势在于能使温度迅速降低，但它不能控制二氧化碳含量，费用可能极其昂贵，安全性也不清楚。

二 地球工程方面的工作进展

目前国内外就地球工程方面已有一些设想或计划，具有代表性的有以下几个。

（一）二氧化碳移除类（CDR）

1.繁殖海洋浮游生物减少二氧化碳

通过添加铁或尿素等营养物质，或者抽取海底水到海面上，这种“海洋受精”方案刺激海洋中擅长吞食二氧化碳气体的浮游生物大量繁殖，其中包括引起赤潮的浮游生物。当这些浮游生物死亡之后，它们将自己体内存贮的碳物质沉入海底。持批判观点的研究人员指出，这种方案并不可取，其最终结果是释放的二氧化碳将比吸收的多，而且较多的二氧化碳溶入将使海洋呈现酸性。还有研究表明含铁肥料大大加快了浮游植物的生长速度，但同时也抑制了其他海洋物种的生长，更令人吃惊的是：含铁肥料令浮游植物细胞内产生大量神经毒素，并对其他海洋物种正常摄取养料产生了不利影响。

2.种植基因改良树

美国研究人员计划种植能够生长更快、含有少量木质素的基因改良树，这种快速生长的树木能够将二氧化碳气体在根部吸收，但木质素的坚硬细胞壁使该木制植物很难变成生物燃料，如果这种基因改良树木大量培育种植，将逐渐破坏原有的地球自然生态平衡。

3.制造超级二氧化碳净化器

美国哥伦比亚大学物理学家克劳斯·拉克纳提出了一种净化方案：300英尺高的净化器设备每年能够净化1.5万辆汽车所释放的温室气体。如果设计一个像美国亚利桑那州面积大小的巨型净化器，用于吸收人类所排放的温室气体，将有效地解决全球气候问题。但是这一净化方案存在的一个问题是，吸收的二氧化碳气体将如何处理。拉克纳称可以将这些二氧化碳以固态的形式埋入地下，一种最少争议的办法就是将二氧化碳转