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在全球环境治理发展过程中，随着不同阵营之间和内部的差异性和制度交互性增多，呈现出“碎片化”局面。其主要表现在治理参与主体和制度建设两方面。
从治理主体碎片化角度来说，主体的“碎片化”指的是原有环境治理的南北主线不断削弱，污染大国和污染小国的矛盾凸显出来。一些学者认为，全球环境治理机制太多且过于碎片化，机制缺乏实施和履约能力，也造成资金援助小额化和低效率等问题。特别是在环境领域，有些制度缺乏相互联系，几乎无法相互联系，并且有着不同的、不相关的决策制定过程；有些则存在原则、规范和规则的冲突，有些则基于不同联盟，出现治理冲突。 [1] 联合国负责水资源保护问题的机构就有：联合国防止荒漠化公约组织、联合国拉姆萨尔（Ramsar）湿地保护公约组织、亚太经社理事会、亚太水理事会（ESCWA）、国际海事组织、全球环境基金、联合国开发计划署、联合国淡水计划项目（UN Fresh Water）、联合国欧洲经济委员会、联合国环境署、联合国教科文组织、世界卫生组织等。这些机构互不隶属，水资源治理项目和资金经常出现浪费和重复现象。
在权力转换过程中，随着新兴发展中大国崛起，美国和欧洲等在全球治理逐渐收缩，全球治理缺乏新的领导动力，传统大国的倡议和议程设置能力都有所下降。 [2] 在20世纪70年代，美国尼克松政府和卡特政府主导了全球环境治理发展，一系列条约得以签订。例如，管制有害废弃物跨国移动的《巴塞尔公约》（ Basel Convention ）、管制臭氧层破坏物质的《蒙特利尔议定书》（ Montreal Protocol ）、《生物多样性公约》（ Convention on Biological Diversity ）、保护濒临绝种动植物的《华盛顿公约》（CITES），以及管制持久性有机污染物POPs的《斯德哥尔摩公约》（ Stockholm Convention ）等。 [3] 然而自21世纪以来，无论是美国还是欧洲都因为未能提供类似20世纪的领导作用。2012年，“里约+20”联合国可持续发展峰会充分反映了全球环境治理的领导赤字问题，此次会议正值许多重要国家的大选年。包括美国、俄罗斯、法国等主要国家都处于总统大选或领导换届，许多国家的领导人或忙于选举，或忙于选后的各项安排，对于预期不能获得政治加分的国际会议自然缺少政治热情。受金融危机影响，以往在环境领域最为积极的欧洲各国把主要精力放在欧元区和各国的国内事务，挽救欧元、维护金融和经济秩序、解决严重失业问题是其头等要务。新兴经济体虽然获得越来越多的话语权，但一方面，由于其经济实力及其他方面缺陷尚不足以领导全球；另一方面，出于“共同但有区别责任”的原则，也希望发达国家能够兑现承诺，寻求更公平的责任分担。因此，在此次“里约+20”大会上，除了中国、意大利等少数国家的政府首脑发言和主办国巴西表现较为积极外，整体缺乏有效的领导力。
西方学者普遍认为，中国等新兴大国崛起改变了既有的全球治理结构。
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全球环境治理格局变化与各国减排潜力、排放量密切相关，目前，发展中大国上升态势明显。新兴国家在经济方面的群体性崛起，带来了世界经济政治格局的变化，深刻地影响了全球环境治理的领导结构。全球环境治理进行40多年来，发展中国家的经济总量地位显著提升，金融危机以来以“金砖国家”为代表的新兴经济体对全球经济增长的贡献超过50%，发展中国家的经济实力已今非昔比，全球政治经济格局出现“东升西降”趋势，新兴国家政治地位上升。新兴国家以群体性崛起，它们正在走向国际舞台中心，由此也改变了近几十年来一直由发达国家主导的全球治理模式的变化。西方国家学者开始研究如何推卸环境治理的领导责任和义务，如何用全球环境治理来限制发展中国家。彼得·哈斯和托马斯·迪克逊等学者提出，要从环境容量入手限制发展中国家对稀缺环境资源的无序竞争，
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美国学者詹姆士·罗西瑙（James N.Rosenau）也提出全球治理正从“权力均衡”向“付费均衡”发展，发展中国家必须为全球污染付出代价。
美国学者克里斯托弗·斯通（Christopher D.Stone）等学者认为，与其让发展中国家“搭便车”，
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不如通过环境容量约束发展中国家。在臭氧层问题上，印度学者拉思詹斯（Rathjens）认为指出：“关于臭氧保护的谈判是一种南—北冲突，而非一个全球共同的问题。印度既不是臭氧消耗物质的主要生产国和使用国，也不关注臭氧物质对同温层的影响。没有印度和中国的参与，全球防治臭氧层行动没有意义。”
更为重要的是，自冷战结束后，“联合国已从昔日被冷落的边缘地位逐渐移向国际关系的中心，正在成为变化无常的世界局势中的‘一个不变的中心点’”，
在全球治理的很多领域，联合国都在发挥作用。然而，作为全球环境治理的核心，联合国环境规划署（UNEP）却很难在从气候变化到荒漠化等各个领域中发挥领导，并不能有效地为国际社会提供全球环境公共物品的功能。全球环境治理的领导能力缺失首先反映在联合国环境署自身，联合国环境署的领导能力有限，授权有限，预算有限，也缺少普遍的政治支持。联合国环境规划署对全球环境污染和资源管理也缺少权威。由于联合国环境规划署的制度失效，因此全球环境治理体制高度分散和碎片化。
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不仅如此，联合国环境规划署还要在责任、政治支持度、各种资源等问题上与联合国其他部门展开竞争，这些部门包括联合国可持续发展委员会、联合国发展项目组、世界气象组织和国际海洋委员会。一些独立的条约秘书处也要和联合国环境规划署竞争时间与注意力，这些秘书处包括《蒙特利尔条约》《巴塞尔条约》《国际贸易与濒危物种协议》《气候变化协议》。一种统一协调的机构性结构的缺失加剧了问题的复杂程度，如认同问题、追踪环境趋势、设置优先权、合理财政支出、传递行之有效等。
全球环境治理中的制度碎片和领导力缺失是造成全球环境治理赤字的主要原因，这两种原因相互影响。全球环境治理从传统的权力单线结构朝向多元结构、制度建设从集中向碎片化发展。实际上，全球环境治理碎片化本来就是一个不成体系的规则制度的演化，碎片化问题加重也是全球环境治理领导力缺失的自然结果，因此碎片化问题一直伴随着全球环境治理领导结构演进而演进。全球环境治理碎片化现象导致了两元困境：一方面，全球环境治理的扩大推动新规则、新机构不断确立，并反映了全球环境治理的领导结构，从而推动环境议题在国际事务的作用上升；另一方面，全球环境治理碎片化的现象，造成国际机构和国际法规则之间议题交叉、功能重复，影响和降低了全球环境治理的效果。全球环境治理一直存在权力竞争和制度建设的两条主线，其中最重要的两个特征是：一是缺乏领导，美国、欧盟、发展中等大国等国家和地区的倡议和领导能力都有所下降，全球可持续发展机制亟须注入新的领导力量；二是现有环境制度的碎片化问题。全球环境治理制度滞后并无法推动各国为向可持续发展方式转变提供动力。在权力和制度二元互动的主线中，也有交叉互动问题，如欧盟和美国一直争夺全球环境治理的领导权，欧盟强调提升联合国环境规划署成为全球可持续发展领导机构，制订全球议程并统筹环境融资，促进在联合国系统内协调一致地处理可持续发展所涉及的环境问题，并成为具有权威性的全球环境的维护者，以及协调环境贸易、环境安全的联合国协调仲裁者。美国倡导的改革方向则是反对组建全球领导机构，主张扩大融资和市场参与，加强联合国能力建设。欧美围绕未来全球环境治理的规则和权力展开激烈竞争。
[1] Frank Biermann and Rainer Brohm，“Implementing the Kyoto Protocol without the United States：The Strategic Role of Energy Tax Adjustments at the Border，” Climate Policy ，Vol.4，No.3，2005，pp.289—302.
[2] 关于新自由主义的著作包括：David A.Baldwin，ed., Neorealism and Neoliberalism：the Contemporary Debate ，Columbia University Press，1993，Robert O.Keohane， After Hegemony：Cooperation and Discord in the World Economy ，Princeton University Press，1984； Stephen D.Krasner，ed., International Régime ，Cornell University Press，1983.
[3] M.Ivanova & Esty，“Reclaiming U.S.Leadership in Global Environmental Governance，” SAIS Review ，Vol.28，No.2，2008，pp.57—75.
[4] G.J.Ikenberry，“The Rise of China and the Future of the West，Can the Liberal System Survive？” Foreign Affairs， Vol.87，Issue.1，2008，pp.23—37.
[5] Thomas Homer-Dixon： Environment，Scarcity，and Violence ，Princeton University Press，1999，pp.26—43.
[6] Christopher D Stone，“Defending the Global Commons，”in Philippe Sands，ed., Greening International Law ，Earthscan Publication Limited，1993，p.36.
[7] Mukul Sanwal，“Evolution of Global Environmental Governance and the United Nations，” Global Environmental Politics， Vol.7，Issue.3，August 2007，p.4.