气候变化对人类健康影响的研究:IPCC AR6 WGⅡ的解读

王艳君,王东方,高妙妮,单敬敬,苏布达*

① 南京信息工程大学 地理科学学院/灾害风险管理研究院,江苏 南京 210044; ② 南京信息工程大学 气候与环境治理研究院,江苏 南京 210044

自政府间气候变化专门委员会(IPCC)第一次评估报告(FAR)以来,关于气候变化对人类健康影响的研究就是IPCC第二工作组报告的重要组成部分(IPCC,1990),从第二次评估报告(SAR)开始更是作为独立的章节出现,指出气候变化会对人类造成严重但未被充分认识的健康风险(IPCC,1995);第三次评估报告(TAR)在短期天气事件对人类健康影响的认识方面相较之前有进一步提高(IPCC,2001);第四次评估报告(AR4)较TAR在热浪对人类健康影响的量化方面取得了较大进展,指出中低收入国家在适应气候变化给人类健康带来的影响方面面临巨大的挑战(IPCC,2007);第五次评估报告(AR5)在气候变化对人类健康影响的研究方法上有所改进,包括更复杂的建模等,并且增加了大量关于减排政策对人类健康积极影响的研究(IPCC,2014)。第六次评估报告(AR6)从气候变化对人类健康的直接影响与间接影响两方面展开评估,其中直接影响包括高温热浪、极端低温与其他极端天气气候事件(如洪水、风暴、火灾等)造成的影响,间接影响包括对传染性疾病(如病媒传播疾病、水传播疾病、食源性传播疾病、呼吸道传染疾病等)、非传染性疾病(如心血管疾病、非传染性呼吸道疾病、恶性肿瘤等)、营养不良和精神健康的影响。相比AR5,AR6在气候变化对人类健康和福祉有害影响的检测与归因方面的文献显著增加,评估内容更广泛,证据更充分,在气候变化对精神健康影响方面的研究更加深入(IPCC,2022)。与此同时,自AR5以来多项与气候变化及人类健康相关的国际协定陆续生效,包括2015年通过的《巴黎协定》,其在三个独立的章节中都提到了人类健康,并且成立了专门的工作小组研究气候变化对人口流离失所的影响;联合国2030年可持续发展目标中的目标3(健康和福祉)和目标13(气候行动)也与AR6第七章的研究内容高度相关。AR6同时指出,气候变化对人类系统构成的风险并非彼此孤立发生,也不是孤立于其他环境和非环境风险的,其造成的直接和间接影响对人类健康构成多重威胁,并可能同时发生,导致复合或级联影响,例如2019新冠病毒(COVID-19)的大流行就暴露了人类在社区、国家和国际层面应对严重的健康威胁和气候变化相关冲击方面能力的不足。本文将对AR6第二工作组报告有关气候变化对人类健康影响的评估内容进行梳理与解读,以期为国内政府部门和学者开展相关工作提供参考。

1 气候变化对人类健康的直接影响

气候变化对人类健康的直接影响体现在高温热浪、极端低温以及洪水、风暴、火灾等极端天气气候事件造成的健康效应。充分的证据表明,极端高温和极端低温已经对人类健康(高信度)、死亡率(很高的信度)和发病率(高信度)造成影响。由于广泛的城市化、人口规模和空间分布的变化以及极端高温事件发生频率的增加,暴露于高温事件的人口呈现上升趋势(Bohra-Mishra et al.,2017;Liu et al.,2017;Harrington and Otto,2018;Rohat et al.,2019;Watts et al.,2019)。例如,1980—2017年期间,世界上人口最多的150个城市暴露于极端高温事件的人口增加了500%(Li et al.,2021)。未来气候变化条件下,人口的高温暴露度将继续增加(很高的信度)。对非洲、欧洲、美国、中国和印度人口暴露于极端高温的变化评估普遍发现:与可持续发展路径(如SSP1)相比,在不均衡路径(如SSP4)下,气候变暖的影响将被放大(高信度)。

研究发现,温度的快速变化会增加与热有关的健康危害和死亡风险(Cheng et al.,2019),尤其在低收入和中等收入国家,由于在很大程度上忽视了热作为健康的风险因素,所以温度的快速变化会导致更高的死亡风险(Campbell et al.,2018)。国家尺度上可归因于非适宜温度的死亡率约为3.4%～11.0% (Zhang et al.,2019),极端高温和极端低温会导致更高的早亡率;老年人在极端高温期间面临更大的死亡风险,并且绝大多数是源自心血管疾病(CVD)(很高的信度)(Giorgini et al.,2017)。预计到2050年(与1961—1990年相比),每年将新增高温死亡人数9.4万人,主要分布在亚洲和高收入国家(图1);到2100年,与热相关的CVD死亡率会更高,特别在排放较高(RCP8.5)的情景下(Ahmadalipour and Moradkhani,2018)。无论是否考虑适应,中南美洲、南欧、南亚和东南亚以及非洲将经历最严重的由气候变化所导致的与热有关的死亡率的增加(高信度)。未来与热有关的死亡人数将超过与冷有关的死亡人数(高信度)(Aboubakri et al.,2020)。同时,在RCP8.5情景下,与热和冷相关的死亡率趋势可能存在强烈的区域差异,全球北方国家将经历中度水平以上的与寒冷相关的死亡率下降,而全球的温暖气候国家预计到21世纪末将经历高温死亡率的增加。由于城市热岛效应加剧了区域热量的变化,预计城市地区的高温风险将更大(高信度)(Rohat et al.,2019；Li et al.,2021)。

图1 与1961—1990年相比，预计2030年和2050年因气候变化导致的新增死亡人数(Hales et al.,2014)Fig.1 Projected additional annual deaths attributable to climate change,in 2030 and 2050 compared to 1961—1990(Hales et al.,2014)

此外,在极端高温条件下,已经观察到与水电解质紊乱、肾功能衰竭、尿路感染、败血症、中暑以及意外伤害相关的住院人数增加,而由呼吸道疾病引起的住院和死亡高峰也发生在高温事件期间(Krug et al.,2020),高温还与较高的早产率、低出生体重、死胎、新生儿压力和儿童健康不良有关(Kuehn and McCormick,2017)。

由其他极端天气气候事件(如洪水、风暴、火灾等)造成的伤害,表现出明显的气候敏感性。气候变化很可能增加了目前与极端天气有关的伤害造成的疾病负担,特别是在低收入国家中,但有关气候变化造成的伤害负担的证据有限。极端事件直接导致创伤性伤害、溺水和烧伤以及与流离失所相关的大量精神健康负担、抑郁症和创伤后应激障碍,同时也带来了巨大的发病率和死亡率负担,这些负担因地点和危害而异,发展中国家与极端事件相关的伤害事件发生后一年患病率为1.4%～37.9%。某些群体,包括原住民、儿童和老人(Ahmed et al.,2020)面临更大的伤害风险。此外,儿童和孕妇暴露于极端天气事件的比率可能更高,极端天气事件与获得产前护理的机会减少、无人看管分娩以及儿科医疗保健的减少有关(Haque et al.,2019)。

2 气候变化对人类健康的间接影响

气候变化对人类健康的间接影响一方面通过自然生态系统为中介因素,比如昆虫传播媒介、病原体、空气和水污染等;另一方面通过人类社会系统为中介因素,如极端天气频发导致人们流离失所或财产损失而产生的精神疾病或心理压力等。具体包括对传染性疾病、非传染性疾病、营养不良和精神健康的影响。

2.1 传染性疾病

已观察到的与气候变化密切相关的传染性疾病有病媒传播疾病、水传播疾病、食源性传播疾病、呼吸道感染疾病等。它们大多与全球变暖密切相关,由于温度的升高使得传染病分布的范围更加广泛,传播的适宜时间段更长。气候敏感性病媒传播疾病包括蚊媒疾病、啮齿动物传播疾病和蜱传疾病。许多传染性病原体、病媒、非人类宿主对环境气候条件敏感,这种气候敏感性由较高温度下的病媒增殖和繁殖速率提高、传播季节的延长、生态变化、与气候相关的病媒迁移、水库宿主或人类种群的迁移等因素造成 (Rocklöv and Dubrow,2020)。自AR5以来,越来越多的证据表明,登革热、疟疾和其他蚊媒传播疾病的媒介能力有所提高,在哥伦比亚和埃塞俄比亚的高原地区,疟疾在温暖的年份已经向高海拔地区转移(Siraj et al.,2014;Midekisa et al.,2015)。预计气温上升可能导致登革热、黄热病、基孔肯雅病毒和寨卡病毒的主要传播媒介埃及伊蚊和伊蚊的分布向极地移动和整体扩张,增加登革热风险并促进其全球传播 (高信度),同时,极有可能导致非洲撒哈拉以南、亚洲和南美洲部分地区疟疾感染的风险显著增加,研究估计,到2050年(与1961—1990年相比),每年将新增疟疾死亡人数3.3万人,主要分布在非洲国家(图1)。

除了病媒传播疾病以外,水传播疾病是对全球贫困地区人类身体健康造成威胁的主要传播疾病,包括腹泻病(如霍乱,志贺氏菌,隐孢子虫和伤寒)、血吸虫病、钩端螺旋体病、甲型和戊型肝炎以及脊髓灰质炎。水传播疾病的病例数量相当庞大,即使在高收入国家,水传播疾病仍然是一个令人担忧的问题(Cissé et al.,2018;Brubacher et al.,2020;Lee et al.,2021)。自AR5以来,越来越多的证据表明,温度升高(很高的信度)、强降雨(高信度)、洪水(中等信度)与腹泻病的增加有关。未来气候变化将导致腹泻病发生率和致死率的提高,预计平均温度升高1 ℃,全球腹泻发病率增加7%,腹泻性大肠杆菌发病率增加8%,以及腹泻导致的死亡人数增加3%～11%(高信度)(Carlton et al.,2016;Philipsborn et al.,2016),到2050年(与1961—1990年相比),每年将新增腹泻病死亡人数3.3万人,主要分布在非洲和亚洲国家(图1)。同时气候变化将增加其他一系列水传播疾病和寄生虫相关疾病的未来健康风险,其影响因地区而异(中等信度)。由于气温上升和干旱,非洲可归因于原生动物寄生虫的水传播疾病预计将增加;强降雨和高温与受影响地区的霍乱风险增加有关,可导致严重的发病率和死亡率(很高的信度) (Levy et al.,2018)。

食源性疾病是指因摄入被致病细菌、病毒、寄生虫、毒素、变质药物污染的食物而导致的疾病,此类疾病的增加与较高的气温和水温以及较长的夏季之间存在着很强的关联(很高的信度),风险通过整个食物链中的复杂传播途径和广泛的食源性病原体发生,最受关注的食源性病原体是那些具有低感染剂量、在环境中持续存在和对温度变化具有高应激耐受性的病原体(例如肠道病毒,弯曲杆菌属,大肠杆菌,沙门氏菌等)。已观察到平均环境温度升高与沙门氏菌感染增加之间,降水和温度与由弯曲杆菌引起的食源性疾病之间均存在显著的关联。未来在强降水事件或洪水增加的地区,沙门氏菌、弯曲杆菌病和其他肠道病发生的风险可能会上升(中等信度)。

2.2 非传染性疾病

非传染性疾病是全球最大的疾病负担,约占高收入国家疾病负担的80%,低收入和中等收入国家的非传染性疾病负担较低,但预计会上升。已确定的气候敏感性非传染性疾病包括心血管疾病、非传染性呼吸道疾病、癌症和包括糖尿病在内的内分泌疾病。此外,多种气候敏感性非传染性疾病与食物安全、营养和精神健康之间存在潜在的相互作用。

心血管疾病(CVD)是全球主要的死亡原因,目前世界上四分之三以上的心血管疾病死亡发生在低收入和中等收入国家。除了温度变化外,气候变化还通过其他机制影响心血管疾病的发生风险。例如,暴露于空气中的污染物,包括颗粒物、臭氧、黑碳、氮氧化物、硫氧化物、碳氢化合物和金属等,可以引起促炎症和促凝血状态、内皮功能障碍和高血压反应(Giorgini et al.,2017)。气候变化预计还将增加自然发生的野火数量和严重程度,这也导致了与野火烟雾相关的CVD发病率和死亡率的提升(Chen et al.,2021),其他与炎热天气相关的身体活动减少、睡眠障碍和脱水等也可能增加CVD风险。

非传染性呼吸道疾病包括哮喘、慢性阻塞性肺病和肺癌以及几乎所有慢性肺病,占2019年全球死亡的10.6%。根据暴露途径,多种非传染性呼吸道疾病对气候敏感(很高的信度)(Deng et al.,2020)。气候变化引起的空气质量变差导致一系列非传染性疾病,包括心血管、呼吸和神经系统疾病的死亡率及住院率上升。到2050年,仅气候变化就可能导致中欧和南欧臭氧相关死亡率增加11%。未来人口老龄化以及弱势群体数量的增加可能主导高排放情景(RCP8.5)下死亡人数的净增长(Doherty et al.,2017;Chen et al.,2020)。在气候变化条件下,由于CO施肥作用,桦树和豚草等过敏性物种的花粉季节长度和花粉浓度预计将增加,花粉过敏和相关过敏性疾病的发生率也会随之增加(Ziska et al.,2019;Ziska,2020;Beggs,2021)。预计到2090年,美国每年的花粉过敏和相关过敏性疾病急诊科就诊人数增加8%(RCP4.5)和14%(RCP8.5)(Neumann et al.,2019)。

2.3 营养不良

气候变化和频繁的极端事件,加剧了许多地区的食物安全问题和获得健康食物的困难程度(高信度),这不仅导致年龄体重不足、发育迟缓、身体消瘦或功能性缺乏维生素和/或矿物质(微量营养素营养不良)等营养不良现象出现,还导致肥胖和易患非传染性疾病(FAO,2018;Swinburn et al.,2019)。2019年全球有超过6.9亿人营养不良,1.44亿儿童发育迟缓,4 700万儿童消瘦,20多亿人缺乏微量营养元素,55个国家的1.35亿多人经历了严重的饥饿,需要紧急食物、营养和生计援助(FSIN/GNAFC,2020)。全球变暖条件下,预计在亚洲和非洲,受营养不足、发育迟缓相关影响的儿童人数将增加,到2030年儿童发育迟缓人数将达到750万,到2050年将达到1 010万。气候变化对农业生产和区域食物供应的影响将改变饮食的组成,要确保所有人都获得健康饮食将变得越来越困难(高信度)。Springmann et al.(2016)预测,到2050年,气候变化将导致人均食物供应减少3.2%,水果和蔬菜消费减少4.0%,红肉消费减少0.7%。重要粮食作物的营养成分,包括蛋白质含量和微量营养素,受到较高CO浓度的负面影响,对未来的食物利用带来潜在风险(高信度)。预计到2050年,大米、小麦和大麦的蛋白质含量将分别下降7.6%,7.8%和14.1%,从而造成高达1.48亿人面临缺乏蛋白质的风险(Medek et al.,2017)。此外,有害藻华将在全球范围内增加,从而增加海鲜被海洋毒素污染的风险(Wells et al.,2020),霉菌毒素和黄曲霉毒素也可能变得更加普遍(中等信度),这都将增大食物不安全的风险。

2.4 精神健康

已经观察到一系列气候事件对精神健康产生的不利影响(很高的信度)。气候事件影响精神健康的途径是多种多样和复杂的,并且与其他造成脆弱性的非气候影响因素相互关联。气候的暴露可能是直接的,例如经历极端天气事件或长时间的高温,也可能是间接的,例如营养不良、流离失所或气候变化对身体健康的影响 (Nagy et al.,2018)。根据这些背景和环境因素,气候事件可能会造成一系列潜在的精神健康影响,包括焦虑、抑郁、急性创伤性应激、创伤后应激障碍、药物滥用和睡眠问题等(图2)。

图2 气候变化对精神健康的影响(IPCC,2022)Fig.2 Diminished mental health from climate change (IPCC,2022)

大量研究确定了包括飓风、热浪、野火和干旱在内的气候危害对精神健康有重大的负面影响(很高的信度)。与高温相关的精神健康结局包括自杀、精神病院住院和因精神障碍的急诊室就诊、焦虑、抑郁和急性应激反应(Park et al.，2021)。经历过飓风后,大约20%～30%的人在事件发生后的几个月内患上抑郁症或创伤后应激障碍(Obradovich and Fowler,2017),这与经历过洪水的人的发病率相似(Waite et al.,2017)。在极端天气事件之后,儿童和青少年特别容易患上创伤后应激障碍(Brown et al.,2017;Hellden et al.,2021),对精神健康问题的易感性增加可能会持续到成年后(Maclean et al.,2016)。已经存在精神健康问题的人和急救人员也会在灾难发生后经历更多的精神健康问题。由于直接经历野火或随后流离失所造成的创伤对精神健康有显著负面影响(高信度)(Dodd et al.，2018)。此外,气候对经济、社会和食物系统的影响也会对精神健康产生影响(高信度)。未来洪水、干旱和飓风等极端事件的发生频率增加,将直接恶化精神健康,并增加焦虑,同时人类的日常行为系统将以多种方式被气候变化所扰乱,这也将对精神健康造成许多潜在威胁。例如,气候变化可能会改变人类的身体活动和活动模式,进而改变由定期身体活动促进的精神健康状况(Obradovich and Fowler,2017;Obradovich and Rahwan,2019)。

3 应对人类健康风险

通过积极主动和有效的健康风险管理,许多观察和预测到的气候变化对人类健康的影响可以减少或避免,这很大程度上取决于21世纪中叶气候变暖程度和社会经济发展情景。应对方案主要通过但不局限于以下方式:1)减少与气候相关危害的暴露度;2)降低与气候相关危害的脆弱性;3)加强卫生系统对健康风险的应对。坚持可持续的、具有气候恢复力的发展路径(CRDP)将能够减少暴露度、脆弱性和社会不平等,并在更广泛的范围内采取及时有效地适应和减缓措施,有可能减少气候变化对人类健康的影响。

自AR5发布以来,对健康问题的解决方案的理解空间已经扩大,人们对气候变化的暴露度和脆弱性、适应的有效性以及缓解政策和技术的协同效益有了更多的了解。在全球范围内,卫生系统对健康领域适应气候变化的资金支持仅占气候融资项目的0.5%,总体上资源不足,应对气候变化的健康风险存在显著适应差距。卫生部门一直通过对加强卫生系统的政策和措施进行渐进式改革来填补适应差距,但随着气候变化对人类健康风险的不断增大(Ebi et al.,2020),政策性渐进式变化将不足以应对气候变化的健康风险,需要对卫生系统进行更多的转型变革,明确并紧迫地解决环境变化、社会经济发展和人类福祉之间相互作用,协调影响人类健康和卫生系统有效运行的多个部门的规划与行动,以促进具有气候恢复力的发展路径,具体措施包括可再生能源的普及;向健康、绿色包容的城市转型;饮食方面素食的增加;减少土地的开发;绿色城市的建设;向更健康、公平、高福祉、低碳的社会转型等。

对卫生和其他系统的大力投资,以及为减少特定气候敏感性疾病的暴露进行有针对性的投资,是适应某些关键风险的有效措施(高信度)。通过加强对病媒控制综合管理办法、疾病监测、早期预警系统以及疫苗开发和实施,可以大大抵消气候变化对病媒传播疾病的未来影响(很高的信度)(Cissé et al.,2018)。应对未来与水传播和食源性疾病相关的气候风险的重要措施包括改善饮用水的获取性、减少水和卫生系统暴露于洪水和极端天气事件，以及改进和扩大预警系统(很高的信度)(Cissé,2019;Brubacher et al.,2020)。在不断变化的气候中保护和促进营养的适应措施包括健康的食物系统和饮食的结合、社会保护计划和安全网、卫生服务的获取性、降低营养敏感性风险、以社区为基础的发展、妇女赋权、营养智能投资、加强政策一致性以及机构和跨部门合作(FAO,2018;Ssempiira et al.,2018)。

多部门综合方法有利于应对极端高温风险(高信度)。这种方法包括针对城市和非城市环境的早期预警和响应系统的热行动计划,热行动计划将天气预报预警和通信系统以及响应活动联系起来(McGregor,2015);针对一般人群和弱势群体(如老年人或户外工作者)的经过不断试验、测试和迭代更新的响应策略,如改善基本保护(包括遮阴、计划休息时间)、适合高温的个人防护设备、合理的工作时间安排、热适应锻炼、获得冷饮用水和现场冷却设施以及工作机械化(Morabito et al.,2021);以及有效的利益相关者的沟通计划(Ebi,2019)。这些短期响应可以通过长期城市规划和设计来补充,包括基于自然的解决方案,以减轻城市热岛效应(高信度)(Alexander et al.,2016)。

为降低营养不良风险而采取的适应措施需要多部门行动(高信度)(Mbow et al.,2019)。适应行动包括获得可持续食物系统负担得起的健康和多样化饮食(高信度);获得包括孕产妇、儿童和生殖健康在内的卫生服务;营养服务、营养和冲击敏感性社会保护、水和卫生以及早期预警系统(高信度);以及风险分担和转移(中等信度)(FAO,2018;Mbow et al.,2019)。此外,营养敏感性适应措施的主要推动因素包括赋予妇女权力和教育(高信度)、有效管理以及整合人道主义、发展与和平关系(中等信度)。应对与极端天气相关的精神健康风险包括事前预防和事后响应(Cohen et al.,2019;James et al.,2020),主要措施包括增加资金投入和获得精神保健的机会、监测极端天气事件的社会心理影响、社区尺度的精神健康规划、以及对精神健康急救中心的护理人员和急救人员提供精神健康急救培训(Hayes et al.,2018)。

4 总结

IPCC AR6 第二工作组第七章主要开展了气候变化对人类健康的影响与风险评估,提出了应对气候变化的人类健康风险的适应措施。与AR5相比,以更充分的证据指出气候变化通过直接或间接方式已经对人类健康(包括精神健康)产生了负面影响,并在更广泛的地理区域影响越来越多的健康结局(包括传染性和非传染性疾病)。AR6指出高温将持续对人类健康构成重大风险;全球平均气温升高使得登革热、疟疾和其他蚊媒传播疾病的媒介能力提高,影响范围开始向高海拔地区扩展;高温、强降雨和洪水导致腹泻和霍乱等水传播疾病风险增加;温度上升以及空气中污染物浓度升高进一步导致心血管疾病与非传染性呼吸道疾病发病率和死亡率的提升。同时,AR6出现了大量关于气候变化对精神健康有害影响的新证据和新认识,对气候变化与食物不安全之间联系的分析已经扩展到营养不足之外,包括气候变化对饮食多样性和体重相关风险因素的影响以及饮食选择对温室气体排放的作用等。此外,气候变化对妇女和女童的健康尤其在食物安全方面造成的影响格外显著。未来气候变化将大大增加一系列气候敏感性疾病造成的健康风险,排放较高的情景将放大气候变暖的影响。AR6提出扩大对卫生系统和其他系统的资金支持,加强跨部门和跨系统的整合与合作,促进可持续的具有恢复力的发展路径以及降低脆弱性和社会不平等,采取积极主动和有效的健康风险管理措施,可以减少气候变化对人类健康的影响。