近日，清華大學地球系統科學系王勇副教授課題組結合第六次耦合模式比較計畫（CMIP6）多模式多集合的氣候模擬實驗和溫度-經濟評估模型，研究了自1850年以來的歷史土地利用通過生物地球物理過程和生物地球化學過程對全球地表平均氣溫和逐日氣溫變率的影響，並進一步分析了其對全球經濟的影響。
氣候變化影響農業產量、能源供給、勞動生產以及人體健康等方方面面，進而影響宏觀經濟發展。此前觀測研究證實，當一個國家的平均氣溫處於最佳溫度範圍時，人均GDP增長率最大；過高或過低的氣溫都不適宜經濟發展。已有研究分析證實，溫室氣體和人為氣溶膠排放會改變年平均溫度進而影響全球經濟。除了溫室氣體和人為氣溶膠排放，由於人類日益增長的衣食住行需求，大範圍的自然植被開墾為耕地、牧場及都市等人類用地，土地利用/覆蓋變化（LULCC）也是人類活動影響氣候變化的重要途徑之一。土地利用既能產生生物地球物理效應（改變地表反照率、波文比等），又能產生生物地球化學效應（造成溫室氣體排放等），並且其生物地球物理效應又隨擾動的地表類型和緯度不同而不同。囙此，歷史土地利用對全球氣溫、經濟的影響仍不清楚。
針對上述問題，研究組設計了歷史土地利用—氣溫響應—經濟影響的研究路線。通過CMIP6氣候模擬實驗，發現歷史土地利用的生物地球物理效應使得全球大部分地區溫度下降（尤其是北半球中高緯度地區），而生物地球化學效應會造成全球範圍的溫度升高。在全球大部分地區，土地利用的生物地球化學效應在兩者綜合效應中占主導地位，使得這些地區年平均溫度升高（圖1a），囙此氣候炎熱的开发中国家的經濟發展會受其負面影響，但對於氣候寒冷的已開發國家的經濟發展卻是利好。這樣不同的經濟影響加劇了全球經濟不平等性（圖1）。另外，研究發現，土地利用的綜合效應新增了开发中国家極端溫度事件發生的次數，卻减少了已開發國家的極端溫度事件發生次數，這也進一步加劇了全球經濟不平等性（圖2）。
研究評估了歷史土地利用的氣候效應造成的經濟影響，對未來土地利用的合理規劃、氣候變化減緩政策的製定具有重要的指導意義。
圖1歷史土地利用的綜合效應（物理+化學）通過影響年平均氣溫對全球經濟的影響
圖2歷史土地利用的綜合效應（物理+化學）通過影響年逐日氣溫變率對全球經濟的影響
上述成果以“歷史土地利用的生物地球物理和生物地球化學效應對全球經濟不平等的相反影響”（Contrasting Influences of Biogeophysical and Biogeochemical Impacts of Historical Land Use on Global Economic Inequality）為題，於5月5日在《自然·通訊》（Nature Communications）期刊線上發表。
清華大學地學系2019級博士生劉姝為論文第一作者，清華大學地學系王勇副教授為論文通訊作者。清華大學地學系2020級博士生魏麟懿，清華大學地學系卓越訪問教授、中國科學院大氣物理研究所研究員王斌和清華大學地學系俞樂副教授等為論文合作作者，該研究得到了科技部重點研發項目和國家自然科學基金的支持。
論文連結：
https://www.nature.com/articles/s41467-022-30145-6