Durabilité et gestion de l'environnement impliquent la gestion des océans, des circuits d'eau douce, de la terre et de l'atmosphère, selon les principes de durabilité.. à l'échelle mondiale.
Les changements d'utilisation du sol sont marquants pour le fonctionnement de la biosphère car les modifications des proportions relatives des terres accaparées par l'urbanisation, l'agriculture, ou laissées aux forêts, aux bois, aux prairies et aux pâturages ont un effet conséquent sur les cycles biogéochimiques mondiaux de l'eau, du carbone et de l'azote. La gestion de l'atmosphère terrestre implique l'étude de tous les aspects du cycle du carbone pour identifier les opportunités de lutte contre le changement climatique d'origine humaine, ce qui est devenu une tendance majeure de la recherche scientifique, en raison des effets catastrophiques potentiels sur la biodiversité et les communautés humaines. Les tracés de circulation océanique ont une forte influence sur le climat et la météorologie et, à leur tour, sur la sécurité alimentaire humaine et des autres organismes.
Atmosphère En , lors d'une réunion du , du climat de ont publié une déclaration liminaire selon laquelle il n'y a désormais « aucune excuse » pour ne pas agir sur le réchauffement climatique et sans objectifs solides de réduction des émissions de carbone, des changements climatiques « brutes ou irréversibles » peuvent se produire et . La gestion de notre atmosphère implique désormais la quantification de tous les aspects du cycle du carbone afin d'identifier les opportunités de lutte contre le changement climatique induit par l'homme, ce qui est devenu un axe majeur de la recherche scientifique en raison des menaces d'effets catastrophiques sur la biodiversité et les communautés humaines.
Les autres impacts de l'activité humaine sur l'atmosphère sont la pollution de l'air dans les villes, les polluants, dont les produits chimiques toxiques comme les oxydes d'azote, les oxydes de soufre, les composés organiques volatils et les particules en suspension dans l'air qui produisent le smog photochimique et les pluies acides, et les chlorofluorocarbures qui dégradent la couche d'ozone. Les particules anthropiques telles que les aérosols de sulfate dans l'atmosphère réduisent l'irradiance directe et la réflectance (albédo) de la surface de la Terre. Cette diminution appelée gradation globale, est estimée à environ 4 % entre 1960 et 1990, avant que la tendance ne se soit inversée. L'assombrissement de l'atmosphère peut avoir perturbé le cycle global de l'eau en réduisant l'évaporation et les précipitations dans certaines régions. Il crée également un effet de refroidissement qui peut avoir partiellement occulté l'effet des gaz à effet de serre sur le réchauffement climatique..
Océans
alt=Display of about ten well-known saltwater fish|droite|vignette| Sélection de poissons d'eau salée du monde Les réseaux de circulation océanique ont une forte influence sur le climat et la météorologie et conséquemment sur la sécurité alimentaire humaine et des autres organismes. Les scientifiques ont prévenu de la possibilité, sous l'influence du changement climatique, d'une altération soudaine des schémas de circulation des courants océaniques qui pourraient modifier radicalement le climat dans certaines régions du globe.. Les principaux impacts des humains sur l'environnement se produisent dans les régions les plus habitables des franges océaniques - les estuaires, le littoral et les baies. La population y résidant est estimée à 8,5 % soit environ 600 millions de personnes, vivant dans des zones basses vulnérables à l'élévation du niveau de la mer. Les préoccupations qui nécessitent une gestion comprennent la surpêche (au-delà des niveaux durables)., le blanchissement des coraux dû au réchauffement des océans et à l'acidification des océans due à l'augmentation des niveaux de dioxyde de carbone dissous., et l'élévation du niveau de la mer due au changement climatique. En raison de leur immensité, les océans sont utilisés également comme un dépotoir de fait pour les déchets humains.. Les stratégies correctives comprennent une gestion plus prudente des déchets, un contrôle légal de la surpêche par l'adoption de pratiques de pêche durables et l'utilisation d'une aquaculture et d'une pisciculture respectueuses de l'environnement et durables, la réduction des émissions de combustibles fossiles et la restauration des habitats côtiers et autres habitats marins.
Eau douce L'eau recouvre 71 % de la surface de la Terre. L'eau salée des océans en totalise 97,5 % pour seulement 2,5 % d'eau douce, dont la majeure partie est enfermée dans la calotte glaciaire de l'Antarctique. L'eau douce restante constitue les lacs, les rivières, les zones humides, se trouve aussi dans le sol, les aquifères et l'atmosphère. Toute vie dépend du cycle global de l'eau alimenté par l'énergie solaire, l'évaporation des océans et des terres pour former de la vapeur d'eau qui condensée donnera de la pluie, et qui demeure la partie renouvelable de l'approvisionnement en eau douce.. L'importance au niveau mondial de la préservation de l'eau pour ses services écosystémiques n'a été découverte que récemment : au cours du , plus de la moitié des zones humides du monde ont disparu ainsi que leurs précieux services environnementaux. Les écosystèmes d'eau douce riches en biodiversité déclinent actuellement plus rapidement que les écosystèmes marins ou terrestres., ce qui fait que ce sont les habitats les plus vulnérables au monde.. L'urbanisation croissante pollue les réserves d'eau potable et une grande partie de la population mondiale n'a toujours pas accès à une eau consommable et salubre. Dans le secteur industriel, la demande, mieux gérée, a amoindri les taux d'utilisation absolus, mais de plus en plus d'eau est transportée sur de grandes distances depuis des zones naturelles qui en sont riches, vers des zones urbaines à forte densité de population et le dessalement, énergivore, est en pleine croissance. L'accent est désormais mis davantage sur l'amélioration de la gestion des eaux bleues (récoltable) et vertes (eau du sol disponible pour les plantes), et cela s'applique à toutes les échelles de la gestion de l'eau.
Terre La perte de biodiversité provient en grande partie à la réduction et à la fragmentation de l'habitat dû à l'artificialisation des terres, à la foresterie et à l'agriculture à mesure que le capital naturel est progressivement converti en capital humain. Le changement d'affectation des terres est critique pour le fonctionnement de la biosphère car les modifications des proportions relatives des terres consacrées à l'urbanisation, à l'agriculture, aux forêts, aux terres boisées, aux prairies et aux pâturages ont un effet marqué sur les cycles biogéochimiques terrestres de l'eau, du carbone et de l'azote, ce qui léser les systèmes naturels et humains. À l'échelle humaine locale, les principaux avantages de la durabilité découlent de la recherche de villes vertes et de parcs et jardins durables.Sustainable Gardening & Food Production , Daniel Boone Regional Library..
Forêts
alt=Beech forest – Grib Skov, Denmark|gauche|vignette| Forêt de hêtres – Gribskov, Danemark Depuis la révolution néolithique, l'humanité a réduit le couvert forestier mondial d'environ 47 %. Les forêts actuelles occupent environ un quart des terres libres de glace du monde, dont environ la moitié se trouvent sous les tropiques.. Sur les terres émergées de climat tempéré et boréal, la superficie forestière augmente de nouveau progressivement (à l'exception de la Sibérie), mais la déforestation dans les zones tropicales est une préoccupation majeure.
Les forêts tempèrent le climat local et le cycle global de l'eau par leur réflexion de la lumière (albédo) et leur évapotranspiration. Elles accueillent et conservent également la biodiversité, maintiennent la qualité de l'eau, préservent les sols et leur qualité, pourvoient du carburant et des médicaments et purifient l'air. Ces services écosystémiques gratuits n'ayant pas de valeur marchande dans la plupart des systèmes économiques actuels, la conservation des forêts a donc peu d'attrait par rapport aux avantages économiques de l'exploitation forestière et du défrichement qui, par la dégradation des sols et la décomposition organique, émettent du dans l'atmosphère, Food and Agriculture Organisation (2006). "Global Forest Resources Assessment 2005: Progress Towards Sustainable Forest Management." Forestry paper 147. Rome: FAO.. L'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) estime que près de 90 % du carbone stocké dans le couvert végétal est enfermé dans les arbres, ceux-ci séquestrent environ 50 % de carbone de plus que ce qui est présent dans l'atmosphère. L'accaparement de nouvelles terres et notamment la déforestation, contribue actuellement à environ 20 % des émissions mondiales totales de carbone (l'Indonésie et le Brésil, fortement exploités, sont une source majeure d'émissions). Le changement climatique peut être atténué en séquestrant le carbone dans les programmes de reboisement, les plantations et les produits ligneux. La biomasse ligneuse peut également être utilisée comme combustible renouvelable neutre en carbone. La FAO prédit qu'au cours de la période 2005-2050, la plantation d'arbres bien gérée pourrait permettre l'absorbtion de 10 à 20 % des émissions de carbone gazeux d'origine humaine, c'est pourquoi la surveillance de l'état des forêts du monde doit faire partie d'une stratégie mondiale.. Cependant, un autre scénario pourrait surclasser celui de la FAO, avec une étude de l'Union internationale des instituts de recherche forestière en 2009 qui conclut que le stress d'une élévation de température de de moyenne au-dessus des niveaux préindustriels pourrait entraîner la libération de vastes quantités de carboneKinver, M. (April 2009). "Key role of forests 'may be lost'" BBC News, UK. Retrieved on: 2009-04-19. de sorte que le potentiel des forêts à agir en tant que « puits » de carbone Dold, M. (April 2009). "New Study Warns Damage to Forests from Climate Change Could Cost the Planet Its Major Keeper of Greenhouse Gases.". IUFRO News. Retrieved on: 2009-04-20..
Terre cultivée
alt=A farmer working in a rice paddy|droite|vignette| Rizière. Le riz, le blé, le maïs et les pommes de terre représentent plus de la moitié de l'approvisionnement alimentaire mondial Nourrir plus de sept milliards d'individus pèse lourdement sur les ressources de la Terre. Cela implique l'appropriation d'environ 38 % des terres émergéesFood and Agriculture Organization (June 2006). "Food and Agriculture Statistics Global Outlook." Rome: FAO Statistics Division. Retrieved on: 2009-03-18. et d'environ 20 % de leur productivité primaire netteImhoff, M.L. et al. (2004). "Global Patterns in Human Consumption of Net Primary Production." Nature 429: 870–873.. À cela s'ajoutent les activités, gourmandes en ressources, du secteur agroalimentaire industriel - tout, depuis les besoins des cultures en eau d'irrigation, en engrais synthétiques et en pesticides jusqu'aux coûts des ressources d'emballage alimentaire, du transport (actuellement une part importante du commerce mondial) et de la vente au détail. La nourriture est essentielle à la vie, mais la liste des coûts environnementaux de la production alimentaire industrielle est longue :
épuisement de la couche arable, érosion et désertification à cause des labours constants des cultures annuelles surpâturage salinisation sodification hydromorphie recours massif aux combustibles fossiles recours massif aux engrais inorganiques et aux pesticides organiques synthétiques réduction de la diversité génétique par la généralisation des monocultures épuisement des ressources en eau pollution des plans d'eau par ruissellement et contamination des nappes phréatiques