生命科学学院徐驰课题组研究揭示人类的气候生态位

气候 生态 地理
南京大学    2021-09-29    21

气候变化的影响日趋严峻。大量研究表明,全球气候变化可能产生生物多样性急剧减少、生态系统服务大幅下降、大规模农业减产和人体健康受损等一系列负面效应。此外,研究者推测未来气候变化的加剧可能导致大规模气候移民的风险上升但气候变化对人类社会的综合影响非常复杂,气候移民的风险难以进行综合评估。

最近,生命科学学院徐驰课题组欧洲和美国学者组成的生态学、考古学和气候学交叉合作团队开展研究发现过去千年以来在全球尺度上人类一直分布较为稳定的气候条件(称之为"人类的气候生态位"。研究者进一步发现,如果全球人口想要继续维持在该气候生态位上,按当前气候变化的发展趋势,2070年时1/3的人口将面临移民压力;在假设不发生大规模气候移民的前提下同时考虑人口增长的因素,届时可能将有30亿人生活在当前撒哈拉沙漠腹地类似的酷热温度(年均温)条件下。而有效缓解气候变化则可以显著减弱这种负面影响。

近年来新技术的发展和全球范围的学术合作极大促进了重建过去人类社会信息的能力。研究团队通过重建过去千年人口地理分布与气候条件的对应关系发现在人类历史上持续的技术发展和历次大规模人口移动似乎都没有显著改变人类的气候生态位人类一直都集中分布于一个较为狭窄的气候区间内这种稳定的气候生态位可能反映了气候对人类社会整体的根本性限制作用

研究团队分析了适宜人类居住的气候生态位在50地理位置,总体上,全球南方(主要为发展中国家)的气候条件呈现恶化趋势,而其他部分区域的气呈改善趋势气候变化将导致适宜气候条件发生快速的地理偏移如果人类想要跟上这种偏移那么1/3的人口被迫移居。当前,年均温在29摄氏度以上的区域只占全球地表不到1%,其中绝大部分位于撒哈拉沙漠的腹地。研究发现,按当前气候变化轨迹的发展,到2070年这种高温区域将扩展到占19%的全球地表;结合人口增长的预测数据,在这种气候变化情景下,30亿人将面临着几乎难以生存的气候条件。

估算气候变化所导致的移民规模极为复杂。通常人们只有在生计难以维持的情况下才会发生移民。同时,世界上部分地区已经开始局部实施气候适应对策,这可能减少潜在的移民数量。但另一方面,该研究并未考虑海平面上升与洪灾的影响,而这些负面因素则可能极大地增加移民数量。该研究通过简化途径进行估算,表明如果气候变化得不到缓解按照现有人口增长趋势,大规模气候移民很可能成为必然结果。如果能够成功地遏制全球变暖,则可以很大程度上消除这种负面影响。研究发现以当前温度为基准,全球温度每上升1摄氏度大约可以导致10亿人口偏离气候生态位将全球变暖限制在相对工业革命前的2摄氏度以内可以使得数十亿的人民(主要是非洲、南美洲和东南亚发展中国家人民)免于遭受难以忍受的酷热气候条件。这种非货币化的评估方式有助于理解削减温室气体排放的收益。

这项由南京大学生命科学学院徐驰教授与荷兰瓦赫宁根大学的Marten Scheffer教授共同领导研究近期正式发表在美国科学院院刊(https://www.pnas.org/content/117/21/11350 )上。该研究同时选该期亮点"This week in PNAS",在线发表后获得了媒体和公众的广泛关注,指示总体受关注程度的Altmetric指数达到3000以上(入选所有文章前5%和同发表时长文章1%)。该研究得到国家重点研发计划(2017YFC0506200)和国家自然科学基金项目(31770512)的支持。

1. 过去6000年来以及50年后全球平均人体环境温度(年均温)。问号表示人口分布重建数据以及未来气候模型具有不确定性。


2. 当前气候条件下(背景当前年均温),年均温在29摄氏度以上的区域(图中黑色区域)主要集中在撒哈拉沙漠腹地RCP8.5气候变化情景下,2070年均温29度以上区域将大幅扩展(阴影区域)。如果不发生大规模气候移民,届时可能有35亿人口(根据SSP3人口增长情景)生活在这种极端酷热条件下。

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