圣塔菲研究所的跨學(xué)科小組近期在PNAS上發(fā)表論文“Future of the human climate niche”（人類未來的氣候生態(tài)位），預(yù)言如果按照當(dāng)今的碳排放軌跡，未來50年間，會(huì)有35億人的生存由于全球變暖而受到嚴(yán)重威脅。近年來，針對(duì)全球變暖相關(guān)的報(bào)道越來越密集地登上新聞?lì)^條，越來越多人切身體會(huì)到全球變暖的影響，這篇論文的觀點(diǎn)，需要得到盡可能廣泛的傳播，因?yàn)閱栴}比想象中嚴(yán)重得多。

本文來自微信公眾號(hào)：集智俱樂部（ID：swarma_org），作者：郭瑞東，審校：劉華林、曾祥軒，編輯：張希妍，頭圖來自u(píng)nsplash

適合人類的生存環(huán)境正在消失

自人類登上歷史舞臺(tái)，就一直生活在氣溫、濕度相對(duì)適宜的地區(qū)。探尋歷史上所留下來的人類足跡，他們大都生活在年均氣溫為11°C-15°C的區(qū)域。例如北京的全年平均氣溫在11°C-13°C之間，上海在18.5°C左右。近些年來，隨著氣候變暖，年均氣溫15°C這樣的描述已經(jīng)出現(xiàn)在避暑勝地的宣傳詞中。

圖1：當(dāng)前全球不同區(qū)域全年平均氣溫?zé)釄D

圖中黑色的部分，是目前年平均氣溫超過29°C且被認(rèn)為是不適合人類居住的的地區(qū)。這些地區(qū)集中在撒哈拉沙漠，目前僅占陸地面積的0.8%。

而如果全球溫室氣體的排放量按照當(dāng)今的趨勢(shì)繼續(xù)增加，那么到2070年，預(yù)計(jì)全球平均氣溫上升7.5°C，加之陸地相較于海洋升溫更快，會(huì)導(dǎo)致不適合人類居住的區(qū)域由黑色變?yōu)閳D中陰影區(qū)域。屆時(shí)，年度平均氣溫高于29°C的區(qū)域?qū)?huì)占全球陸地面積的19%，包含南亞、東南亞等人口密集區(qū)域，在此區(qū)域預(yù)期會(huì)有35億人居住人口。

這意味著有數(shù)十億人居住在極度不適宜居住的區(qū)域，他們將面臨著遷往其它地方生活的挑戰(zhàn)。同時(shí)，對(duì)于不在圖中陰影高溫區(qū)域中的人來說，氣候變暖帶來的系統(tǒng)性影響，也將顯著改變其生活的方方面面。

人類在氣候宜居帶生存了數(shù)千年

這項(xiàng)研究表明，數(shù)千年來，人類、農(nóng)作物和牲畜都集中生活在狹窄的氣候條件范圍內(nèi)，這是人類的氣候宜居帶。

圖2：不同年代的人類宜居環(huán)境熱圖

如圖所示，縱軸是平均氣溫，橫軸是平均濕度，圖中越靠近紅色，越適宜人類生存。三幅圖分別代表了當(dāng)代（A）500年前的中世紀(jì)，（B）6000年前的史前時(shí)代，（C）這三個(gè)時(shí)期，適合人類居住的區(qū)域所具備的溫度濕度環(huán)境。

可見，無論科技和文化如何進(jìn)步，人類適合生存的環(huán)境，和史前時(shí)代相差不多。

圖3：農(nóng)作物和家畜及GDP所對(duì)應(yīng)的宜居帶熱圖

如上圖所示不止是人類，農(nóng)作物及牲畜也有適合生存的環(huán)境。而衡量經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的GDP，同樣有對(duì)應(yīng)的高產(chǎn)區(qū)。

對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而言，氣溫大幅變化很可能會(huì)遏制農(nóng)作物生長(zhǎng)。 

圖4：小麥產(chǎn)量變化和氣溫變化的關(guān)系

如圖所示，根據(jù)諾貝爾經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)得主威威廉·諾德豪斯在《氣候賭場(chǎng)》中的研究，小麥畝產(chǎn)量會(huì)隨著平均氣溫的上升顯著下降（圖中虛線和實(shí)線分別代表保守和激進(jìn)的預(yù)測(cè)）。當(dāng)溫度只升高1°C-2°C時(shí)，小麥產(chǎn)量可能提高，但溫度繼續(xù)升高，產(chǎn)量會(huì)迅速下降。

而適合人類生產(chǎn)生活、有經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的氣候條件，就是論文標(biāo)題中climate niche（氣候生態(tài)位）的含義，即指最適合人類生存的環(huán)境。

氣候宜居帶變化的影響是不均勻的

面對(duì)全球變暖，東北的小伙伴可能會(huì)想，氣溫升高，變暖了好啊。東北不會(huì)那么寒冷，糧食產(chǎn)量也會(huì)由于天氣變暖而增加，這樣的想法挺不錯(cuò)。但從整體來看，全球變暖仍然是弊大于利的。

圖5：當(dāng)前與2070年的氣候宜居度，及其在不同區(qū)域的變化幅度

上圖中A和B分別是當(dāng)前和預(yù)期50年后的全球宜居程度，圖C對(duì)比了當(dāng)前和2070年時(shí)氣候宜居帶的變化程度?？梢?，除了前文提到的由于全球變暖而變的不適合人類居住的區(qū)域，全球部分區(qū)域，也會(huì)由于全球變暖變得更加宜居，例如中國(guó)東北部及東歐地區(qū)會(huì)變得宜居。

然而圖6所示的當(dāng)前人口密度分布顯示，大部分人口聚集在少量的區(qū)域（顏色越靠近紅色，人口密度約高）。這些高密度區(qū)域，和圖5C所展示的未來50年氣溫變化較大的區(qū)域（顏色越靠近紅色，50年后的氣候環(huán)境與今天相差越大），有相當(dāng)部分的重合。

圖6：當(dāng)前全球人口密度分布，可見受到影響的區(qū)域，正是人口密度最大的區(qū)域

因此整體來看，全球變暖會(huì)對(duì)很大比例人的生活，會(huì)帶來前所未有的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。尤其是對(duì)那些生活在低收入?yún)^(qū)，依賴小農(nóng)場(chǎng)提供食物來源的那部分人群。

結(jié)合上文討論的全球變暖帶來對(duì)農(nóng)業(yè)及經(jīng)濟(jì)帶來的影響，未來關(guān)于全球變暖所造成的經(jīng)濟(jì)損失、生態(tài)多樣性損失的研究，都可以借鑒”氣候生態(tài)位“的概念，用和該文類似的思路，分析有多少野生動(dòng)植物會(huì)由于生存環(huán)境的快速變化而滅絕，有多少傳染疾病會(huì)由于生態(tài)位的改變，而傳播的更廣。

減排能緩解氣候變暖進(jìn)程嗎？

在2015年12月12日的巴黎氣候大會(huì)上，為人類應(yīng)對(duì)全球氣候危機(jī)，通過了《巴黎協(xié)定》。其目標(biāo)是將全球變暖控制在2°C以內(nèi)。

科學(xué)家用RCP表示在假設(shè)不同二氧化碳濃度下，不同的環(huán)境狀況和人類發(fā)展情景。RCP8.5假設(shè)到2100年二氧化碳濃度比工業(yè)革命前高3-4倍，RCP4.5假設(shè)21世紀(jì)后期碳排放有一定的改善，不過排放量仍然較高，RCP2.6最樂觀，它假設(shè)碳排放在未來10年就開始下降，到21世紀(jì)末碳新增排放量為負(fù)值。

圖7：不同減排計(jì)劃對(duì)應(yīng)及人口增長(zhǎng)比例下，全球各大洲會(huì)有多少人因?yàn)闅夂蜃兓麟x失所

這項(xiàng)研究的預(yù)測(cè)結(jié)果如圖所示，在最樂觀的情況下，即RCP2.6，全球氣溫上升1.5°C，海平面上升0.45米，而PCP4.5情況對(duì)應(yīng)的全球平均氣溫升高2°C，而在不采取任何減排措施的情況RCP8.5下，除了前文描述的全球氣溫升高帶來的影響，海平面還會(huì)上升0.85米。

僅僅考慮氣溫帶來的宜居帶變化，不同減排路線帶來的影響，將會(huì)使生活受到影響的人數(shù)范圍定在15億-35億。用論文作者的話來說，“每減少1°C的平均氣溫增幅，就能夠救10億人。”遺憾的是，《巴黎協(xié)定》制定后的五年，全球碳排放的軌跡，是按照PCR8.5進(jìn)行的，留給我們改變的時(shí)間越來越少。

作為復(fù)雜系統(tǒng)的全球氣候

氣候作為典型的復(fù)雜系統(tǒng)，具有臨界，異質(zhì)及外部效應(yīng)三大特征。在《Nature警告：全球氣候變暖將造成生物多樣性斷崖式下降》中，集中論述了氣候變化存在著臨界點(diǎn)。而本文結(jié)合氣候生態(tài)位，指出氣候變化帶給全球不同地域的影響有所不同。

而基于本文的數(shù)據(jù)，以及全球變暖所造成的種種意想不到的影響，可以評(píng)估全球變暖對(duì)不同國(guó)家?guī)淼挠绊懹泻尾煌?。例如由于氣溫升高，造成的犯罪率升高及其?jīng)濟(jì)成本[1]，以及由于二氧化碳濃度升高造成的智力下降[2]等，所有這些，提醒我們?cè)诿鎸?duì)未知的復(fù)雜系統(tǒng)時(shí)，要保持格外的謹(jǐn)慎。

如果你認(rèn)為本文描述的35億人流離失所，是最糟糕的情況，那說明你還沒有理解復(fù)雜系統(tǒng)其實(shí)位于納西姆·塔勒布所說的極端斯坦Extremistan中——在這里，未知的未知是常態(tài)而不是偶然，科學(xué)研究提供的是定性的判斷而不是定量的預(yù)測(cè)。因此不要認(rèn)為自己沒有生活在本文提到的會(huì)受到氣候變化嚴(yán)重沖擊的地區(qū)，就覺得氣候問題與自己無關(guān)，沒有人是一座孤島，這是復(fù)雜系統(tǒng)研究一次次告訴我們的不變真理。

參考文獻(xiàn)：

[1] Global warming to increase violent crime in the United States https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/ab6b37

[2] Indoor Air Quality in Green Vs Conventional Multifamily Low-Income Housing https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/es501489u

本文來自微信公眾號(hào)：集智俱樂部（ID：swarma_org），作者：郭瑞東