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徐馳課題組研究揭示人類的氣候生態位

媒體:中國生物技術網  作者:中國科學院微生物研究
專業號:碳匯資訊 2020/6/15 8:39:10

氣候變化的影響日趨嚴峻。大量研究表明,全球氣候變化可能產生生物多樣性急劇減少、生態系統服務大幅下降、大規模農業減產和人體健康受損等一系列負面效應。此外,研究者推測未來氣候變化的加劇可能導致大規模氣候移民的風險上升。但氣候變化對人類社會的綜合影響非常復雜,氣候移民的風險難以進行綜合評估。

最近,南京大學生命科學學院徐馳課題組與歐洲和美國學者組成的生態學、考古學和氣候學交叉合作團隊開展研究發現,過去六千年以來,在全球尺度上人類一直分布在較為穩定的氣候條件下(稱之為"人類的氣候生態位")。研究者進一步發現,如果全球人口想要繼續維持在該氣候生態位上,按當前氣候變化的發展趨勢,到2070年時約1/3的人口將面臨移民壓力;在假設不發生大規模氣候移民的前提下,同時考慮人口增長的因素,屆時可能將有約30億人生活在與當前撒哈拉沙漠腹地類似的酷熱溫度(年均溫)條件下。而有效緩解氣候變化則可以顯著減弱這種負面影響。

近年來新技術的發展和全球范圍的學術合作極大促進了重建過去人類社會信息的能力。研究團隊通過重建過去六千年來人口地理分布與氣候條件的對應關系,發現在人類歷史上持續的技術發展和歷次大規模的人口移動似乎都沒有顯著改變人類的氣候生態位,人類一直都集中分布于一個較為狹窄的氣候區間內。這種穩定的氣候生態位可能反映了氣候對人類社會整體的根本性限制作用。

研究團隊分析了適宜人類居住的氣候生態位在50年后的地理位置,總體上,全球南方(主要為發展中國家)的氣候條件呈現惡化趨勢,而其他部分區域的氣候則呈改善趨勢;氣候變化將導致適宜氣候條件發生快速的地理偏移,如果人類想要跟上這種偏移,那么1/3的人口將被迫移居。當前,年均溫在29攝氏度以上的區域只占全球地表不到1%,其中絕大部分位于撒哈拉沙漠的腹地。研究發現,按當前氣候變化軌跡的發展,到2070年這種高溫區域將擴展到占19%的全球地表;結合人口增長的預測數據,在這種氣候變化情景下,30億人將面臨著幾乎難以生存的氣候條件。

估算氣候變化所導致的移民規模極為復雜。通常人們只有在生計難以維持的情況下才會發生移民。同時,世界上部分地區已經開始局部實施氣候適應對策,這可能減少潛在的移民數量。但另一方面,該研究并未考慮海平面上升與洪災的影響,而這些負面因素則可能極大地增加移民數量。該研究通過簡化途徑進行估算,表明如果氣候變化得不到緩解,按照現有人口增長趨勢,大規模氣候移民很可能成為必然結果。如果能夠成功地遏制全球變暖,則可以很大程度上消除這種負面影響。研究發現,以當前溫度為基準,全球溫度每上升1攝氏度大約可以導致10億人口偏離氣候生態位;將全球變暖限制在相對工業革命前的2攝氏度以內可以使得數十億的人民(主要是非洲、南美洲和東南亞發展中國家人民)免于遭受難以忍受的酷熱氣候條件。這種非貨幣化的評估方式有助于理解削減溫室氣體排放的收益。

這項由南京大學生命科學學院徐馳教授與荷蘭瓦赫寧根大學的Marten Scheffer教授共同領導的研究于近期正式發表在美國科學院院刊(https://www.pnas.org/content/117/21/11350 )上。該研究同時入選該期亮點"This week in PNAS",在線發表后獲得了媒體和公眾的廣泛關注,指示總體受關注程度的Altmetric指數達到3000以上(入選所有文章前5%和同發表時長文章前1%)。該研究得到國家重點研發計劃(2017YFC0506200)和國家自然科學基金項目(31770512)的支持。

圖1. 過去6000年來以及50年后全球平均人體環境溫度(年均溫)。問號表示人口分布重建數據以及未來氣候模型具有不確定性。

圖2. 當前氣候條件下(背景為當前年均溫),年均溫在29攝氏度以上的區域(圖中黑色區域)主要集中在撒哈拉沙漠腹地。在RCP8.5氣候變化情景下,到2070年年均溫29度以上區域將大幅擴展(陰影區域)。如果不發生大規模氣候移民,屆時可能有35億人口(根據SSP3人口增長情景)生活在這種極端酷熱條件下。

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