20世紀初兩位德國化學家成功開發便宜的人工合成氮肥，解決全球的糧食問題，但是也同時開啟了地球氮平衡的問題開端，每年有價值2,000億美元的活性氮進入環境，嚴重破壞土壤、空氣及海洋的生態。由於人力的介入導致全球氣溫變化速度是自然界變化速度的170倍，為了扭轉人為破壞的力量，聯合國環境署一直致力於研究新興技術帶給經濟、社會與環境的機會與風險，以提醒世人及決策者，配合前瞻研究共同發展出減緩或調適等政策措施，以建立真正的循環經濟。因此本版報告分為以下五大議題分別報導：
一、 再造環境工程的合成生物學(Synthetic Biology)：自從1970年代重組DNA技術發明後，開啟了人為控制基因體的大門。人類利用自然界的生物分子經過生物、物理、化學及工程技術得以重新設計細胞的功能，成為合成生物學的濫觴。
爾後普遍利用在各領域，包括利用微生物生產藥物與疫苗、生產類似皮革的人造品、乳酸等特用化學品，或是取代石化製品的尼龍、取代鱟血進行細菌實驗，甚至利用生質發電取代化石燃料。特別自2012年開發基因編輯工具CRISPR-Cas9後，能夠更準確、便宜、快速地按照想要的功能來剪切、編輯基因體，以達成想要的目的，例如病媒蚊防治、耐氣候變遷的改良作物、生產魚油的海藻或微生物等等。2018年全球對於合成生物學有關的新創投資達19億美元，預期到了2022年利用合成生物學生產的產品市值將達到139億美元。甚至近期掀起一股「市民科學家」運動，在線上也能購買到DIY套組在自家車庫進行生物實驗，這類DIY生物實驗室的數量自2006年至2016年間以直線型成長。如此一來，物種間的基因可能交互污染，也可能導致致病病原的演化或改由新的病媒傳播，而經過基因改造的生物一旦隨意進入環境後，更可能造成新的環境風險與生物安全性，亟需政策加以規範與管理。目前非營利組織Target Malariazo在非洲野放以CRISPR編輯之蚊子以控制瘧疾，還在風險與效益評估當中，因此僅能進行小規模野放，同時蚊子都經過不孕處理，以免被剪輯後的基因流入環境影響生態。類似概念的基因改造食品也在預防性原則之下，由各國訂定不同嚴謹度的法規。除了環境議題外，倫理問題也是近期的熱門話題，包括活基因改造體(living modified organism，LMO)及其基因體的所有權問題，都尚待進一步討論。

二、 以生態連結搭起生物多樣性保存的橋樑：由於人口成長的壓力、都市化道路建設、水壩等基礎建設需求增加、農業過度開發以及污染的結果，使得全球地景、海岸線越來越破碎。陸地破碎造成動物遷徙，水壩、蓄水池則造成河流的破碎。據估計，全球177種哺乳動物失去1/3的原有棲地，其他4成更面臨族群數量大幅減少的命運。熱帶海岸線破碎後，周邊的紅樹林、海草床以及珊瑚礁也隨之改變。被孤立的片段經過人類的活動而影響其原有的生態功能，會影響到物種豐富度、生物多樣性，甚至是適應氣候變遷的能力。如果能夠將棲地碎片透過連結方式，允許物種可以自主流動或經過生態廊道等方法來保持功能暢通，應可以減緩棲地破碎化的負面效應。生態連結的方式主要包括授粉、繁殖、腐化分解、生化或營養循環等，目的是協助物種適應未來環境以減輕氣候變遷的威脅。但是目前棲地的破碎化仍缺乏有效的方法可以推動連結復育的工作。自然世界棲息地碎片化問題和解決方案，包括建立海洋保護區、打造野生動物走廊等，該報告強調在規劃生物多樣性和物種保護的過程中，採取聯合思維的必要性。設立保護區固然可行，但須要政策、社會及經濟的多方考量。生態連結是較簡單可行的方法，只要在各利害關係人設立共同的目標並協調推動即可，通常會在一個較大的保育架構下，併入社會議程中即可。
目前在巴西及非洲已將連結列入生物多樣性政策或野生動物保護法之中，但是海岸線連結以及海洋復育則顯得複雜得多。愛知生物多樣性目標（Aichi Biodiversity Targets）的第11項明白指出，到2020年，至少有17%的陸地、內陸水域和10%沿海和海洋區域將以良好的連結系統加以保護。在下一個十年的2021~2030年的生物多樣性公約中更將目標進一步調升，希望將目前的17%提高到30%甚至是50%，並提出50%for Nature的口號。


三、 在暖化世界逐漸消失的永凍層泥炭地(Permafrost Peatlands)：泥炭地近期備受關注的原因是因為其中所儲存的碳以及其在氣候變遷中扮演的重要角色。北極的永凍層蘊藏極豐富的有機碳，這些有機碳會隨著永凍層的融解而釋出，經過微生物的分解便以二氧化碳以及甲烷的形式進入大氣中，加速地球的暖化效應。除了北極以外，加拿大、丹麥、芬蘭、挪威、俄羅斯、瑞典及美國也都有永凍層存在。目前對於永凍層、生態系以及氣候變遷之間的複雜關係仍不十分清楚，但是發現泥炭地在結凍(乾燥)或是解凍(潮濕)狀態下，其吸收、隔離碳的能力差不多，但是在轉換成溫室氣體排放量時卻有迥然不同的表現，而且結凍與解凍可能跨越時間或地點快速變化中。永凍層解凍可能是參與溫室效應，甚至是溫室地球(hothouse earth)最重要的臨界元素(tipping element)之一，因此如何讓永凍層保持冷凍狀態是當前最重要的課題。另一方面，當永凍層崩解成較小的水分子流入湖泊形成冰融喀斯特(thermokarst)，將使得永凍層融解凍速度更快且更深層，進而造成引流效應影響到其他湖泊。除了氣候暖化促使永凍層融解以外，任何影響地表土壤的活動都可能造成相同效應，除了天然災害如苔原或森林火災以外，所有都市建設、建築、採礦、觀光、工業、農業活動等各種干擾都可能造成永凍層的崩解。有鑒於相關意識的覺醒，除了在美國的阿拉斯加以及瑞典Abisco建立研究站以外，近期的研究還圍繞著社會與生態變遷、典範轉移以及人類行動在調適與轉型過程中所扮演的角色。促使大型研究計畫如永凍層在轉型過的調適與極地發展倡議，以及北極理事會等國際合作的誕生，以提供政策情報。雖然觀測站網絡已經建立，但是所蒐集的融冰訊息仍然不夠全面，資訊也必須更廣泛包含土壤碳、水文、永凍土、植生以及人類的錯綜複雜關係，而且須要更友善界面讓所有利害關人能夠廣泛應用。

四、 從氮汙染到氮循環經濟的固氮技術(Nitrogen Fix)：地球上的氮普遍以3鍵連結2個氮原子的型態存在，是呈化學惰性，很不易有化學反應的氣體，對人類無害。然而過多氮氣的累積會產生副作用，隨之而來的氮污染對生態系統和人類都有嚴重的影響。人類過度的經濟活動所產生的活性氮會影響空氣品質、造成地表及海洋環境變化、氣候惡化、臭氧層破壞，進而影響人類健康、資源管理及經濟發展。所幸近年來氮污染管理出現轉機，以新思維從消費面及生產面同時著手來解決氮的難題。氮原本就存在大氣中，也能以一氧化氮參與人類生理作用或是二氧化氮污染空氣；氨肥能生產作物卻可能造成優氧化而妨礙生物多樣性；也能以一氧化二氮作為醫用的笑氣，但是對溫室氣體的影響卻是二氧化碳的300倍之多，因此氮的循環相當複雜。
雖然對於氮循環如何影響人類已有相當瞭解，但是對於氣候的影響卻所知有限。由於人類積極利用各種型態的氮，導致其化合物透過各種途徑污染土壤、空氣、水。但其實氮的利用效率非常低，以食品生產鏈而言，只有20%進入到最後的食品，其餘80%皆成為污染物，意味著人類浪費掉許多珍貴的資源。據估計，願意為氮污染付的費用，每年全球約3400億美元至3.4兆美元；換另一種方式計算，全球每年約有2億噸的氮流失到環境中，以氮肥成本計算約為2000億美元，存在相當大的商機誘因。在循環經濟的解決方案中，脫氮並非最有效的防止污染方法，而是應該要從提高氮的使效率著手。目前許多國家面臨的困難是解決氮威脅的問題分散在多個部門，因此政策難以整體性推動，聯合國因此透過國際氮管理系統(International Nitrogen Management System, INMS)，以協調科學研究的方式支持國際相關政策的發展。

五、 氣候變遷調適不良避免落入可演化路徑的陷阱：適應不良一詞來自生物演化的概念，代表缺乏演化的能力。若要進一步詮釋，應該是以效益來論斷調適成敗，包括溫室排放增加、承擔不成比例的脆弱(burden the most vulnerable disproportionately)、招致過高的機會成本、調適誘因下降、設定的路徑阻礙未來世代的選擇。如果能把調適得當及不當的概念釐清，將有助於後續氣候變遷的因應。在考慮調適時必須取得短期需求與長期恢復間的平衡，氣候變遷調適不良的後果包括：旱地增加、水源稀缺、農業損失、健康危害、海平面上升、洪氾濫、森林野火，都市升溫，社會脆弱等。2018年IPCC的全球暖化1.5°C報告中訂定有效調適的多重條件，顯示智慧氣候規劃的重要性。同時報告還特別強調平等與公平，以值得居住為願景，避免落入因果衝突、戰爭、不安全、貧窮與遷徙的困境，而且人類能夠根據環境狀況來調適。試誤(try and error)是引導調適的主要方法，不但從錯誤中學習，還可以利前瞻規劃，根據科學實證及可實現性來設計共同嚮往的未來。