基于ORCHIDEE陸面過程模式構建的全球植被-動物-人類(狩獵采集者)相耦合的模型

生態系統-人類耦合模型揭示出：食譜中肉食占比(由動植物資源的季節性相對豐度決定)的增加顯著降低單位NPP所能支撐的人口密度
（神秘的地球uux.cn報道）據北京大學城市與環境學院：作為一個物種，人類如何養活自身并繁衍至今？揭示從狩獵采集這個最簡單的生計方式切入，或許可以洞察百萬年來人類與自然環境之間最底層的狩獵生態武漢漢陽大圈的外圍聯系方式vx《1662+044+1662》提供外圍女上門服務快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達關系。
狩獵采集是采集人類歷史上存在時間最久的生業模式。雖然在約一萬年前農業起源之后，人口世界上多數地區，密度尤其是何受環境亞洲和歐洲的狩獵采集社會逐漸被農業社會取代，但很多狩獵采集族群持續到了近現代。研究約束人類學研究者通過實地調查和文獻整理，揭示匯編了過去兩個多世紀存在的狩獵生態300余個狩獵采集族群的人口數量、分布、采集食譜、人口生活方式等重要資料。密度武漢漢陽大圈的外圍聯系方式vx《1662+044+1662》提供外圍女上門服務快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達這些族群分布在幾乎所有的何受環境大洲和氣候帶，為探討人口與生態系統的研究約束關系提供了寶貴的數據。
狩獵采集者直接從野生動植物中獲取食物，因此其人口數量與當地氣候和生態系統參數緊密關聯。以往研究已發現，狩獵采集人口密度與生態系統凈初級生產力(NPP)顯著相關，但單位NPP所支撐的人口密度在世界各地不同部族之間相差可達近3個數量級。其中的原因仍是一個未解的謎題。
為了探究生態系統通過什么樣的定量機制影響人口密度，北京大學城市與環境學院朱丹研究團隊在已有的陸面過程模式基礎上，構建了首個全球植被-動物-人類(狩獵采集者)相耦合的模型(圖1)：該模型在物質能量守恒基礎上，通過描述人類每天根據動植物資源的相對豐度選擇捕獵或采集來獲取食物等微觀過程，結合出生和死亡(營養狀態影響出生率和死亡率)等人口學方程，來模擬不同氣候和生態系統中的人口動態。
這一基于過程(process-based)的機理模型涌現出重要的規律：在非生長季(冬季或旱季)較長的地區，由于可食用植物的季節性匱乏，狩獵采集者高度依賴由捕獵獲取的動物作為食物來源；同時由于能量從低營養級向高營養級傳遞會產生大量損耗，對于食譜中動物占比更高的族群，單位NPP所能支撐的人口密度遠低于以植物為主要食物來源的族群。該機理模型涌現出的宏觀規律得到了觀測數據的支持(圖2)，進而從機制上定量揭示了世界各地狩獵采集人口密度巨大差異的原因。
接下來，研究團隊計劃將該模型應用于過去近二十萬年，探究古氣候變化和生態系統演變如何影響古人類的人口動態和遷徙，以及人類覓食、捕獵和擴張如何反作用于生態系統，從而更深入理解人類演化和發展的自然影響因素以及史前人類對生態系統的長期影響。
該研究成果以“Global hunter-gatherer population densities constrained by influence of seasonality on diet composition”為題，于2021年9月9日在線發表于Nature Ecology & Evolution（《自然•生態與演化》）。北京大學城市與環境學院朱丹研究員為第一和通訊作者，合作者來自加拿大麥吉爾大學、西班牙巴塞羅那自治大學、法國氣候與環境實驗室。該成果得到了國家自然科學基金(41988101)項目資助。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41559-021-01548-3
相關報道：研究證實飲食結構限制狩獵采集族群規模
（神秘的地球uux.cn報道）據科技日報（韓揚眉）：人類作為一個物種，是如何養活自身并繁衍至今的？地球生態系統又是如何支撐或者制約人口的數量和密度的？近日，北京大學城市與環境學院研究員朱丹團隊在已有的陸面過程模式基礎上，構建了首個全球植被—動物—人類（狩獵采集者）相耦合的模型，從機制上定量揭示了世界各地狩獵采集人口密度巨大差異的原因。相關研究成果發表于《自然—生態與演化》。
“人類要生存，首先需要從環境中獲取食物，不同的生產方式肯定會改變環境的人口承載力。那么以狩獵采集這個最簡單的、在人類歷史上存在時間最久的生計方式作為切入口，或許可以更容易看清百萬年來人類與自然環境之間最底層的關系。”朱丹告訴《中國科學報》。
雖然在約一萬年前農業起源之后，世界上多數地區尤其是亞洲和歐洲的狩獵采集社會逐漸被農業社會所取代，但在美洲、非洲等地，很多狩獵采集族群持續到了近現代。
人類學研究者通過實地調查和文獻整理，匯編了過去兩個多世紀存在的300余個狩獵采集族群的人口數量、分布、食譜、生活方式等重要資料。這些族群分布在幾乎所有的大洲和氣候帶，為探討人口與生態系統的關系提供了寶貴的數據。
狩獵采集者直接從野生動植物中獲取食物，因此，其人口數量與當地氣候和生態系統參數緊密關聯。以往研究已發現，狩獵采集人口密度與生態系統的凈初級生產力（NPP）顯著正相關，但單位NPP所支撐的人口密度在世界各地不同部族之間相差可達近3個數量級，差異背后的原因仍是一個未解謎題。
朱丹表示，NPP是指植物通過光合作用固定的能量扣除植物呼吸消耗后的生產量，可以理解為供生態系統中包括人類在內的所有生物利用的能量。
過去，人們通常將NPP作為評價人口承載力的指標，但該研究發現，僅此單一指標遠遠不夠。此外，以往大多數研究基于觀測數據采用統計學方法建立人口密度和環境變量之間的相關性，但統計方法存在局限性，比如不同統計模型存在結果差異、統計結果只能描述相關性而無法描述因果關系等。
因此，研究人員構建了全球植被—動物—人類（狩獵采集者）相耦合的機理模型。該模型在物質能量守恒的基礎上，通過描述人類每天根據動植物資源的相對豐度選擇捕獵或采集獲取食物等微觀過程，結合出生和死亡（營養狀態影響出生率和死亡率）等人口學方程，模擬不同氣候和生態系統中的人口動態。
這一機理模型的結果顯示，在非生長季（冬季或旱季）較長的地區，由于季節性可食用植物的匱乏，狩獵采集者必須依賴捕獲的動物作為食物來源；同時由于能量從低營養級向高營養級傳遞會產生大量損耗，因此對于食譜中吃肉更多的族群，相同初級生產力所能支撐的人口密度遠低于以植物為主要食物來源的族群。為了求證這一模型預測的宏觀規律，研究者進一步分析了當代狩獵采集者的觀測數據，發現數據可以較好支持模擬結果。因此，該機理模型從機制上定量揭示了世界各地狩獵采集人口密度有巨大差異的原因。
“人口密度、人類生產生活可能比我們想象的要更加受到生態系統的制約。”朱丹表示，該研究是一個起點，接下來，他們會將該模型應用于探究過去近20萬年古氣候變化和生態系統演變如何影響古人類的人口動態和遷徙，以及人類覓食、捕獵和擴張如何反作用于生態系統，從而更深入地理解人類演化和發展的自然影響因素以及史前人類對生態系統的長期影響。