地球最多可以容纳多少人？80亿人口到极限了吗？

地球最多可以容纳多少人？80亿人口到极限了吗？

截至2023年底，全球人口已经突破80亿大关。那么，地球究竟能容纳多少人？从粮食生产和太阳能两个角度，我们可以得到不同的答案。

从粮食生产的角度

人类生存最根本的问题是吃饭问题，所以我们先从粮食的角度回答这个问题。全球有四大主粮，分别是水稻（大米）、小麦、玉米和马铃薯。为了维持尽可能多人的生存，我们假设所有耕地用来种主食，蔬菜水果杂粮不再种植，并且将所有草原和森林尽可能开发成耕地。我们考虑代表粮食为大米。按照相关数据，2020年全球粮食平均亩产量仅为271公斤，其中美国亩产最高，为545公斤，我们假设全球耕地可以做到亩产600公斤。一个人维持生存至少需要每天6两饭，6两就是300克。但是人只吃米饭，而不吃肉和蔬菜水果是吃不饱的，所以我们让每个人多吃一点，平均一个人一天吃1公斤的粮食，一年就是 365 公斤。按照一亩地大约生产 600 公斤大米的标准来计算。也就是说一个人至少需要 0.6亩地才能养活。0.6亩的面积大约为 400平米，即一个人至少需要 A ＝ 400 平米耕地才能养活。

地球表面大部分被海洋覆盖着，陆地只占地球表面积的 29 %。而且地球上并不是所有陆地都可以耕种，根据联合国公布的相关数据显示，按土壤、气象条件和现行的技术推算，全世界可从事农业生产的土地面积约为42亿公顷（约4200万平方千米），相当于目前世界所有农地面积的近三倍（15亿公顷或1500万平方千米）。尚未开发的27亿公顷土地为草原或森林。因此地球表面的耕地面积最多可以增加到42亿公顷或42万亿平方米。则地球可以养活的人数N=1050亿人。当然，地球上现有耕地面积是15亿亩，尚未开发的比如亚马孙雨林、拉普拉塔草原这些地方具有重要的生态环境价值，且开发难度高。只考虑现有耕地的情况下，全球可以养活的人数N=375亿人。下图是目前全球的人口密度图。

这里插一句，就是中国最多可以养活多少人呢？国家有着18亿亩耕地红线的规定，实际我国耕地面积是高过红线的，大约为20亿亩。按照20亿亩来算，就是130万平方千米或1.3万亿平方米，按照一个中国人一年吃400公斤粮食算，中国最多可以养活人数N=32.5亿人。当然实际上，2022年中国粮食亩产为386公斤，并没有到平均每亩600公斤的水平，而且中国不是所有耕地都种植粮食，还会种植蔬菜水果经济作物。但是，中国的粮食已经实现了基本自给，足以养活14亿的人口。

当然，地球上并不是所有地方都有着很高的粮食产量，非洲等地亩产甚至只有100公斤左右。而且受自然灾害影响，耕地的产值是不固定的。最主要是，世界上的耕地并不只是生产粮食，还会生产水果蔬菜经济作物等。加上政治等因素影响，现有条件下，地球可以容纳的人口远小于1050亿或375亿。实际上，地球总人口是80亿，而且全球人口增速已经放缓，预计在21世纪中叶达到100亿左右会慢慢回落。下图是全球地表土地利用情况图，可以看到耕地占比不是很大。

从太阳能的角度

从本质上看，地球上所有能量的补充来源于太阳能。地球从太阳接收到能量功率约为 1.7 x 10^14 kJ/s。人维持基本生理功能所需的最低能量消耗约为 5000-10000 kJ/天（以 7500 kJ/天计算）。如果我们能够百分百的利用太阳能（当然这是不可能的），即地球接受到的所有太阳能都完全用于维持人类的生命，则可维持的人口数量N=1958.4万亿人，大约是2000万亿人。这是一个庞大到瞠目结舌的数字。

当然，从更为理性的角度来看，太阳辐射到地球上的能量是无法百分之一百的利用的。以目前的科学技术，在大气散射等影响下，人类社会最多可以利用太阳输入地球的光能的约10%。在人均功率2600瓦的情况下，可以容纳的人口数量N=6.5万亿，即6.5万亿人。现代美国人的人均能耗约为同期世界平均水平的4.8倍。如果让每个人都过能耗相当于现代美国人的生活，则上面的人数会减少到约1.35万亿。如此多的人口只能居住在城市中。可以想象那时大量耕地将被城市建设用地占用，粮食将会在工厂中或农业大厦中被制造出来。