在合成生物学激动人心的进步，以适应气候变化的缺陷，2019年3月4日，联合国环境署发布了最新的Frontiers报告，该报告探讨了五个最重要的环境问题。报告中确定的主题是：合成生物学，生态系统连通性，解冻永久冻土泥炭地，氮污染和气候变化适应不良。
氮是当今人类面临的最重要的污染问题之一，需要世界各国采取紧急行动。
据联合国环境最新前沿报告指出，讨论探索哪些将会对我们的社会，经济和生态系统产生深远的影响最大出现的环境问题，有一些令人兴奋的沿和新颖的解决方案。
通过扫描技术和环境视野，该报告确定了五个主要议题：
合成生物学，结合科学和工程学来制造和改造遗传材料，生物体和生物系统的现代生物技术。
生态连通性 - 将破碎的栖息地连接和桥接成相互连接的景观，以防止物种灭绝。永久
冻土泥炭地 - 北半球的地面永久冻结，占据了世界上大约一半的土壤有机碳，受到北极气温上升的威胁。
氮污染 -通过人类活动大规模改变全球氮循环，扰乱生态系统，人类健康和经济。
对气候变化的适应不良 - 气候相关损害的意外增加或可持续适应工作的福利减少。
“在Frontiers中审查的问题应该提醒我们，无论何时我们干涉自然 - 无论是在全球范围内还是在分子层面 - 我们都有可能对我们的行星之家产生长期影响，”联合国代理执行主任Joyce Musya环境在报告的前言中说。“但通过先见之明和共同努力，我们可以在这些问题上保持领先，并制定出能够为我们所有人服务的解决方案。”
合成生物学：重新设计环境
合成生物学是一个相对较新的领域，旨在使生物学更易于工程化 - 正在悄然改变传统的制造方法。合成生物学正在扩展到与生物学通常不相关的行业，包括采矿，建筑材料，香水，香料，纤维，洗涤剂和粘合剂。
作为21世纪生物学领域新兴的一门学科，合成生物学是分子和细胞生物学、进化系统学、生物化学、信息学、数学、计算机和工程学等多学科交叉的产物。发展迄今，已在生物能源、生物材料、医疗技术以及探索生命规律等诸多领域取得了令人瞩目的成就。
该报告阐述了合成生物学 - 或我们的自然生物学的再造 - 为我们的社会所拥有的机遇和挑战，将生物体的遗传操作如何获得自然界中不存在的新功能，以满足人类需求。
CRISPR技术，使科学家能够切割出一个选定的DNA片段，并用一条全新的DNA链代替它，这可以改变生物体的特征。利用这种新的DNA，生物体可以释放到野外，在我们的环境中交配并扩展这些修饰基因的外观。这可能用于使物种免疫某些疾病或抑制入侵物种的繁殖。
将转基因生物释放到环境中的战略已经引起了对潜在的深远影响和意外后果的有效担忧。这需要多方面的社会辩论，因为它有能力修改，压制或取代目标物种的整个种群，绕过进化的基本原则。
生态连通性：保护生物多样性的桥梁
大规模的工业化已经导致全球自然景观的广泛分裂。曾经连续的栖息地现在被分隔和隔离，导致一些物种的螺旋式下降，因为它们不再能够分散以寻找食物或配偶。
报告指出：“自然景观细分的结果是，哺乳动物和其他物种的移动距离不到原来的一半。” “这种有限的迁徙，分散，交配，饲养和繁殖能力意味着野生动物被迫走入灭绝威胁更大的局面。”
永久冻土泥炭地：在一个变暖的世界中失去地面
永久冻土泥炭地是北极地区的生物地球化学热点，因为它们储存了大量的碳。永久冻土融化可以释放部分长期不动的碳储量，因为温室气体将二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4）排放到大气中，但是多少，在哪个时间跨度以及哪个气态碳物种仍然高度不确定。
北极地区的变暖速度是全球平均水平的两倍，科学家越来越关注永久冻土融化速度的加快。永久冻土是如此广阔，以至于其占北半球陆地半球的25％，并且它的大量温室气体被锁定在其泥炭地 - 所有这些都可能被释放为地面除霜。
永久冻土融化不仅对当地的生态和基础设施产生直接影响，还可能引发无法控制的雪球效应：碳从解冻的泥炭中释放出来并加热大气，从而无限制地恶化气候变化。
研究正在进行中，但目前对永久冻土泥炭地的确切位置，它们如何变化以及如果它们都会解冻将会发生什么事情的了解甚少。
氮固定：从氮循环污染到氮循环经济
氮对生命至关重要，是地球大气中极为丰富的元素。以N 2分子的形式，氮是无害的，占我们每次呼吸的78％。
自然界的氮及氮素化合物在生物作用下的一系列相互转化过程。氮素在自然界有多种存在形式，数量最大的是大气中的氮气，占大气体积的79%，总量约3.9×10（亿吨。除少数原核生物外，动、植物都不能直接利用土壤及海洋中的无机氮中，只有铵盐和硝酸盐可被植物吸收利用，但其量有限，因此地球表面生物量的增长受到可利用氮的限制。
对畜牧业，农业，运输业，工业和能源部门的需求不断增长，导致我们的生态系统中活性氮 - 氨，硝酸盐，一氧化氮（NO），氧化亚氮（N 2 O） - 的急剧增长，
过量的氮污染对人类和环境产生巨大影响。例如，以氧化亚氮的形式，除了各种氮化合物对空气质量和臭氧层的影响之外，它还比二氧化碳作为温室气体强300倍。
报告警告说：“人类正在生产一种活性氮混合物，威胁着健康，气候和生态系统，使氮成为人类面临的最重要的污染问题之一。” “然而，问题的严重程度在很大程度上仍未知，在科学界之外并未得到承认。”
对气候变化的适应不良：避免了可进化性途径的陷阱
在瞬息万变的气候现实中，适应战略需要在全球范围内提高人类和生态系统的适应力，同时避免可能只有当地利益的短期解决方案。
在最后一章中，报告探讨了适应可能出错的各种方式，从不起作用的过程到破坏资源的适应性行动，缩小未来选择范围，加剧弱势群体面临的问题，或将解决方案的责任转嫁给后人。
它深入探讨了关于究竟什么构成适应不良的关键问题，以及将全球气温保持在1.5°C以下的目标，并为如何实施负责任的适应战略提供指导。“证据表明，通过评估社会中所有群体的所有成本和收益，包括共同利益，以及明确谁将成为赢家和输家，以及如何更好地分担负担，可以避免适应不良。”