Article paru dans la revue PNAS le 4 Mai 2020 : “Future of the human climate niche”
auteurs : View ORCID Profile Chi Xu, Timothy A. Kohler, View ORCID Profile Timothy M. Lenton, View ORCID Profile Jens-Christian Svenning, and Marten Scheffer
Trad: J-Pierre Dieterlen from team Jancovici
Portée
Nous montrons que pendant des milliers d’années, les humains se sont concentrés dans un sous-ensemble étonnamment étroit des climats disponibles sur Terre, caractérisé par des températures annuelles moyennes autour de ∼13 °C. Cette répartition reflète probablement un créneau de température pour l’humanité lié à des contraintes fondamentales. Nous démontrons que, selon les scénarios de croissance de la population et de réchauffement, au cours des 50 prochaines années, 1 à 3 milliards de personnes devraient rester en dehors des conditions climatiques qui ont profité à l’humanité au cours des 6 000 dernières années. En l’absence d’atténuation du climat ou de migration, une partie importante de l’humanité sera exposée à des températures annuelles moyennes plus élevées que presque partout ailleurs aujourd’hui.
Résumé
Toutes les espèces ont une niche environnementale, et malgré les progrès technologiques, l’homme ne fera probablement pas exception. Ici, nous démontrons que depuis des millénaires, les populations humaines résident dans la même partie étroite de l’enveloppe climatique disponible sur le globe, caractérisée par un mode majeur autour de ∼11 °C à 15 °C de température moyenne annuelle (MAT, Mean Annual Temperature). Soutenant la nature fondamentale de ce créneau de température, la production actuelle de cultures et de bétail est largement limitée aux mêmes conditions, et le même optimum a été trouvé pour la production économique agricole et non agricole des pays grâce à des analyses de variation d’une année sur l’autre. Nous montrons que dans un scénario de changement climatique de statu quo, la position géographique de ce créneau de température devrait se déplacer davantage au cours des 50 prochaines années qu’elle ne l’a fait depuis 6000 ans (BP, Before Present). Les populations ne se contenteront pas de suivre l’évolution du climat, car l’adaptation in situ peut permettre de relever certains des défis, et de nombreux autres facteurs influent sur les décisions de migration. Néanmoins, en l’absence de migration, un tiers de la population mondiale devrait connaître une température moyenne annuelle (MAT) de plus de 29 °C, que l’on ne trouve actuellement que sur 0,8 % de la surface terrestre, principalement concentrée dans le Sahara. Comme les régions potentiellement les plus touchées sont parmi les plus pauvres du monde, où la capacité d’adaptation est faible, l’amélioration des conditions des peuples dans ces régions devrait être une priorité au même titre que l’atténuation du climat.
Le réchauffement climatique affectera les écosystèmes ainsi que la santé humaine, les moyens de subsistance, la sécurité alimentaire, l’approvisionnement en eau et la croissance économique de nombreuses manières (1, 2). On prévoit que les impacts augmenteront fortement avec le degré de réchauffement. Par exemple, le réchauffement à 2 °C, contre 1,5 °C, devrait augmenter le nombre de personnes exposées aux risques liés au climat et à la pauvreté de plusieurs centaines de millions de personnes d’ici 2050. Il reste cependant difficile de prévoir les impacts sur l’homme de l’interaction complexe des mécanismes entraînés par le réchauffement (1, 3). Une grande partie de l’impact sur le bien-être humain dépendra des réponses de la société. Il existe souvent des options d’adaptations locales qui pourraient améliorer les effets, si les ressources sont suffisantes (4). Dans le même temps, si certaines régions peuvent être confrontées à un déclin des conditions de prospérité humaine, les conditions dans d’autres endroits s’amélioreront. Par conséquent, malgré les formidables obstacles psychologiques, sociaux et politiques à la migration, un changement dans la répartition géographique des populations humaines et de la production agricole est un autre élément probable de la réponse adaptative spontanée ou gérée de l’humanité à un climat en évolution (5). Il est clair qu’il est nécessaire de comprendre les conditions climatiques nécessaires à l’épanouissement de l’homme. Malgré une longue et mouvementée histoire d’études sur le rôle du climat, et de l’environnement en général, sur la société en géographie et au-delà (6), les liens de causalité sont restés difficiles à établir, et les affirmations déterministes largement réfutées, étant donné la complexité des relations en question (7). Plutôt que de retourner dans les eaux troubles du déterminisme environnemental (8, 9), nous jetons ici un regard neuf sur cette question complexe et controversée. Nous exploitons les vastes ensembles d’informations démographiques, d’utilisation des terres et de climat qui sont devenus disponibles ces dernières années pour demander quelles ont été les conditions climatiques pour la vie humaine au cours des millénaires passés, puis nous examinons où ces conditions devraient se produire à l’avenir.
Résultats
Association de l’homme au climat, actuelle et passée.
Nos résultats révèlent qu’aujourd’hui, les humains, ainsi que la production de cultures et de bétail (Fig. 1 A, D et E), sont concentrés dans une partie étonnamment étroite de l’espace climatique total disponible (Fig. 1G). Ceci est particulièrement vrai en ce qui concerne la température annuelle moyenne (MAT), où le mode principal se situe autour de ∼11 °C à 15 °C (Annexe SI, Fig. S1). En revanche, une grande partie de la gamme des précipitations disponibles autour de cette température (Fig. 1G et Annexe SI, Fig. S1) est utilisée, sauf pour la partie la plus sèche. La fertilité des sols ne semble pas être un facteur majeur de la répartition humaine (Fig. 1H), et la productivité potentielle ne peut pas non plus être un facteur dominant, car la productivité primaire nette montre une répartition géographique très différente (Fig. 1I), avec un pic dans les forêts tropicales humides, qui n’ont pas été les principaux foyers de peuplement.
Fig. 1. La niche climatique humaine réalisée par rapport aux combinaisons disponibles de MAT et de précipitations. Les populations humaines sont historiquement restées concentrées dans un sous-ensemble étroit (A-C) de la gamme climatique disponible (G), ce qui ne s’explique pas par la fertilité du sol (H) ou la productivité primaire potentielle (I). La production actuelle de cultures (D) et de bétail (E) est largement conforme à la répartition humaine, tandis que le produit intérieur brut atteint son maximum à des températures un peu plus basses. Les reconstructions des populations humaines des 500 ans BP (Before Present) sont basées sur la base de données HYDE, tandis que celles pour les 6.000 ans BP (6K BP) sont basées sur ArchaeoGlobe (https://doi.org/10.7910/DVN/CQWUBI, Harvard Dataverse, V4). NPP, productivité primaire nette. Voir annexe SI, Méthodes.
Il est frappant de constater que les conditions apparentes de l’épanouissement humain sont restées pour l’essentiel les mêmes depuis le milieu de l’Holocène jusqu’à aujourd’hui (Fig. 1 A-C). Les reconstructions de la répartition humaine et du climat sont relativement fiables pour les siècles passés, mais l’incertitude augmente inévitablement à mesure que l’on remonte dans le temps. Néanmoins, les deux ensembles indépendants de reconstructions disponibles que nous avons analysés suggèrent que, dès 6000 ans BP, les humains étaient concentrés dans un sous-ensemble à peu près identique des conditions de température disponibles au niveau mondial (Fig. 1C et 2A), bien que les gens de l’époque vivaient de manière très différente de ceux d’aujourd’hui, principalement dans les premières phases de l’agriculture ou en tant que chasseurs-cueilleurs. Les contingences historiques (y compris la dépendance à l’égard des chemins) peuvent jouer un certain rôle dans l’inertie que nous observons, notamment en ce qui concerne les sites de prédominance économique. Cependant, ces points chauds économiques se produisent dans des conditions un peu plus froides que le centre de distribution de la population (Fig. 1F vs. Fig. 1A), et l’explication de ces modèles de prédominance économique nécessite de démêler la dynamique des cadres historiques, culturels et institutionnels (10⇓⇓⇓-14), ce qui dépasse la portée de cet article.
Fig. 2. Le changement du MAT vécu par les humains. (A) Densités de population humaine actuelle et passée (normalisée à la somme des unités) et niche humaine modélisée (courbe en pointillés bleus, un double ajustement du modèle gaussien de la densité de population actuelle) en fonction du MAT (°C), par contraste avec la situation prévue en 2070 (courbe rouge). Les bandes représentent les cinquième et 95e centiles de l’ensemble des reconstructions du climat et de la population. Pour la projection future, nous prenons les populations projetées et le climat RCP8.5 et SSP3. (B) Température moyenne subie par un être humain à différentes périodes. Les boxplots* et les points de données (points gris) sont indiqués pour l’ensemble des reconstructions du climat et de la population. Les reconstructions des populations humaines pour 6.000 ans BP sont basées sur les bases de données HYDE (HY) et ArchaeoGLOBE (AG) (avec traitement supplémentaire).
*Boxplot ou boite à moustaches en français
Si l’on se concentre sur la répartition mondiale des densités de population et que l’on examine comment ce codéveloppement avec le climat s’est fait au fil du temps, il s’avère que la niche des précipitations s’est élargie au cours des derniers siècles (Fig. 1A vs. Fig. 1B), ne laissant inoccupée que la partie la plus sèche du gradient (Fig. 1A vs. Fig. 1G). En revanche, la répartition de la population humaine par rapport aux MAT est restée largement inchangée (Fig. 2A), avec un mode principal autour de ∼11 °C à 15 °C accompagné d’un mode secondaire plus petit autour de ∼20 °C à 25 °C correspondant largement à la région de la mousson indienne (Annexe SI, Fig. S2). Dans le reste, nous nous concentrons sur cette niche de température réalisée. Les résultats pour la niche combinée précipitation-température sont présentés pour comparaison dans l’annexe SI.
Changement attendu
L’inertie historique de la distribution des populations en ce qui concerne la température (Fig. 2) contraste fortement avec le changement que devraient connaître les populations au cours du prochain demi-siècle, en supposant des scénarios de maintien du statu quo pour le climat (chemin de concentration représentative 8.5 [RCP8.5]) et la croissance démographique (chemin socio-économique 3 [SSP3]) en l’absence de migration importante (Fig. 2A, courbe rouge). En l’absence d’atténuation du climat ou de migration humaine, la température subie par un être humain moyen devrait changer davantage au cours des prochaines décennies qu’elle ne l’a fait au cours des six derniers millénaires (Fig. 2B ; pour différents scénarios de croissance démographique et de changement climatique, voir l’annexe SI, Fig. S3). Par rapport à la situation préindustrielle à 300 ans BP, l’augmentation moyenne de la température ressentie par l’homme d’ici 2070 s’élèvera à environ 7,5 °C, soit environ 2,3 fois l’augmentation moyenne de la température mondiale, un écart qui est largement dû au fait que les terres émergées se réchaufferont beaucoup plus rapidement que les océans (2), mais qui est également amplifié quelque peu par le fait que la croissance de la population devrait se faire principalement dans les endroits plus chauds (annexe SI, fig. S3).
Une façon d’obtenir une image des températures prévues dans les zones très peuplées en 2070 est de regarder les régions où des conditions comparables sont déjà présentes dans le climat actuel. La plupart des régions qui sont aujourd’hui proches du mode historiquement dominant ∼13 °C auront, dans 50 ans, un MAT de ∼20 °C, que l’on trouve actuellement dans des régions telles que l’Afrique du Nord, certaines parties du sud de la Chine et les régions méditerranéennes (annexe SI, figure S4). En attendant, les populations des régions qui sont déjà chaudes actuellement augmenteront pour représenter une partie importante de la population mondiale (mode droit de la courbe rouge de la figure 2A ; le rôle de la croissance démographique est visible dans l’annexe SI, figures S5 à S7). Ces populations croissantes connaîtront des MAT que l’on trouve actuellement dans très peu d’endroits. Plus précisément, 3,5 milliards de personnes seront exposées aux MAT ≥29.0 °C, une situation que l’on ne retrouve dans le climat actuel que sur 0,8 % de la surface terrestre mondiale, principalement concentrée dans le Sahara, mais qui devrait couvrir 19 % des terres en 2070 (Fig. 3).
Fig. 3. Expansion des régions extrêmement chaudes dans un scénario de maintien du statu quo climatique. Dans le climat actuel, les MAT >29 °C sont limitées aux petites zones sombres de la région du Sahara. En 2070, de telles conditions devraient se produire dans toute la zone ombragée selon le scénario RCP8.5. En l’absence de migration, cette zone abriterait 3,5 milliards de personnes en 2070 selon le scénario de développement démographique SSP3. Les couleurs de fond représentent les MAT actuelles.
Une autre façon de quantifier le changement consiste à suivre le mouvement de la localisation géographique du créneau de température des populations (Fig. 4 et Annexe SI, Figs. S8 et S9). Pour le scénario de changement climatique RCP8.5 (2), le déplacement géographique prévu des conditions favorables au cours des 50 prochaines années est important (Fig. 4). En effet, le déplacement du créneau sur la carte mondiale est plus important qu’il ne l’a été depuis 6.000 ans BP (Annexe SI, Fig. S8 et S9). Ces résultats sont robustes pour différentes reconstructions du climat passé, différentes approches de projection du climat futur (Annexe SI, Fig. S9), et différentes versions des reconstructions de l’utilisation des terres d’ArchaeoGlobe. L’ajout des précipitations comme dimension climatique supplémentaire permet d’affiner le modèle, principalement en excluant les déserts, mais laisse l’image globale inchangée (Annexe SI, Fig. S10). Le résultat est qu’au cours des prochaines décennies, le créneau de climat devrait se déplacer vers des latitudes plus élevées de manière inédite (Annexe SI, Fig. S11). Dans le même temps, les populations devraient s’étendre principalement aux basses latitudes (annexe SI, fig. S5), ce qui amplifiera le décalage entre la répartition prévue des humains et le climat.
Fig. 4. Projection du déplacement géographique de la niche de température humaine. (Haut) Position géographique de la niche de température humaine projetée sur la situation actuelle (A) et le climat projeté pour 2070 par le RCP8.5 (B). Ces cartes représentent les répartitions relatives des humains (additionnées à l’unité) pour la situation imaginaire où les humains seraient répartis sur les températures selon le modèle double gaussien stylisé adapté aux données modernes (la courbe bleue en pointillés de la figure 2A). © Différence entre les cartes, visualisant les zones de source (orange) et de puits (vert) potentiels pour les décennies à venir si les humains devaient être déplacés de manière à maintenir cette distribution historiquement stable en ce qui concerne la température. La ligne en pointillé dans A et B indique le centile de 5 % de la distribution de probabilité. Pour une analyse incluant les effets des précipitations, voir l’annexe SI, figure S10.
Une redistribution hypothétique
Comme les conditions vont se détériorer dans certaines régions, mais s’améliorer dans d’autres (Fig. 4C et Annexe SI, Fig. S9 et S10), une façon logique de caractériser la tension potentielle résultant du changement climatique prévu est de calculer comment la population future devrait en théorie être redistribuée géographiquement si nous voulons conserver la même distribution par rapport à la température (méthodes et résultats détaillés dans l’Annexe SI, Matériel). Un tel calcul suggère que pour le scénario climatique RCP8.5 de maintien du statu quo, et compte tenu des évolutions démographiques prévues (le scénario SSP3 [15]), ∼3,5 milliards de personnes (environ 30 % de la population mondiale projetée ; annexe SI, fig. S12) devraient se déplacer vers d’autres régions si la population mondiale devait rester répartie par rapport à la température de la même manière qu’elle l’a été au cours des derniers millénaires (annexe SI, fig. S13). Une forte atténuation du climat suivant le scénario RCP2.6 réduirait considérablement le déplacement géographique des zones viables et réduirait le déplacement théoriquement nécessaire à ∼1,5 milliards de personnes (∼13% de la population mondiale projetée ; annexe SI, fig. S12 et S13). De toute évidence, les différents scénarios de croissance démographique ont également des effets substantiels sur les estimations absolues de la migration potentielle (annexe SI, tableau S3). Ces estimations de mouvements de niche permettent de quantifier les implications du réchauffement climatique en termes non monétaires. Par exemple, en tenant compte de la croissance démographique prévue dans le scénario SSP3, chaque degré d’augmentation de la température au-dessus de la base actuelle correspond approximativement à un milliard d’êtres humains laissés en dehors du créneau de température, en l’absence de migration (annexe SI, figure S14).
Discussion
La transparence de notre approche est séduisante, mais implique inévitablement une certaine perte de nuance. Par exemple, la température ne rend compte que d’une partie du climat concerné (16), et les facteurs potentiellement importants de la prospérité humaine sont liés de manière complexe au climat (13). Il est important de noter que si notre projection du déplacement géographique du créneau des températures est illustrative, elle ne peut être interprétée comme une prévision de la migration, car de nombreux facteurs autres que le climat influent sur les décisions de migrer, et une grande partie de la demande de migration peut potentiellement être satisfaite par l’adaptation au climat (5, 17, 18). Ces complexités invitent à réfléchir sur deux questions clés : Premièrement, comment expliquer l’étroitesse du créneau des températures réalisées ? Deuxièmement, quelles sont les implications en termes de migration potentielle future en réponse au déplacement géographique de la niche de température ?
La question de la causalité
Pourquoi les humains sont-ils restés si constamment concentrés dans la même petite partie de l’espace climatique potentiel ? L’ensemble des mécanismes responsables des modèles est évidemment difficile à démêler. La constance de la répartition centrale des humains au cours des millénaires face à l’accumulation des innovations suggère un lien fondamental avec la température. Cependant, on pourrait avancer que la niche obtenue pourrait simplement refléter les besoins anciens de la production agraire. Peut-être que les gens sont restés et que les populations ont continué à se développer dans ces endroits, même si les conditions climatiques correspondantes étaient devenues sans importance ? Trois sources de données suggèrent que cela est peu probable, et qu’au contraire, la prospérité humaine reste largement limitée à la niche de température observée pour des raisons de causalité.
Premièrement, on estime que 50 % de la population mondiale dépend des petites exploitations agricoles (19), et une grande partie de l’énergie utilisée dans ces systèmes provient du travail physique effectué par les agriculteurs, qui peut être fortement affecté par les températures extrêmes (20). Deuxièmement, les températures élevées ont de fortes répercussions (21⇓-23), affectant non seulement la capacité de travail physique mais aussi l’humeur, le comportement et la santé mentale par l’épuisement dû à la chaleur et les effets sur les performances cognitives et psychologiques (20, 24, 25). La troisième indication, et peut-être la plus frappante, de la causalité derrière l’optimum de température que nous trouvons est qu’il coïncide avec l’optimum de productivité économique trouvé dans une étude des dynamiques liées au climat dans 166 pays (12). Afin d’éliminer les effets confondants des différences historiques, culturelles et politiques, cette étude s’est concentrée sur la relation au sein des pays entre les différences annuelles de productivité économique et les anomalies de température. L’optimum de ∼13 °C dans le MAT qu’ils ont trouvé se maintient globalement dans l’ensemble de l’activité agricole et non agricole dans les pays riches et pauvres. Ainsi, sur la base d’un ensemble de données entièrement différent, cette étude économique indique indépendamment le même optimum de température que nous déduisons.
Dans l’ensemble, il semble plausible que l’association historiquement stable entre la distribution des populations et la température reflète un lien de cause à effet plutôt qu’un héritage, dépendant de modèles anciens reflétant les besoins agraires ou les préférences encore plus anciennes des chasseurs-cueilleurs. Cela confirme l’idée que la relation historiquement stable et étroite entre la répartition humaine et le MAT représente un créneau de température humaine reflétant des contraintes fondamentales sur les populations.
La migration comme réponse possible au changement climatique
Il est évident que nos calculs hypothétiques de redistribution ne peuvent être interprétés en termes de migration attendue. Tout d’abord, des études régionales détaillées suggèrent que la migration réagit de manière non linéaire à la température (18, 26, 27). Ainsi, la migration ne peut s’accélérer que lorsqu’un seuil climatique critique est atteint. Plus généralement, les décisions en matière de migration ont tendance à être évitées et dépendent d’un ensemble complexe de facteurs, notamment des options d’adaptation (5, 17, 18). Cela implique que les chiffres de migration réalisés seront probablement bien inférieurs à ce que laisse supposer l’écart entre l’emplacement prévu du créneau de température et la répartition réelle de la population, même si nous n’avons pas pris en compte plusieurs facteurs susceptibles d’exacerber les mouvements, tels que les phénomènes météorologiques extrêmes ou l’élévation prévue du niveau de la mer, qui peuvent en eux-mêmes entraîner des déplacements de population importants à l’échelle mondiale (28, 29).
Il est clair que les projections de l’ampleur des futures migrations liées au climat (y compris les demandes d’asile) resteront très incertaines. Même les liens apparemment simples entre le climat et les récents conflits et vagues de migration sont controversés. Par exemple, dans les années qui ont précédé l’actuel exode syrien, le croissant fertile a probablement connu la pire sécheresse depuis 900 ans, rendant l’agriculture de subsistance dans les campagnes extrêmement difficile et poussant des millions de personnes en Syrie vers les villes, où les tensions se sont accrues (30). Toutefois, comme de nombreux facteurs jouent un rôle, l’évaluation du rôle relatif du climat dans ces conflits spécifiques ou dans les migrations massives reste toujours difficile (31, 32). Cela ne veut pas dire qu’il n’existe pas de preuves d’une relation de cause à effet entre les conflits et les événements climatiques tels que les sécheresses prolongées, tant aujourd’hui (33) que dans le passé (34). En fait, la littérature regorge de preuves d’anciens épisodes de migration et de bouleversements humains déclenchés par le climat (p. ex. les références 34⇓⇓⇓⇓⇓-40). Ainsi, la phase la plus froide du petit âge glaciaire en Europe (1560 à 1660 après J.-C.) a été liée à un pic de migration (1580 à 1650 après J.-C.) et à un effondrement de la population européenne à un minimum en 1650 après J.-C. (41). Auparavant, le Petit Âge glaciaire de la fin de l’Antiquité, de 536 à environ 660 après J.-C., avait touché la majeure partie de l’hémisphère nord, contribuant probablement à la transformation de l’Empire romain, aux mouvements de la steppe asiatique et de la péninsule arabique, à la propagation des peuples de langue slave et aux bouleversements en Chine (40). Il est clair que les leçons tirées de ces dynamiques anciennes ne peuvent être directement extrapolées aux temps modernes. Toutefois, si les résultats dépendent du contexte et si des considérations sociales, culturelles et politiques confuses sont toujours présentes, une série d’analyses suggère que les changements de conditions climatiques peuvent exercer suffisamment de stress pour déclencher des migrations (5, 17, 18, 42), dont une partie peut prendre la forme de vagues de demandeurs d’asile en réponse à des conflits liés au climat (43).
Il semble donc raisonnable de supposer qu’au moins une partie de l’écart causé par le déplacement géographique prévu dans le créneau de la température humaine pourrait être réduite par différentes formes de migration. Toutefois, il reste impossible à ce stade de prévoir l’ampleur de la redistribution de la population humaine due au climat. Les scénarios technico-économiques, les évolutions politiques, les changements institutionnels et les conditions socio-économiques qui influent sur les options d’adaptation peuvent avoir une incidence profonde sur les résultats d’une manière qui méritera d’être explorée dans le cadre d’analyses de scénarios plus approfondies utilisant les différentes hypothèses qui sous-tendent les PAS. En outre, l’augmentation de la mortalité due aux vagues de chaleur sur des populations denses dans des endroits déjà chauds comme l’Inde invite à un examen plus approfondi (44). Un travail de suivi est nécessaire pour rechercher des voies intégratives pour une adaptation efficace, ainsi que pour définir les limites fondamentales de ce qui est possible compte tenu des ressources disponibles.
Perspectives
En résumé, nos résultats suggèrent une forte tension entre la répartition future de la population prévue et les emplacements futurs des conditions climatiques qui ont bien servi l’humanité au cours des derniers millénaires. Jusqu’à présent, la portée de l’adaptation locale a été le point central des analyses des réponses possibles à un climat changeant (4), malgré un manque frappant d’adaptation effective dans la plupart des régions (12, 13). Il n’est pas trop tard pour atténuer le changement climatique et pour améliorer la capacité d’adaptation, en particulier lorsqu’il s’agit de stimuler le développement humain dans le Sud (45, 46). Cependant, notre approche soulève naturellement la question du rôle que la redistribution des populations peut jouer. La migration peut avoir des effets bénéfiques pour les sociétés, notamment en stimulant la recherche et l’innovation (47). Cependant, à plus grande échelle, la migration provoque inévitablement des tensions, même aujourd’hui, alors qu’un nombre relativement modeste de ∼250 millions de personnes vivent en dehors de leur pays de naissance (48). L’examen des avantages de l’atténuation du climat en termes de déplacements potentiels évités peut être un complément utile aux estimations en termes de gains et de pertes économiques.
Méthodes
Nous avons caractérisé le créneau du climat des populations en utilisant des ensembles de données mondiales maillées pour la population ainsi qu’une série de variables sociales et environnementales. Nous avons utilisé les données démographiques actuelles ainsi que les données démographiques reconstituées disponibles dans la base de données historique de l’environnement mondial (HYDE 3.1) (49). Pour les premières périodes, ces données démographiques sont rétrospectives et proviennent de sources multiples. Pour l’Holocène moyen, nous avons donc complété les données HYDE par une reconstruction décrite dans l’annexe SI et basée sur des estimations directes de l’archéologie (50). Des détails sur les sources et le prétraitement des données sur la production végétale, la distribution du bétail, le produit intérieur brut, et les MAT et les précipitations annuelles moyennes (MAP, Mean Annual Precipitation) passées et présentes sont également présentés dans l’appendice SI. Nous avons tracé des cartes de chaleur illustrant le créneau du climat humain passé et actuel en calculant la densité moyenne de population et d’autres variables dans chaque case de combinaison MAT et MAP et en lissant le résultat, à l’exclusion des cases comportant des points de données éparses. Nous avons également présenté les moyennes courantes des variables pertinentes séparément par rapport aux MAT et MAP dans l’annexe SI. Les incertitudes ont été caractérisées comme étant les cinquième et 95e centiles, en utilisant différents ensembles de données sur la population et le climat (Annexe SI).
Nous avons modélisé le créneau de température humain effective Nous avons ensuite projeté le créneau modélisé dans les conditions climatiques passées (6.000 ans BP) et futures (2070) (dans le cadre de différents PCR du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat) afin d’illustrer le déplacement géographique potentiel du créneau de température humaine dans le cadre d’un réchauffement climatique proche. Pour tester la résistance à l’ajout des précipitations comme dimension supplémentaire de la niche climatique humaine, nous avons également projeté la répartition humaine lissée en termes de MAT et de MAP vers les climats passés et futurs à des fins de comparaison.
Pour quantifier le déplacement projeté de la niche de température humaine, nous avons calculé les proportions de gain ou de perte de niche additionnées. En multipliant la population mondiale totale projetée (dans le cadre des différents programmes de sécurité alimentaire du GIEC) par la proportion de niche déplacée, nous avons estimé les nombres qui seraient potentiellement déplacés si la distribution de probabilité sur les températures restait inchangée d’ici 2070.
Une description détaillée de nos matériaux et méthodes se trouve dans l’annexe SI, où le lecteur peut également trouver un large ensemble de résultats et d’analyses de sensibilité supplémentaires, ainsi qu’un lien Dryad vers les données utilisées et les scripts pour tous les calculs.
Remerciements
Nous remercions Els Weinans et Shuqing Teng pour leur aide dans le traitement des données et la vérification des codes. Nous remercions également Andrew Gillreath-Brown, Henry Wright, Pablo Marquet et Jennifer Dunne pour leurs discussions perspicaces à l’Institut de Santa Fe, et Neil Adger pour ses commentaires perspicaces sur le défi que représente la prévision des dynamiques migratoires. Ces travaux ont été en partie financés par le National Key R&D Program of China (subvention 2017YFC0506200 à C.X.), la National Natural Science Foundation of China (subvention 31770512 à C.X.), l’Advanced Grant and Spinoza award du Conseil européen de la recherche (à M.S.) et un groupe de travail de l’Institut de Santa Fe sur la niche humaine (à T.A.K. et M.S.). Le T.A.K. remercie la Fondation nationale des sciences des États-Unis pour son soutien dans le cadre de la subvention SMA-1637171. La contribution de T.M.L. a été soutenue par le Leverhulme Trust (subvention RPG-2018–046) et l’Alan Turing Institute, par le biais d’une bourse Turing. J.-C.S. considère ce travail comme une contribution à son projet de chercheur VILLUM “Biodiversity Dynamics in a Changing World” financé par VILLUM FONDEN (Subvention 16549).
Notes de bas de page
1To whom correspondence may be addressed. Email: xuchi@nju.edu.cn or marten.scheffer@wur.nl.- Author contributions: C.X. and M.S. designed research; C.X., T.A.K., T.M.L., and J.-C.S. performed research; C.X. analyzed data; M.S. wrote the paper; T.A.K. analyzed the archaeological data; and T.A.K., T.M.L., and J.-C.S. commented on all versions of the manuscript and contributed by suggesting novel additional analyses and interpretations.
- Reviewers: V.G., Stockholm University; and L.K., University of Cambridge.
- The authors declare no competing interest.
- This article contains supporting information online at https://www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1910114117/-/DCSupplemental.
- Copyright © 2020 the Author(s). Published by PNAS.
This open access article is distributed under Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives License 4.0 (CC BY-NC-ND).
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