人的直觉通常不会产生理性的长期决策。对于这一点的部分补救,悠久的历史故事传达了值得记住什么、值得做什么或不该做什么的信息。此外,历史故事还有助于拓宽人们对于未来可能发生的美好愿景的想象。同样地,科学模型也有类似的功能。例如,加拿大英属哥伦比亚大学的Cheung等人的建模研究表明,将全球气温升高控制在1.5℃以内,会使气温升高对海洋食物安全和恢复力的影响最小化。这项研究工作是关于将全球平均气温升高控制在2℃以内的讨论的重要补充。
2℃的气温变化似乎并不高,尤其是考虑到许多地区较大的日气温范围。但是,从全球平均气温来看,这将对许多地区以及生活的方方面面产生巨大影响,最终将会导致一个无法提供人类基本需求的低产世界。这是巴黎协议的动机,该协议于2015年12月12日协商一致通过,并于2016年11月4日批准。该协议的关键目标突出了现今公共政策决策的基本紧张趋势:随着到2050年全球人口将增长至90亿,如何实现经济发展、满足人类基本需求以及限制环境影响。该协议的目标是将全球气温较工业化前水平升高控制在2℃以内(理想情况下是1.5℃),同时提高适应能力、恢复能力以及粮食安全。
实现这些目标是一项艰巨的任务。国际能源署得出如下结论,到2030年将需要投资16.5万亿美元来实现该协议中达成的能源相关气候承诺。然而,模型显示了作为的价值和不作为的代价。例如,Cheung等人的研究结果显示,实现该协议中的气温目标也可能是实现粮食安全和实现有恢复能力的社区和经济的最佳方法。
Cheung等人根据每种物种的生理和栖息地需求以及随条件变化转移到合适栖息地的能力,使用改变物种分布模型,探讨了全球目前捕捞的892种物种的未来潜在丰度和捕捞量。结果显示,全球气温上升1.5℃足以降低全球渔业捕捞量。随着全球气温上升从1.5℃增至 3.5℃,全球渔业捕捞量减少将从2.5%增至8.0%。模型显示,物种多样性因物种迁移或灭绝而出现巨大变化:随着全球气温上升从1.5°增至3.5℃,物种更替的比例将增加一倍多,即8.3%增至21.6%。
捕捞量的减少可能听起来并不严重,但正如Cheung等人的研究结果所示,全球总的变化下隐藏着许多区域差异。温带和极地地区的鱼类丰度和捕捞量可能几乎没有变化,甚至可能增加,但是这些增加在更极端气候变化下可能会失去。与此形成鲜明对比的是,在气温升高3.5℃的情况下,Cheung等人预测热带地区的捕捞量将减少20%至80%。造成捕捞量大幅减少的主要原因是热带地区开发利用的物种的高更替率,而在该地区许多人以海产品为食物以及依靠捕鱼为生计。这些结果与其他模型研究结果一致,这表明,气温上升和海洋pH值下降对海岸栖息地、海洋过程、人类健康和海洋产业具有更为巨大的风险。因此,模型结果强调了实现巴黎协议中的目标如何能最大限度地帮助降低环境风险和社会风险。
在区域层面上对陆地生态系统动力学进行的研究也得出了类似的结论。在最近的一项研究中,法国艾克斯-马赛大学的Guiot和Cramer结合了模型及对过去气候和生态系统动力学的重建结果,发现保持1.5℃的气温上升是地中海沿岸地区维持在过去10000多年(全新世)的条件范围内的唯一方法。这一点至关重要,因为所有人类社会都是在全新世条件下发展起来的,这被视为是地球上人类安全运行空间的标志。
建模作为界定似是而非的选择的工具,已有4000余年的历史。但是在过去十年间,建模已出现复兴,尤其是在模型的多样化和范围以及如何被用于告知决策方面。在海洋领域,营养生态系统模型已结合不同复杂性的定性模型、经验模型、基于大小的模型、基于主体的模型以及定制模型,以在全球变化背景下研究渔业管理和生物多样性保护。方法的多样性有助于解决科学不确定性以及提供建模选择,尤其是在已有数据有限的情况下。因此,海洋生态系统建模不仅为渔业和其他海洋生态系统服务提供了全球见解,而且有助于使渔业和海洋管理更具有可持续性。
一名地方渔民将其捕捉的鱼运到洪都拉斯沿岸的热带Keys Island出卖。随着全球气温的上升,热带鱼类捕捞量可能会大大减少。
海洋建模以及观察到的全球海洋快速变化已显示,不利的变化和人类做出的有益反应以惊人的速度同时出现。建设性的变化要付出一定的代价,这往往使其不具有吸引力,因为我们的认知机制放大了想象中的变化的不利且低估了潜在获益。然而,从地区和全球层面上来看,模型一再向我们表明,克服或接受短期代价将会使我们在生态系统状态、粮食安全和社会恢复力方面获得长期益处。
当前大多数影响模型主要关注的是单一促发因素(如气温)。代表复杂的促发因素和全球变化的影响的可靠方法尚未得到开发。但是,当前模型呈现的未来已提供了行动的动力。巴黎协议中当前的气候承诺所提供的温室气体排放减低无法使气温升高低于2℃,更不必说是低于1.5℃。但对于那些每年以近250亿海产品(如果我们让气温升高3.5℃,将失去这些海产品)为食物的人而言,行动的必要性显而易见。当今的人类,相比我们集体历史上任何时候都更有能力做出循证决策,所有这些证据告诉我们,推迟行动决策是一个高代价过程。
(作者:龚银花)
参考文献:Science 2016;354:1530-1531