การเปลี่ยนแปลงของโลกและผลกระทบจากกิจกรรมของมนุษย์

กิจกรรมของมนุษย์ได้กลายเป็นพลังขับเคลื่อนระดับโลก ซึ่งส่งผลให้อุณหภูมิของโลกสูงขึ้น ทำให้วัฏจักรสารอาหารมีปริมาณมากเกินไป เปลี่ยนแปลงพื้นที่ดิน และกระจายพันธุ์สิ่งมีชีวิตใหม่ๆ และนิเวศวิทยาได้ตั้งคำถามว่าสิ่งมีชีวิตและระบบนิเวศตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของโลกที่เร่งตัวขึ้นนี้อย่างไร

Definition

การเปลี่ยนแปลงของโลกและผลกระทบจากกิจกรรมของมนุษย์ คือการศึกษาว่าการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากมนุษย์ต่อสภาพภูมิอากาศ วัฏจักรชีวธรณีเคมี การปกคลุมของพื้นดิน และการกระจายตัวของสิ่งมีชีวิต ส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิต ชุมชน และระบบนิเวศทั่วโลกอย่างไร

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมผลกระทบทางนิเวศวิทยาจากการกระทำของมนุษย์ในวงกว้าง: ภาวะโลกร้อนและผลกระทบต่อชีววิทยาตามฤดูกาล (phenology) ขอบเขตการแพร่กระจาย และองค์ประกอบของชุมชนสิ่งมีชีวิต; การเปลี่ยนแปลงวัฏจักรคาร์บอน ไนโตรเจน และฟอสฟอรัส; การเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินและการปรับเปลี่ยนถิ่นที่อยู่; และการกำหนดแรงกดดันเหล่านี้ผ่านแนวคิดต่างๆ เช่น ขีดจำกัดของโลก (planetary boundaries) และยุคแอนโทรโปซีน (Anthropocene) โดยบูรณาการวิทยาศาสตร์ระบบนิเวศเข้ากับวิทยาศาสตร์ระบบโลกและวิทยาศาสตร์ภูมิอากาศ

Core questions

• สิ่งมีชีวิตและระบบนิเวศตอบสนองต่อภาวะโลกร้อนอย่างไร?
• กิจกรรมของมนุษย์เปลี่ยนแปลงวัฏจักรคาร์บอนและไนโตรเจนทั่วโลกอย่างไร?
• ผลกระทบทางนิเวศวิทยาจากการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินคืออะไร?
• ระบบโลกอยู่ใกล้กับเกณฑ์วิกฤตทางสิ่งแวดล้อมเพียงใด?

Key theories

การครอบงำระบบโลกโดยมนุษย์

ปัจจุบันมนุษย์เปลี่ยนแปลงพื้นผิวโลก วัฏจักรชีวธรณีเคมี สภาพภูมิอากาศ และสิ่งมีชีวิตบนโลกในระดับสากล ทำให้กิจกรรมของมนุษย์เป็นตัวขับเคลื่อนหลักของการเปลี่ยนแปลงทางนิเวศวิทยาในชีวมณฑล

การตอบสนองทางนิเวศวิทยาต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและขีดจำกัดของโลก

ภาวะโลกร้อนที่เกิดขึ้นเมื่อเร็วๆ นี้กำลังเปลี่ยนแปลงช่วงเวลาของเหตุการณ์ในวงจรชีวิต ขอบเขตการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิต และองค์ประกอบของชุมชนสิ่งมีชีวิต และกรอบแนวคิดขีดจำกัดของโลก (planetary boundaries) เสนอขีดจำกัดการดำเนินงานที่ปลอดภัยสำหรับกระบวนการต่างๆ เช่น สภาพภูมิอากาศและวัฏจักรสารอาหาร ซึ่งหากเกินกว่านั้น ระบบโลกอาจเสี่ยงต่อการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหัน

Mechanisms

ความเข้มข้นของก๊าซเรือนกระจกที่เพิ่มขึ้นทำให้อุณหภูมิของโลกสูงขึ้นและเปลี่ยนแปลงปริมาณน้ำฝน ซึ่งสิ่งมีชีวิตตอบสนองโดยการเปลี่ยนช่วงเวลาของเหตุการณ์ตามฤดูกาล การย้ายถิ่นฐานไปยังขั้วโลกและที่สูงขึ้น และการรวมตัวกันเป็นชุมชนใหม่ๆ; ความไม่สอดคล้องกันเกิดขึ้นเมื่อสิ่งมีชีวิตที่ทำปฏิกิริยาต่อกันตอบสนองด้วยอัตราที่แตกต่างกัน การตรึงไนโตรเจนโดยมนุษย์และการทำเหมืองฟอสฟอรัส ร่วมกับการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลและการตัดไม้ทำลายป่า ได้เพิ่มความเข้มข้นของวัฏจักรชีวธรณีเคมี ทำให้คาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้นและก่อให้เกิดภาวะยูโทรฟิเคชัน (eutrophication) การเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินเปลี่ยนและแบ่งแยกถิ่นที่อยู่ กรอบแนวคิดขีดจำกัดของโลก (planetary boundaries) สังเคราะห์แรงกดดันเหล่านี้ โดยระบุเกณฑ์ที่เกินกว่านั้นระบบโลกอาจเปลี่ยนสถานะได้

Clinical relevance

หัวข้อนี้เป็นพื้นฐานของนโยบายการปรับตัวและการบรรเทาผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การจัดการคาร์บอนและสารอาหาร การวางแผนการอนุรักษ์ภายใต้การเปลี่ยนแปลง และการประเมินระบบโลก นี่คือบริบททางการศึกษา ไม่ใช่ข้อกำหนดในการจัดการ

History

การตระหนักถึงมนุษย์ในฐานะพลังทางนิเวศวิทยาระดับโลกเพิ่มขึ้นในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 ซึ่งแสดงออกอย่างชัดเจนในการสังเคราะห์ของ Vitousek และคณะในปี 1997 การบันทึกการตอบสนองทางชีววิทยาต่อภาวะโลกร้อนที่เกิดขึ้นเมื่อเร็วๆ นี้ได้สะสมขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 2000 และกรอบแนวคิดต่างๆ เช่น ขีดจำกัดของโลก (planetary boundaries) ซึ่งนำเสนอในปี 2009 และปรับปรุงในปี 2015 ได้วางตำแหน่งการเปลี่ยนแปลงทางนิเวศวิทยาไว้ในบริบทของระบบโลกที่สามารถวัดปริมาณได้

Debates

การนิยามและการหาปริมาณขีดจำกัดของโลก

กรอบแนวคิดขีดจำกัดของโลก (planetary boundaries) มีอิทธิพลแต่ก็ยังเป็นที่ถกเถียง โดยมีความเห็นไม่ตรงกันว่าเกณฑ์อยู่ที่ใด กระบวนการบางอย่างมีขีดจำกัดทั่วโลกที่ชัดเจนหรือไม่ และควรนำความหลากหลายในระดับภูมิภาคมาพิจารณาอย่างไร

Key figures

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

Seminal works

• vitousek1997
• walther2002
• steffen2015

Frequently asked questions

การเปลี่ยนแปลงของโลกคืออะไร?

การเปลี่ยนแปลงของโลกหมายถึงการเปลี่ยนแปลงในระดับดาวเคราะห์ต่อระบบโลกที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ ซึ่งรวมถึงการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ วัฏจักรชีวธรณีเคมีที่เปลี่ยนแปลงไป การเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดิน และการกระจายตัวของสิ่งมีชีวิต

ขีดจำกัดของโลกคืออะไร?

ขีดจำกัดของโลกคือเกณฑ์ที่เสนอสำหรับกระบวนการสำคัญของระบบโลก เช่น การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและวัฏจักรสารอาหาร ซึ่งกำหนดพื้นที่การดำเนินงานที่ปลอดภัยสำหรับมนุษยชาติ ซึ่งหากเกินกว่านั้น ความเสี่ยงของการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมขนาดใหญ่และกะทันหันจะเพิ่มขึ้น