Трансформация экосистем

Размещено на http://www.allbest.ru/

Трансформация экосистем

Аннотация

Трансформация экологических систем в связи с изменением климата требует преобразовательных адаптационных мер. Множество исследователей предлагают концепцию вклада природы в адаптацию, чтобы выявить свойства экосистем, которые обеспечивают варианты для будущих средств к существованию и адаптации к трансформирующим изменениям. В данной статье мы определили, что знание о способности экосистем может способствовать принятию решений, открывая варианты адаптации.

Ключевые слова: экосистема, адаптация, трансформация, структура, состав.

Abstract

Ecosystem transformation

The transformation of ecological systems due to climate change requires transformative adaptation measures. Many researchers propose the concept of nature's contribution to adaptation to identify the properties of ecosystems that provide options for future livelihoods and adaptation to transformative changes. In this paper, we have identified that knowledge about the capacity of ecosystems can contribute to decision-making by opening up adaptation options.

Keywords: ecosystem, adaptation, transformation, structure, composition.

Изменения в составе, структуре и функционировании экосистем происходят все чаще по всему миру. В статье мы называем подмножество этих изменений экосистемными трансформациями, которые мы определяем как появление новой экосистемы (т. е. самоорганизующейся, самоподдерживающейся, социально-экологической системы), которая отклоняется от прежнего состава, структуры и функции экосистемы.

Скорость, масштабы и ареальные масштабы происходящих в настоящее время изменений экосистем, а также высокая неопределенность относительно будущих траекторий систем создают критические проблемы для рыбоводства и управления дикой природой. В быстро меняющейся среде статический взгляд на структуру и функционирование экосистем недостаточен. Вместо этого необходим динамический подход, который явно учитывает возникающую реальность того, что экосистемы могут постепенно или внезапно отклоняться от исторических условий.

Эта точка зрения была оспорена палеоэкологическими исследованиями, которые показывают, что современные состояния экосистем являются стационарными только в течение короткого периода времени. Кроме того, экологи теперь признают возможность альтернативных стабильных состояний, в которых экосистемы могут демонстрировать множественные стабильные состояния, несмотря на сходные условия окружающей среды из-за исторических, возможно, идиосинкразических состояний (например, гистерезис). Когда условия окружающей среды превышают пороговые значения, текущее стабильное состояние может претерпевать резкие, постоянные и нелинейные сдвиги состояния (т. е. критические переходы) в конфигурации экосистемы. Другие недавние определения изменений экосистем, которые описывают критические переходы в динамике системы, включают фазовые сдвиги и смены режимов или коллапс экосистем.

Наконец, существует множество моделей, описывающих причины изменения экосистем (например, трофические каскады). Такие трансформационные изменения иногда могут привести к новым системным концепциям, которые не имеют исторических аналогов в текущем месте. Хотя в результате определенных факторов может произойти несколько переходов, они не всегда могут привести к новому стабильному состоянию.

Трансформация экосистем может быть неизбежным результатом совокупного воздействия множества факторов, включая расширяющуюся деятельность человека и быстрое современное изменение климата. Климат является наиболее фундаментальным фактором, определяющим состояние и функционирование экосистем. Диапазон климатических переменных в суточном, сезонном и межгодовом масштабах является сильным предиктором многих биомов, отдельных видов, структуры сообществ и экосистемных процессов при грубом пространственном разрешении. Ряд видов человеческой деятельности, включая загрязнение окружающей среды, добычу природных ресурсов, землепользование, перемещение видов, а также потребление продовольствия и энергии, создают нагрузку на экологические системы, часто приводя к радикальным изменениям.

Трансформация экосистем не является новым явлением, если рассматривать экосистемы с палеонтологической точки зрения. Изменение климата приводило к преобразованиям в течение миллионов лет, и немногие современные наземные экосистемы имеют возраст более нескольких тысяч лет. Экосистемы были изменены деятельностью человека, и эти изменения продолжались с развитием сельскохозяйственных и промышленных обществ; как морские, так и наземные экосистемы резко трансформировались на протяжении веков и тысячелетий.

Однако по мере ускорения роста численности населения и развития промышленных технологий за последние два столетия антропогенное воздействие на биосферу привело к беспрецедентным уровням и темпам устойчивых изменений. Эти антропогенные стрессоры могут синергически взаимодействовать с изменением климата, влияя на основные экологические процессы, включая круговорот питательных веществ, фенологию видов, миграцию населения и демографию на индивидуальном уровне. Например, виды или популяции, которые были сокращены в результате потери среды обитания или чрезмерного сбора урожая, могут быть вытеснены за демографические пороговые значения климатическими потрясениями, такими как засухи или потепление.

Ключевой проблемой для управления экосистемами является постоянное расширение и наслоение многочисленных антропогенных стрессов, усугубляющих изменение экологической системы. В совокупности эти факторы могут создавать новые экосистемы.

Адаптация к изменениям в экономике является сложной задачей, особенно с учетом изменения исходных условий и возросшей непредсказуемости системных реакций. В результате будущие условия будут значительно отличаться от прошлых, и поэтому традиционное управление, ориентированное на диапазон исторической изменчивости, может иметь ограниченную полезность для планирования сохранения и управления будущими состояниями экосистем [1].

Изменение климата в 21 веке даже при самых агрессивных сокращениях выбросов парниковых газов приведет к широкомасштабным изменениям в экосистемах, а наихудшие сценарии выбросов могут привести к глобальным изменениям экосистем. Новые рамки необходимы для управления в мире, где преобразования являются более быстрыми, динамичными и всеобъемлющими, чем в любой предыдущий момент человеческой истории.

Существует множество систем управления для реагирования НА изменения экосистем. Например, некоторые предыдущие рамки реагирования были сосредоточены на управлении состояниями, характеристиками или атрибутами системы, такими как устойчивость (например, Национальное партнерство по адаптации к изменению климата для дикой природы и растений). Однако этот термин становится все более двусмысленным; он по-разному интерпретируется в различных секторах управления и на практике может сбивать с толку менеджеров, пытающихся выбрать варианты реагирования на изменения. Вместо этого исследователи предлагают целостную, активную структуру, которая описывает управленческие меры, соответствующие преобразованиям в экономике. В частности, этот активный подход прямо связывает адаптационную реакцию с управленческим решением: сопротивляться, принимать или направлять изменения.

В зависимости от скорости и направления изменений предполагается, что:

1. Трансформации экосистем можно сопротивляться, поскольку управляющие предпочитают способствовать сохранению текущего или исторического состава, структуры и процессов экосистем;

2. Трансформации экосистем могут быть приняты, возможно, потому, что их невозможно остановить, они недостаточно эффективны, чтобы оправдать ответ, они считаются приемлемыми (возможно, даже желательными) заинтересованными сторонами или обществом., или отсутствует воля или стимул сопротивляться изменениям, несмотря на достаточные знания и ресурсы;

3. Трансформация экосистемы может быть направлена на конкретную альтернативную конфигурацию экосистемы, поскольку сопротивление изменениям представляется невозможным и существуют реальные возможности направить изменения к более желательному результату, чем ожидалось от принятия траектории изменений по умолчанию[2].

Эти решения отражают диапазон реакций людей на изменение экосистем. Исследователи определили ретроспективную и перспективную адаптацию, сопротивление работает против изменения климата, пытаясь сохранить исторические условия, и направленное изменение работает с траекториями изменения климата, стремясь к некоторому измененному будущему состоянию. Принятие изменений не должно рассматриваться как пассивный выбор.

Наличие контрастных вариантов позволяет сравнивать потенциальные результаты, которые могут соответствовать или не соответствовать историческому состоянию. Эта структура может быть применена либо путем сосредоточения внимания на результатах (т. е. стратегически), либо на средствах достижения результата (т. Е. тактически) и легко включается в другие процессы планирования, такие как рациональное сохранение климата.Хотя сопротивление изменениям является обычным действием, используемым менеджерами природных ресурсов, принятие и направление изменений не считаются традиционными стратегиями управления.

Ясность в отношении решения сопротивляться, принимать или направлять изменение экосистемы является важным первым шагом в управлении трансформацией экосистемы. Такой осознанный выбор может помочь определить приоритеты исследований, мониторинга и программ действий, адаптированных для реализации выбранной стратегии трансформации, или подготовиться к будущей возможности переключения стратегий. Временные и пространственные масштабы, а также масштабы изменений являются важными соображениями при выборе одной из трех стратегий.

Сроки принятия решений и скорость изменения системы влияют на выбор: сопротивляться, принимать или направлять траектории изменений. Сопротивление трансформации экосистемы может быть лишь временным, краткосрочным решением, если не будут устранены движущие силы изменений. Например, попытки уничтожить инвазивные виды могут только задержать их окончательное создание, если не будет прекращено давление на размножение. И наоборот, возможно, придется пересмотреть традиционное управление инвазивными видами в “постнатальном” мире. Направленное изменение экосистемы требует, чтобы менеджеры учитывали положение экосистемы на ее траектории изменения, к какому предпочтительному состоянию стремиться, сколько времени потребуется для его достижения и какими средствами это может быть достигнуто. Последнее может включать определение ключевых точек для вмешательства с целью изменения или поддержания траектории.Потребуется “активная” стратегия, которая будет направлять ход преобразований путем установления основных функций экосистем, с тем чтобы динамика экосистем стабилизировалась в желаемой конфигурации.

Четкое представление о временной траектории будет способствовать творческому подходу (например, рассмотрению ряда вариантов и потенциальных контролей) и хеджированию ставок, когда менеджеры признают конкурирующие варианты реагирования руководства с различной неопределенностью. Наконец, выбор в пользу принятия изменений применим во всех временных масштабах и фактически является стратегией по умолчанию в отсутствие целенаправленного управления трансформацией экосистемы или активного сопротивления изменениям.

Временные рамки управления экосистемами также могут сочетать подходы. Например, сопротивление изменениям может быть использовано для того, чтобы выиграть время для планирования последующих направленных изменений, подготовки к неизбежной трансформации экосистемы или сбора дополнительной информации для принятия решений. Хотя экосистемы охватывают социальную и экологическую динамику, эти процессы часто происходят в разных временных масштабах.

Таким образом, наиболее быстро происходящие изменения могут наиболее сильно повлиять на управление в условиях трансформации экосистем, поскольку трудно осуществить действия в течение короткого периода времени.

Прослеживаемость цели управления (например, ресурсы, необходимые для оценки, разработки, осуществления и мониторинга управленческих действий) определяется пространственным масштабом и сложностью экосистем, находящихся под управлением. Небольшие пространственные протяженности обусловлены единичными, интенсивными усилиями с ограниченными бюджетами, временем персонала или оборудованием, но могут быть затронуты перетоком из соседних регионов, которые могут управляться по-разному (например, краевые эффекты).

Работа на больших пространствах может быть сложной задачей, если учитывать затраты и логистику управления. Увеличение разнообразия физических, химических и биологических характеристик в пределах большого региона может означать, что маломасштабные пилотные проекты, используемые для проверки ответов на управленческие действия, могут не адекватно отражать разнообразие условий и более широкий набор ответов при масштабировании.

Управление трансформацией экосистем в более крупных пространственных масштабах также может быть более подвержено ограничениям, налагаемым законами или юрисдикционными границами, и требовать изменений в управлении для учета управленческих вмешательств. Это также может потребовать привлечения большего числа заинтересованных сторон с потенциально несопоставимыми экологическими и социокультурными приоритетами.

Управление в пространственно обширных масштабах также может иметь преимущества для реагирования на трансформацию экосистем. Контроль над большей территорией может привести пространственный масштаб управленческих вмешательств в соответствие с масштабом трансформации экосистем, уменьшая проблемы, связанные с несопоставимыми режимами управления в рамках одной и той же преобразующей системы[3].

Таким образом, изменение экосистем уже давно является основным направлением экологии. Появились различные концептуальные модели для описания динамики экосистем, которые полезны для понимания изменений экосистем и управления ими. Классическая теория и эмпирические исследования преемственности обычно описываются как предсказуемые и направленные изменения в составе сообщества, происходящие в масштабах времени от десятилетий до столетий, которые в конечном итоге приводят к “кульминации” или стабильному состоянию.

Список литературы

климат трансформация экосистема природа

1. Арманд А.Д. Самоорганизация и саморегулирование географических систем. М.: Наука, 1988. 260 с.

2. Базилевич Н.И., Гребенщиков О.С., Тишков A.A. Географические закономерности структуры и функционирования экосистем. М.: Наука, 1986.237 с.

3. Баканов А.И. Использование характеристик разнообразия зообентоса для мониторинга состояния пресноводных экосистем//Мониторинг

Размещено на Allbest.ru