气候变化
气候变化是当今世界面临的最严峻挑战之一。随着全球平均温度上升，极端天气事件如热浪、干旱和洪水频发，极大地影响了自然生态系统和人类社会。冰川融化导致海平面上升威胁沿海城市和岛屿国家安全，同时也对全球农业生产模式造成冲击。为了应对这一问题，国际社会正在努力减少温室气体排放，如通过清洁能源替代煤炭等高排放燃料，以及推广绿色交通工具。
生物多样性丧失
生物多样性的丧失不仅会损害自然界的美丽，也会影响到人类赖以生的生态系统服务。这包括土壤保养、水资源循环、风暴防御以及药物开发等功能。如果某些关键物种灭绝，它们在其生态系统中的作用可能无法被其他物种取代，从而引起整个生态系统崩溃。此外，还有大量未知的微生物和植物尚未被发现，这些可能为解决当前问题提供新的解决方案。
污染控制难题
工业污染是现代生活中不可避免的一部分，但过度污染已经成为许多地区不可逆转的问题。空气污染导致呼吸道疾病增加，而水体污染则威胁到饮用水安全。土壤污染则对于农作物生产构成了长期威胁。此外，对于垃圾处理还存在大量废弃材料没有得到妥善处理的问题，使得资源再利用受限。
农业可持续发展困境
农业作为维持人类食物供应的基础产业，其可持续发展成为了一个紧迫课题。大规模化耕作导致土壤退化和肥力下降；化学肥料使用过量加剧了地下水污染；同时，大片森林砍伐破坏了生物多样性。此外，农业活动也是温室气体排放的一个重要来源，因此需要找到既保证食物供应又能减少对环境负担的新方法，比如采用精准 agriculture 和合理管理灌溉等技术。
城市规划与管理缺陷
城市化进程迅速，加剧了城市空间使用效率低下的问题。一方面，是由于建筑密集型使得自然环境几乎消失，一方面，则是因为公共交通不完善，使得私家车依赖日益增长，这两者共同造就了一股“拥挤压力”。此外，在城市设计中忽视人际互动空间（例如绿地）也直接关系到居民心理健康。在这些领域内，我们需要重新思考如何设计更加宜居且环保的地球都市，以支持地球上的所有生命形式共存下去。
