Глобальные изменения и антропогенное воздействие

Деятельность человека стала планетарной силой, вызывающей потепление климата, перегрузку циклов питательных веществ, трансформацию земель и перераспределение видов, и экология изучает, как организмы и экосистемы реагируют на эти ускоряющиеся глобальные изменения.

Definition

Глобальные изменения и антропогенное воздействие — это исследование того, как вызванные человеком изменения климата, биогеохимических циклов, растительного покрова и распространения видов влияют на организмы, сообщества и экосистемы по всей Земле.

Scope

Эта тема охватывает экологические последствия крупномасштабного воздействия человека: потепление климата и его влияние на фенологию, ареалы и состав сообществ; изменение циклов углерода, азота и фосфора; изменение землепользования и трансформация среды обитания; а также осмысление этих давлений через такие концепции, как планетарные границы и антропоцен. Она интегрирует науку об экосистемах с науками о Земле и климате.

Core questions

• Как организмы и экосистемы реагируют на потепление климата?
• Как деятельность человека изменила глобальные циклы углерода и азота?
• Каковы экологические последствия изменения землепользования?
• Насколько близка система Земли к критическим экологическим порогам?

Key theories

Доминирование человека в системе Земли

Люди в настоящее время изменяют земную поверхность, биогеохимические циклы, климат и биоту Земли в глобальном масштабе, делая человеческую деятельность доминирующим фактором экологических изменений по всей биосфере.

Экологические реакции на изменение климата и планетарные границы

Недавнее потепление изменяет сроки жизненных циклов, ареалы видов и состав сообществ, а концепция планетарных границ предлагает безопасные пределы функционирования для таких процессов, как климат и циклы питательных веществ, за пределами которых система Земли рискует подвергнуться резким изменениям.

Mechanisms

Растущие концентрации парниковых газов вызывают потепление климата и изменяют количество осадков, на что организмы реагируют изменением сроков сезонных событий, перемещением своих ареалов к полюсам и вверх, а также перегруппировкой в новые сообщества; несоответствия возникают, когда взаимодействующие виды реагируют с разной скоростью. Фиксация азота человеком и добыча фосфора, наряду со сжиганием ископаемого топлива и вырубкой лесов, усилили биогеохимические циклы, повышая уровень атмосферного углекислого газа и вызывая эвтрофикацию. Изменение землепользования преобразует и фрагментирует среды обитания. Концепция планетарных границ синтезирует эти давления, определяя пороговые значения, за пределами которых система Земли может изменить свое состояние.

Clinical relevance

Эта тема лежит в основе политики адаптации к изменению климата и его смягчения, управления углеродом и питательными веществами, планирования сохранения природы в условиях изменений и оценки системы Земли. Это образовательный контекст, а не предписание по управлению.

History

Признание человека как глобальной экологической силы росло на протяжении конца двадцатого века, что было сформулировано в синтезе Витусека и коллег 1997 года. Документация биологических реакций на недавнее потепление накапливалась в начале 2000-х годов, а такие концепции, как планетарные границы, введенные в 2009 году и обновленные в 2015 году, поместили экологические изменения в количественный контекст системы Земли.

Debates

Определение и количественная оценка планетарных границ

Концепция планетарных границ является влиятельной, но вызывает споры, с разногласиями относительно того, где находятся пороговые значения, имеют ли некоторые процессы четко определенные глобальные пределы и как следует учитывать региональные различия.

Key figures

• Peter Vitousek
• Camille Parmesan
• Will Steffen
• Johan Rockstrom

Seminal works

• vitousek1997
• walther2002
• steffen2015

Frequently asked questions

Что такое глобальные изменения?

Глобальные изменения относятся к планетарным изменениям в системе Земли, вызванным деятельностью человека, включая изменение климата, модифицированные биогеохимические циклы, изменение землепользования и перераспределение видов.

Что такое планетарные границы?

Планетарные границы — это предлагаемые пороговые значения для ключевых процессов системы Земли, таких как изменение климата и круговорот питательных веществ, которые определяют безопасное рабочее пространство для человечества, за пределами которого возрастает риск крупномасштабных, резких экологических изменений.