השפעתם של בני האדם על כדור הארץ מתבטאת בהרס של משאבים ביופיזיים ושל מערכות אקולוגיות. סך כל ההשפעה של קהילה מסוימת, או של המין האנושי כולו, תלויה הן בגודל אוכלוסייה והן במידת הפגיעה פֶּר אדם, שהיא, בתורה, תלויה בדרך מורכבת בסוג המשאבים המנוצלים, בהיות המשאבים האלה מתחדשים או מתכלים, ובהיקף הפעילות האנושית ביחס לכושר הנשיאה של המערכת האקולוגית המסוימת. אחד מהניסיונות הראשונים לבטא את ההשפעה האנושית באופן מתמטי נעשה בשנות ה-70 של המאה העשרים ונקרא נוסחת "I PAT". נוסחה זו מנסה לתאר את ההשפעה האנושית באמצעות שלושה גורמים: I = P × A × T
כאשר האות I (מהמילה impact) מייצגת את הפגיעה בסביבה, האות P (מהמילה population) מייצגת את גודל האוכלוסייה, האות A (מהמילה affluence) מייצגת את רמת הצריכה,
והאות T (מהמילה technology) מייצגת את הפגיעה פר יחידת ניצול משאבים, התלויה בטכנולוגיה שבה משתמשים.
מדידה.
מדידת הקיימות היא מונח המציין את יסודותיו המדידים של ניהול הקיימות המושכל.
הסולמות למדידת קיימות (קיימות סביבתית, חברתית וכלכלית, כל אחת לחוד ובצירופים שונים) נמצאים עדיין בתהליכי גיבוש. הם כוללים אינדיקטורים אקולוגיים, סקרים, ביקורות, מדדים (אינדקסים), חשבונאות, הערכות, אומדנים ושיטות דיווח אחרות.
כמה מאמצעי המדידה הידועים ביותר הם דיווח קיימות בתאגידים, הערכת שווי חברות על פי שורה תחתונה משולשת ואומדני איכות לממשלים בני-קיימא על פי מדד הקיימות הסביבתית ועל פי מדד הביצועים הסביבתיים (Environmental Performance Index).
אוכלוסייה.
על פי התחזיות הרשמיות של האו"ם משנת 2008 צפוי שאוכלוסיית העולם תעבור את ה-9 מיליארד עד 2050. רוב הגידול צפוי להיות במדינות המתפתחות – מ-5.6 מיליארד ב-2009 ל-7.9 מיליארד ב-2050. הגידול יתחלק בין האוכלוסייה שגילה 15–59 (1.2 מיליארד) ובין האוכלוסייה שגילה יותר מ-60 (1.1 מיליארד), שכן מספר הילדים מתחת לגיל 15 במדינות המתפתחות צפוי דווקא לקטון. בניגוד לכך, האוכלוסייה במדינות המפותחות צפויה לגדול רק במעט מ-1.23 מיליארד ל-1.28 מיליארד, והיא הייתה אף קטנה לכדי 1.15 מיליארד אלמלא ההגירה הצפויה מהמדינות המתפתחות למדינות המפותחות, בהיקף ממוצע של 2.4 מיליון אנשים בשנה בין 2009 ו-2050.
בטווח הרחוק יותר, חלק מההערכות צופות שאוכלוסיית העולם תגיע לשיא ב-2070 ואז תקטן לאט לכדי 8.4 מיליארד ב-2100 ואילו הערכות אחורות צופות שהאוכלוסייה תגיע לכ-10 מיליארד בני אדם ב-2100
שווקים מתעוררים, כמו בסין ובהודו, שואפים לאותה רמת חיים כמו בעולם המערבי, וכמוהם גם שאר העולם הלא-מתועש.
השילוב בין גידול האוכלוסייה במדינות המתפתחות ובין רמות צריכה שאינן בנות קיימא במדינות המפותחות הוא האתגר הקשה הניצב בפני הקיימות.
כושר הנשיאה.
עוד ועוד נתונים מעידים על כך שבני האדם חיים מעבר לגבולות כושר הנשיאה של כדור הארץ. טביעת הרגל האקולוגית מודדת את הצריכה האנושית במונחים של שטח האדמה היצרני הנדרש לסיפוק המשאבים ולקליטת הפסולת של אזרח העולם הממוצע. בשנת 2008 נדרשו 2.7 דונמים גלובליים לאדם, 30% יותר מהכושר הביולוגי הטבעי העומד על-2.1 דונמים גלובליים (בלי להחשיב צרכים של אורגניזמים אחרים).
מקורות שאינם בני קיימא מכסים את הגירעון האקולוגי שנוצר: לקיחה מהעבר (למשל, דלק מאובנים) ושאילה מהעתיד (למשל, ניצול יתר של יערות ושל דגה).
האיור (משמאל) משווה קיימות בין המדינות השונות באמצעות העמדת טביעת הרגל האקולוגית שלהם מול מדד הפיתוח האנושי של האו"ם. הגרף מראה שיש מדינות העושות שימוש בר קיימא במשאבים ואזרחיהן עדיין חיים ברווחה מתקבלת על הדעת. אבל באופן כללי, ככל שרמת החיים עולה, קטנה הקיימות.
מטרתה של הקיימות היא להעלות את רמת החיים בלי שניצול המשאבים יחרוג מהרמות העולמיות בנות הקיימא; כלומר, לא לצרוך יותר ממה שכדור הארץ יכול לתת. נתונים שדווחו ברמה הארצית, האזורית והעירונית מאשרים שהמגמה העולמית היא שהחברות הולכות ונעשות פחות בנות קיימא.
מגוון ביולוגי.
ברמה הכי בסיסית, שרשרת המזון והמחזורים הביוגאוכימיים מציבים גבול עליון למספר האורגניזמים ולמסתם בכל מערכת אקולוגית.
ההשפעה האנושית על כדור הארץ מתבטאת באופן כללי בהפרעה למחזורים הביוגאוכימיים של החומרים החיוניים לקיום חיים, ובמיוחד המים, החמצן, הפחמן, החנקן והזרחן.
בפרויקט המילניום להערכת מצב המערכות האקולוגיות השתתפו יותר מאלף מן המדענים המובילים בעולם בתחום הביולוגיה. הפרויקט ניתח את מצב המערכות האקולוגיות בכדור הארץ ומסר למקבלי ההחלטות סיכומים וקווים מנחים לפעולה. מסקנתו היא שהפעילות האנושית פוגעת פגיעה משמעותית, שאף הולכת ומחריפה, במגוון הביולוגי שבמערכות האקולוגיות של העולם, ומקטינה הן את יכולת ההשתקמות שלהן והן את שטח האדמה היצרני. הדו"ח מתייחס למערכות הטבעיות כאל ספקיות של שירותים חיוניים המאפשרים את הקיום האנושי. הוא מציג מדידות של 24 סוגי שירותים של מערכות אקולוגיות, ומצביע על שיפור ב-4 בלבד במהלך חמישים השנים האחרונות, על התדרדרות חמורה ב-15 ועל מצב מסוכן ב-5.
היבטים סביבתיים.
מערכות אקולוגיות בריאות מספקות סחורות ושירותים חיוניים לבני האדם ולאורגניזמים אחרים. יש שתי דרכים עיקריות להפחית את הנזק שגורמים בני האדם למערכות האקולוגיות, ולשפר את השירותים שהן מספקות. הדרך הראשונה היא ניהול סביבתי. זו גישה ישירה המבוססת ברובה על מידע מתחום מדעי כדור הארץ, מדעי הסביבה והביולוגיה של שמירת הטבע.
אלא שהניהול הסביבתי מתבצע בסופה של שרשרת ארוכה של גורמים עקיפים המתחילה בצריכה האנושית, והדרך השנייה להפחית את הנזק היא ניהול הצריכה האנושית.
זו גישה עקיפה המבוססת ברובה על מידע מתחום הכלכלה.
הרמן דיילי הציע שלושה קריטריונים כלליים לקיימות אקולוגית: למשאבים המתחדשים צריכה להיות תפוקה בת קיימא (קצב ניצול המשאבים צריך להיות נמוך יותר מקצב ההתחדשות); למשאבים המתכלים צריך להיות פיתוח שווה ערך של תחליפים מתחדשים; אסור לייצור הפסולת לעבור את יכולת קליטת הפסולת של הסביבה.
ניהול סביבתי.
ברמה העולמית ובמובן הרחב ביותר, ניהול סביבתי עוסק באוקיינוסים, במערכות מים מתוקים, בקרקע ובאטמוספירה, אבל על פי עקרון קנה המידה של הקיימות, אפשר להחיל אותו על כל מערכת אקולוגית שהיא, מיער גשם טרופי ועד לגינה ביתית.
אטמוספירה.
בחודש מרץ 2009, בכינוס של מועצת קופנהגן לאקלים מסרו 2,500 מומחי אקלים משמונים מדינות הצהרת מדיניות, ולפיה שום תירוץ איננו מצדיק היום חוסר פעולה נגד התחממות כדור הארץ. ההצהרה אומרת גם שאם לא יוצבו מטרות להפחתתן של פליטות הפחמן, עלולים לחול שינויים פתאומיים ובלתי הפיכים באקלים ש"לחברות של היום יהיה קשה מאוד להתמודד אתם".
כדי לנהל את האטמוספירה היום צריך להעריך את מצבו של מחזור הפחמן מכל צדדיו, כדי לגלות איפה אפשר לטפל בשינויי אקלים מעשה ידי אדם. תחום זה אכן הפך למוקד של מחקר מדעי בשל הפוטנציאל לנזקים קטסטרופליים למגוון הביולוגי ולקהילות בני האדם.
פגיעות נוספות של האדם באטמוספירה כוללות זיהום אוויר בערים, מזהמים המכילים כימיקלים רעילים, כגון תחמוצות חנקן, גופרית דו-חמצנית, תרכובות אורגניות נדיפות וחומר חלקיקי, היוצרים ערפיח וגשם חומצי, ו-CFC הגורם להידלדלות שכבת האוזון. חומר חלקיקי מעשה ידי אדם הנמצא באטמוספירה, למשל אירוסולים של סולפט, מפחית את כמות הקרינה הישירה המגיעה מהשמש אל פני השטח של כדור הארץ. ההפחתה הזו נקראת העמעום העולמי, וכנראה יש לה השפעה על מחזור המים העולמי, ועל הטמפרטורה.
מים מתוקים ואוקיינוסים.
71% מפני השטח של כדור הארץ מכוסים במים. מתוכם, 97.5% הם מי אוקיינוס מלוחים ורק 2.5% הם מים מתוקים. רוב המים המתוקים קפואים באנטארקטיקה. יתר המים המתוקים נמצאים בקרחונים, באגמים, בנהרות, בביצות, באדמה, באקוויפרים ובאטמוספירה. בזכות מחזור המים, מחדשים המשקעים את מלאי המים המתוקים, ואף על פי כן, המלאי מוגבל, ויש צורך לנהל את המשאב הזה. במאה העשרים אבדו יותר ממחצית שטחי הביצה בעולם, ואִתם אבדו השירותים הסביבתיים החשובים שהם נתנו, ורק לאחרונה גברה המודעות לחשיבות השימור של המים.
תהליכי עיור מזהמים מקורות מים נקיים ולרוב אוכלוסיית העולם אין עדיין גישה למים נקיים,
אך כיום שמים יותר דגש על ניהול המים ברמות השונות.
לזרמי הים באוקיינוסים יש השפעה גדולה על האקלים ועל מזג האוויר ובעקיפין על אספקת המזון של בני האדם ושל אורגניזמים אחרים. מדענים מזהירים כי שינוי האקלים עלול להוביל לשינוי פתאומי בדפוסי הזרמים, וכי שינוי זה עלול להשפיע באופן דרסטי על האקלים בכמה אזורים בעולם. עשרה אחוזים מאוכלוסיית העולם – כשש מאות מיליון בני אדם – גרים באזורים נמוכים ועלולים להיפגע מעלייה במפלס מי הים.
ניצול קרקע.
התדלדלותו של המגוון הביולוגי נובעת בעיקר מאובדן בתי גידול ומפיצול שלהם בגלל שימוש בשטח לפיתוח, לייעור ולחקלאות. ניצול הקרקע הוא מהותי לתפקוד הביוספרה כי כשהיחסים בין שטחי הערים, החקלאות, היערות, החורש, הערבה והמרעה משתנים, יש לכך השפעה ניכרת על המחזורים הביוגאוכימיים העולמיים של המים, הפחמן והחנקן, ובעקיפין – על המערכות הטבעיות ועל המערכות האנושיות. ברמה המקומית, יתרונות גדולים יכולים לצמוח מגינון, מתכנון נוף ומתכנון עירוני בני קיימא.