一、地球的承载能力
地球所能供养的人数用“承载能力”这一生态学的术语来表示。它是指一个生态系统作为一个有机整体，在没有失去平衡的情况下能够生存物种的最多个体数。承载能力不是绝对的，可以上下波动，但物种个体数一旦超过承载能力，生态系统的平衡就会被打乱，使生存物种的个体数量减少。例如，21世纪初，在美国凯巴布高原的生态系统中，在捕食者美洲狮和狼的制约下，鹿的数量保持在生态系统的承载能力内；在捕食者美洲狮和狼被大量捕杀，直至被全部消灭时，鹿的数量激增，大量的自然植被被过度啃食，环境遭到严重破坏，鹿群的数量超过了生态系统的承载能力，在以后的几年中，鹿群的90％被饿死，其余的则继续在制约其数量的饥荒和疾病的环境中挣扎。
地球对人口数量的承载能力则是指在维持人们基本生活并且不会使环境退化到未来某时期因缺乏食物和其他资源而突然出现人口减少的情况下，地球所能供养的人口数量。其前提条件是维持人们的基本生活，保持生态环境的平衡和稳定，不致造成生态失调和环境退化。很显然，在满足上述两个条件的情况下，要想精确地确定地球对人口数量的承载能力是不容易的。这是因为，人们对地球资源的数量以及它的被开发利用以满足人类需要的程度的见解是不同的。人类社会在不断向前发展，生产力水平在不断提高，相应地，人类的生活需求也将不断增加，并且人类的生活需要是多方面的。因此，这是一个很难确定的数字。人口从5亿到150亿这个范围内，各种估计都有，而多数学者认为，110亿左右是世界维持合理健康而又不算奢侈生活的人口限度。
地球上动植物的种类很多，但能够为人类所食用的却不多。人类无法直接消化许多植物中的纤维素，需要通过草食动物将其转化为人类可以食用的动物性食品。然而，不管是植物食品还是动物食品，人类所需要的这些能量归根结底来自太阳能。据估计，地球上的植物每年通过光合作用可以吸收固定30万亿亿焦耳的太阳能，即可以提供72亿千卡的热量。如果按每人每天平均消耗2200千卡的热量计算，则地球上可以养活9000亿人口。但是绿色植物所获得的能量并非全部被人类利用，因为以植物为食的不仅仅是人类，实际上，可供人类作为粮食和其他食物的只是其中很小的一部分。根据科学家们对一个生态系统所进行的科学观察，人类一般只能利用植物净生产量的1％，按照这个比率，地球所能提供的食物只够养活90亿左右的人口。当然，科学技术的无限进步将使绿色植物的光能利用率以及人类对植物产品的利用率不断提高，并发生革命性变革。然而，这种提高的幅度在一定历史时期内却又是十分有限的。
至于我国的适度人口，不同的学者从不同角度出发，得出过各自的结论。马寅初先生早在1957年就指出中国最适宜的人口数量为7～8亿，田雪原、陈玉光（1980）从就业角度研究了中国适宜人口数量，认为100年后中国适宜人口应在6.5～7.0亿；宋健等从食品和淡水资源的角度出发，估算了100年后中国适度人口数量应保持在7亿或7亿以下；胡保生等应用多目标决策方法，选择社会、经济、资源等20多个因素进行可能度和满意度分析，提出中国100年后的人口总数应保持在7～10亿为好；根据上述学者的研究结果，人口学家普遍认为我国的人口环境容量应在6.5～8.0亿，最大的人口临界点约为16亿，这是中国人口的极限，即中国土地可负荷和供养的最大人口数。目前，我国人口数量已超过13亿，早已大大超出社会经济负荷能力和资源合理承载能力。
二、人口增长导致环境恶化
人口的爆炸式增长给人类自身带来了一系列困难。在现今社会，衣、食、住、行是人们生活的最基本需要，因此，人口激增首先是对作为生活资料来源的各种自然资源的冲击，最终导致自然资源的匮乏，破坏生态平衡。同时，由于人类的生产、生活所产生的大量“三废”（废气、废水、废渣）和噪声等，最终导致全球环境的恶化。
1.人口增长对水资源的压力
水和太阳能是维持地球上所有生命的最主要的因素。地球生物圈水循环中可供人类使用的淡水资源量年平均为1.05亿立方米，在人均用水量不变的情况下，人口增长1倍，总用水量也相应增加1倍，如果考虑人均用水量随生活水平提高而增加，则用水量更需显著增加。例如，我国城镇人均生活用水量1952年只有38升，1987年增至121升，到2006年又猛增到212升。
工农业生产的发展使耗水量大幅度增加。1900年到1975年，世界人口约增加1倍，年用水量则由4000亿立方米增加到30000亿立方米，增加了6.5倍，其中农业用水量约增加5倍，工业用水量约增加20倍。
由于淡水资源不足，加之人口膨胀，用水量不断增加，致使目前地球陆地一半以上的地区缺乏淡水。我国水资源缺乏更为严重，人均径流量仅相当于世界人均径流量的1／4，不但远远低干那些人均水量较高的国家，甚至还赶不上人均水量较低的澳大利亚、印度尼西亚、墨西哥以及印度等国家。另外，我国用水效率低下使水资源短缺问题越发明显，目前我国整个北方缺水，为了解决用水不足的问题，不少地区盲目超采地下水，使许多地区和城市地下水位逐年下降，海水内侵。
人口增加对水资源、特别是对城市水资源造成了巨大的压力。
2.人口增长对土地资源的压力
土地是人类获取生物资源的基地，是人类生存的主要环境因素。在全球14900万平方千米的大陆土地上，只有1／4面积的土地适于耕种，1／4面积的土地适于放牧，而且分布得很不均衡。某些人口较少的发达国家耕地较多，而大量人口众多的发展中国家耕地则较少，这种人口和耕地的反差状况，本身就给人口众多的发展中国家的土地带来了很大的压力。目前，世界粮食增长赶不上人口增长的速度，粮食短缺问题严重，据联合国粮食及农业组织发表的《2004年全球粮食安全状况报告》中显示，2000年至2002年，全球饥饿人口比20世纪90年代中期增加了1800万，达到8.52亿，其中发展中国家8.15亿；饥饿和营养不良每年使500多万儿童死亡，饥饿直接和间接给各国造成巨额的经济损失。分析指出，造成粮食短缺的最主要原因是土地资源有限，人口数量与土地面积失调。在20世纪70年代初，平均1公顷耕地养活2.6个人，到2000年相同面积的土地则需要养活4个人。此外，由于人口的增加，耕地不断地转为它用，城市、乡村的不断扩展，公路、铁路的延伸，开矿山、建工几等，都无时不在蚕食着宝贵的耕地。目前世界人均耕地不足20世纪70年代初的一半。
我国土地短缺的情况更为突出。1996年耕地面积为19.51亿亩，到2005年仅有18.3亿亩，人均耕地面积只有1.4亩，不到10年就减少了1.21亿亩。
人们为了解决因人口膨胀而增加的粮食需求，便对土地过度利用，使耕地表土侵蚀严重，肥力急剧下降，导致土壤沙化。另外，由于大城市和工农业生产的发展，大量的废水、废渣排入农田，化学农药的广泛、大量使用造成土壤的严重污染。这样就更加剧了人口与土地资源的矛盾，这种紧张态势反过来又构成对人类生存和发展的威胁。
3.人口增长对能源的压力
能源是现代工农业生产的原动力，随着人口的增长和生产力的发展，人类对能源的需求量越来越大。能源紧缺是当今世界普遍存在的问题。能源紧缺的原因是多方面的，但就多数发展中国家来说，主要是人口激增造成的结果。在发展中国家，为了满足众多人口的基本生活需要，除了掠夺性地开采仅有的矿物能源之外，又不得不大量砍伐树木作为燃料，发展中国家的燃料有90％来自树木、作物秸秆等再生能源，每年所用木材大约在十亿立方米以上，这就加速了对森林资源的破坏。许多地区的树木被砍光，植物秸秆被烧光，甚至连牲畜粪便也被用来当做燃料。由于烧掉了粪便和秸秆，土壤中有机肥料减少，土壤肥力急剧下降，结果是粮食产量下降，人民生活更加贫困，生态环境也更加恶劣。
我国的能源也很紧张，不论是生产耗能还是生活耗能都供应不足，这已成为工农业生产发展的重大障碍。虽然我国能源储量和产量绝对数量大，但人均拥有量却不到世界平均水平的一半。广大农村每年用做生活燃料烧掉的植物秸秆就达4.5亿吨，但仍不能满足其需要，只得通过砍伐树木、挖掘草根作为补充，这样就造成了农业生态环境的严重破坏。由此可见，人口激增给能源供应带来了很大的压力。
4.人口增长对森林、草原的压力
森林、草原是人类生存的重要环境因素。在人口激增的重压下，为了解决粮食、住房、燃料和商业等需要，人类不断地开垦荒地、砍伐森林。森林、草原面积正在急剧减少。据相关研究，地球上的森林面积曾达到76亿公顷，但是随着人口的不断增长，人们不得不毁林造田，毁林盖房，使森林面积迅速下降。世界森林已减少了近2／3。今后，随着人口的激增，森林面积还将不断减少。
对森林植被的大量砍伐和破坏造成了严重的水土流失，给农牧业生产带来了很大损失。据联合国粮食细织预言，如不采取措施，到2100年，土壤的退化和流失将使亚洲、非洲和拉丁美洲的水浇地面积减少65％。目前，热带雨林每年以1.1千万公顷的速度减少。
此外，在人口激增、粮食短缺的压力下，草原早已成为开垦的对象，特别是温带草原，如普列利、俄罗斯草原以及我国内蒙古和东北的许多地区都已被开垦，结果使大批草原退化，更严重者则造成土地沙漠化。据联合国环境署估计，全世界每年由于沙漠化而失去约600万公顷的土地，世界沙漠化面积已占据世界陆地面积的1／3，预计还将进一步扩大。
5.人口增长导致环境污染加剧
在相同的社会经济条件和某种生活水平下，显然，随着人口增加，食物、水、能源及其他生活资料也必然相应地按比例增加，这样，产生的废气、废水、废渣等同样也会成比例增加。人口的激增和大量人口流向城市，势必造成环境的严重污染，而且会使城市污染更为严重。随着生活水平和消费水平的提高，人类还会向环境排入更多的污染物质，如果不设法消除大量进入环境的污染物和余能，它们就会成倍地增加，从而造成严重后果。例如，近30多年来，沈阳、西安、重庆等城市的污染物年排放量分别增长了190倍、280倍和150倍，致使大气和水体的环境质量严重恶化。
城市环境的恶化除了大气、水体的严重污染外，还有交通拥挤、噪声扰人、用水紧张、“热岛效应”以及垃圾的堆积等。人口增长过快使住房紧张、居住拥挤以及绿地面积减少，最终导致环境质量恶化，危及人类健康。
人口的激增还会产生大批的剩余劳动力。乡镇企业和街道工业的兴起成为扩大就业门路、安置剩余劳动力的重要途径。但是这些企业往往工艺陈旧，技术设备落后，加之管理水平低，环境保护措施一时跟不上，致使“三废”物质大量排放。这种情况一方面加剧了城市的环境污染，另一方面造成了环境污染的转移，即由城市转向农村。目前，农村环境污染已经出现，并有愈演愈烈的趋势。
总之，不论从怎样的角度考虑人类的生存发展前景，人口的激增对环境的冲击是巨大的、多方面的，有的甚至是灾难性的，应该引起人们的高度重视。
三、人类活动与气候变化
关于人类活动通过温室气体影响地球气候的研究已有百年的历史。从观测记录上能够清楚地看出，人类产生的温室气体的影响是最近20年的事。关于人类活动对气候变化的影响，有越来越多的研究表明，近百年人类活动加剧了气候系统变化的进程。人类活动是现代气候变化的一个主要驱动力，这是科学上的重要发现，根据这个理论可以解释近百年和未来气候演变的许多重要特征。
IPCC第4次评估报告第一工作组报告的决策者摘要指出，人类活动与近50年气候变化的关联性达到90％。自1750年以来，由于人类活动的影响，全球大气中二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和氟氯烃的浓度显著增加，目前已经远远超出根据冰芯记录得到的工业化前几千年来的浓度值。正因为这样，20世纪后半叶北半球的平均气温是过去1300年间最高的。按照这样的趋势，通过外推法计算，21世纪末全球平均气温将升高2.4℃～6.4℃。
排放温室气体
对人类活动增加大气中温室气体的浓度可能导致气候变化的研究，可以追溯到19世纪末。1896年，瑞典科学家斯万特·阿尔赫尼斯就对燃料燃烧将导致地球变暖做出了预测。他认为，二氧化碳浓度加倍时，全球平均气温将升高5℃～6℃。之后，有许多科学家陆续对此问题进行了研究。20世纪50年代，瑞威拉等在美国发表了关于大气中温室气体浓度增加可能产生气候变化的论文，美国夏威夷观象台也从那时起开始进行二氧化碳浓度观测，从而正式揭开人类研究气候变化的序幕。最近20年是人类对气候与气候变化研究最为活跃的时期。越来越多的研究表明，人类生产生活中温室气体的排放是导致全球变暖的最主要原因。
人类排放温室气体总体上是由煤炭等的燃烧和农业生产所导致的。在各种燃烧的能源中，煤含碳量最高，石油次之，天然气较低，同时燃煤也是人类社会获取能量的一种最为广泛的方式；在农牧业生产中，稻田、牛羊等反刍动物的消化过程会排放甲烷；土地利用变化后，因为植被的改变也减少了对二氧化碳的吸收。
气溶胶的制冷作用
