【Earth’s Future】土地覆盖和管理的变化影响热应激和劳动能力

本文转载自公众号知天象。

土地覆盖和管理的变化影响热应激和劳动能力

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文章主旨

预计全球变暖将加剧热应激。此外，土地覆盖和土地管理变化(LCLMC)的生物地球物理效应可以显著改变局地和非局地的温度和相对湿度。因此，LCLMC会影响热环境下安全从事体力劳动的职业能力(劳动能力)。然而，这些影响从未使用多模式设置在全球范围内量化。基于三个完全耦合的地球系统模型(ESMs)进行 (a)农田扩张、(b)灌溉扩张和(c)造林的敏感性实验，评估了局部和非局部对热应激和劳动能力的影响。研究发现LCLMC导致了温度的显著变化；然而，伴随的湿度变化可以在很大程度上减少对湿热的综合影响。此外，农田扩张和造林导致昼夜温度响应不一致，这对劳动能力有很强的影响。在整个欧洲稳定机制中，结果在符号和幅度上都参差不齐。总体而言，在最温暖的季节，LCLMC对低纬度地区的热应激和劳动能力产生了不可忽视的影响。个别LCLMC方案的局部效应对部分地区月平均劳动能力的影响可达- 14和+15个百分点。因此，在设计LCLMC相关政策以确保可持续发展时，应考虑LCLMC对热应激的影响及其对适应的影响。

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研究数据及方法

地球系统模型模拟：研究过程通过三个模型：社区地球系统模型(CESM)版本2、马克斯·普朗克研究所地球系统模型(MPI-ESM) 1.2版及欧共体地球系统模型(EC-Earth 3.3.1)。研究使用一个参考场景和三个灵敏度实验模拟的数据:(a)耕地扩展(CROP)(完全砍伐的世界，作物覆盖所有植被区域)，(b)灌溉扩展(IRR)(与CROP相同，但进行了广泛的灌溉)，(c)造林(FRST)(即完全造林的世界)。

局部和非局部效应分解：局地效应代表LCLMC应用的局地气候变化，而非局地效应则与邻近或偏远地区共享。重要的是，局部效应应被解释为一个网格单元的潜在局部变化，与LCLMC在其他地方的实施方式无关，而非局部效应将取决于全球LCLMC的程度和模式。作物与CTL模拟的气候响应差异(CROP-CTL)显示了耕地扩张的影响；IRR-CROP显示了扩大灌溉对农田区域的影响；FRST-CTL量化了从当前条件开始全面造林的气候响应。

热应力指标：热舒适和热应激是由许多气候因素决定的，如温度、湿度、风速和辐射。广泛使用的热指数来评估热应激对劳动能力和生产率的影响是湿球温度(WBGT)指数，WBT采用温度和相对湿度计算。

数据集包含信号分离的近地表温度、相对湿度、太阳辐射、湿球温度、环境压力指数和劳动力的多年月每小时平均值。输入数据是由三个地球系统模型（ESM）（即CESM、MPI-ESM、EC-Earth）进行的土地覆盖和土地管理变化（LCLMC）（即农田扩张、灌溉扩张和造林）敏感性实验的结果（https://www.wdc-climate.de/ui/entry?acronym=DKRZ_LTA_1147_ds00002）。

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重要图表

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重要结论

研究发现，LCLMC会导致温度的显著变化，但伴随的湿度变化会在很大程度上减弱对湿热的综合影响。响应耕地扩张和造林的温度变化在白天和夜间是不同的，在不同的气候模式中也不一致。

LCLMC引起的局部效应可能对低纬度地区最温暖季节的劳动能力产生不可忽视的影响。研究发现，在某些地区，相对于当前气候条件和土地利用下的劳动能力水平，LCLMC引起的区域内所有网格单元的月平均户外劳动能力变化可达到- 14和+15%。因此，研究结果强调，这些影响可能在局部具有真正的意义，但同时也不确定，并且将受益于更多的观察性研究以及进一步的模型评估和开发。

总体而言，LCLMC在最温暖季节对低纬度地区的热应激和劳动能力产生不可忽视的影响。在制定LCLMC相关政策以确保可持续发展时，应考虑LCLMC对热应激的影响及其对适应的影响。

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小编说

该论文题目为 “Changes in Land Cover and Management Affect Heat Stress and Labor Capacity” 于2023年发表在《Earth’s Future》期刊（IF =8.852）。研究基于三个理想的敏感性实验的结果，考虑了(a)农田扩张、(b)灌溉扩张和(c)造林，这些实验由三个ESM进行的，即CESM、MPI-ESM和EC-Earth。研究表明LCLMC对人类热应激和劳动能力的影响应在LCLMC相关政策中加以考虑，以促进可持续发展。

引用信息

Orlov A, De Hertog S, Havermann F, et al. Changes in land cover and management affect heat stress and labor capacity[J]. Earth's Future, 2023, 11(3): e2022EF002909.

原文链接

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2022EF002909

转自：“生态遥感前沿”微信公众号

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