Світогляд історії
Людина трансформувала своє довкілля з давніх часів, і ця діяльність посилилася до такої міри, що вже змінює глобальну систему нашої Землі (Takács-Sánnta, 2008). Окрім втрати природних середовищ існування, оброблені землі деградували, зрошувані землі стали засоленими, раніше зникли масивні види тварин або їх кількість різко зменшилась. З часів промислової революції ці явища не тільки помножились, але й доповнилися забрудненням міських територій та зміною складу атмосфери.
Ідея охорони природи та довкілля бере свій початок з 19 століття. Він з’явився в 16 столітті і набував все більшого значення, особливо в найбагатших країнах та деяких їх колоніях. A XX. У другій половині ХХ століття все більше визнавали, що ці несприятливі зміни мали глобальний масштаб. До кінця тисячоліття стало ясно, що клімат всієї Землі змінюється, і ставало все важливішим запитати, наскільки ця зміна призведе, куди вона зіграє, яку роль вона відіграє і чи можна щось робиться для зменшення його несприятливих наслідків.
Разом із визнанням глобальних масштабів змін, хоча й здалеку, з’явилася нова система інструментів для екологічного аналізу. Спостереження в космосі забезпечує все більш точні, сучасні дані про стан земної поверхні, морів та атмосфери. Розвиток обчислювальних технологій дозволяє швидко обробляти дані та вивчати все більш складні та точні моделі. З закінченням холодної війни інструменти, розроблені раніше для військових досліджень, стали доступними для цивільних досліджень. Моделі системного аналізу розроблені та застосовуються у фізиці та за її межами, в фізиці атмосфери та в галузі екології.
Глобальна система
Найбільшими масштабними елементами та відділами цієї системи є літосфера, гідросфера, атмосфера та біосфера. Перші три сфери топографічно відокремлені одна від одної, але вони мають всюдисущі інтерфейси, такі як напр. поверхню землі або морське дно. Біосфера топографічно невіддільна від інших сфер, і вона досягає свого найбільшого різноманіття та складності, а також найбільш інтенсивної циркуляції матеріалу та енергії на прикордонних поверхнях. Біосфера є головним фактором, що впливає на матеріальні та енергетичні потоки глобальної системи. Продуктом біосфери є атмосферний кисень і родючий грунт.
У моделі глобальної системи людина є частиною біосфери. Частково це впливає на функціонування всієї системи безпосередньо, тобто впливаючи на інші сфери, а частково - змінюючи біосферу.
Що таке глобальні зміни?
Глобальні зміни - це сума змін глобальної величини, які мають значний вплив на функціонування Землі як системи. Існують як природні, так і антропогенні компоненти змін. Тому з дисциплінарної точки зору це зумовлено головним чином соціально-економічними (демографічними, економічними, політичними), біологічними (екологічними) та фізико-хімічними (атмосферними, гідрофізичними, екологічними) факторами.
Причини глобальних змін
Основною причиною глобальних змін є збільшення кількості людей та їх споживання. Разом із зростанням та збільшенням економічної активності змінюється і глобальний масштаб земної поверхні. Висока продуктивність, різноманітний та стабільний спосіб існування здебільшого замінюються нестійкими системами без нижчої продуктивності, менш різноманітними та нестабільними, тобто штучними активами. А саме, на сьогоднішній день 35% лісів було очищено людьми, і процес все ще прискорюється сьогодні.
Найважливішою причиною масштабного зменшення біорізноманіття є зміна та деградація середовищ існування. Крім того, мисливство та рибальство також сприяють зменшенню або вимирання певних видів. Морська риба переловлюється, ризикуючи подальшим переловом. Ми можемо спостерігати за рідкістю та зникненням вищих рослин, хребетних та деяких інших видатних груп тварин, таких як великі метелики. Зменшення різноманітності інших груп інтересів можна визначити лише з великою невизначеністю. У випадку з одноклітинними та грибками ми маємо лише великі оцінки порядку. Цілком імовірно, що багато видів зникнуть ще до того, як ми їх пізнаємо. З геологічної точки зору ми спостерігаємо так зване велике вимирання, точніше його причини.
Одночасно зі зниженням біорізноманіття деякі види інтродукуються в районах, які раніше були географічно ізольованими. Деякі з нещодавно інтродукованих видів, так звані інвазивні або заплавні види, швидко поширюються в природних і майже природних спільнотах, витісняючи деякі місцеві види.
Зміна клімату
Водночас із знищенням рослинності (переважно лісів) зменшується можливість секвестрації вуглецю, а викиди вуглекислого газу ще більше збільшуються за рахунок розкладання деревини або інших її форм. Через більшу концентрацію вуглекислого газу рослинність і море засвоюють або поглинають більше вуглекислого газу, але цей загальний надлишок викидів не може компенсувати. В результаті цих процесів вміст вуглекислого газу в атмосфері зріс з 280 ppm до індустріалізації до 385 ppm.
Метан набагато склоподібніший, ніж діоксид вуглецю, але його концентрація є часткою першого. Однак вміст металів в атмосфері також змінювався подібно до вуглекислого газу. (Фігура 1). Глобальна циркуляція метану відома не так точно, як циркуляція вуглекислого газу, але, наскільки нам відомо, утримання великих тварин, особливо великої рогатої худоби, з невеликою швидкістю сприяє концентрації метану в атмосфері.
Четверта доповідь Міжурядової групи ООН з питань зміни клімату (МГЕЗК) була укладена у 2007 році з висновком, що найважливішою причиною зміни клімату в 2007 році була діяльність людини (МГЕЗК).
Вплив кліматичних змін на житлові громади поки важко визнати, оскільки масштаби кліматичних змін ледь перевищують довгострокові та короткострокові коливання погоди. Тим не менше, збільшення меж розповсюдження популяцій у північному помірному поясі на північ та північ можна спостерігати і сьогодні (на основі даних про розподіл Пармезану - Йохе, 2003, 1700 видів тварин та рослин). Найбільш вірогідною причиною широкомасштабного вимирання коралів у всьому світі є підвищення температури верхнього шару морської води (Hughes et al., 2003).
Прогноз зміни клімату
Глобальні кліматичні моделі дають змогу передбачити клімат, якщо вказати людську діяльність, яка уникає зміни клімату. Соціальні, політичні та економічні процеси можна передбачити набагато менше, ніж природні зміни за кілька десятиліть, отже, розвиток декількох різних так званих сценаріїв розвитку 2001 року. Сценарії включають очікувані зміни в потужності, попиті на енергію та розподілі джерел енергії, а також у зміні використання земель. Сценарії характеризуються еволюцією атмосферного рівня вуглекислого газу (Малюнок 2). Модельовані довгострокові ефекти сценаріїв узагальнені в Таблиця 1.
2. ббра • Сценарії, що використовуються для прогнозування глобального клімату • A1 - Дуже швидке економічне зростання • A1FI - Економічний розвиток є ключовим джерелом викопного палива. Це буде перехід на альтернативні види палива, як у попередньому сценарії • A2 - Нерівне зростання, глобальний політичний та економічний розвиток підрозділи • B1 - Швидке, постіндустріальне зростання, глобальне середовище
Порядок величин очікуваних екологічних наслідків
Окрім складності біосфери, глобальні кліматичні моделі, що пояснюють і передбачають зміни, демонструють лише основні елементи обороту вуглецю. Однак вплив очікуваних змін через надзвичайно високу швидкість змін можна виміряти лише за допомогою землетрусних катастроф, так званих великих вимирань.
У найближчі сто років більша частина біомаси засушливих земель вийде з макрокліматичної зони, до якої вона пристосувалася з часу останнього великого зледеніння. Як результат, і без того стрімке зниження біорізноманіття, ймовірно, значною мірою прискориться, і зникнення третини видів може бути досягнуто менш ніж за кілька століть менш ніж за десятиліття (Thomas et al. Не буде перебільшенням сказати, що ми перебуваємо на межі глобальної екологічної катастрофи. Дивлячись на благо людства, деградація нашого природного середовища все ще знаходиться в серйозній небезпеці найближчим часом. Визнання цього дозволяє нам спробувати захиститися від катастрофи.
Ключові слова: глобальна екологія, глобальні зміни, глобальні зміни клімату, прогнози МГЕЗК
Хьюз, Теренс П. - Бейрд, А. Х. - Белвуд, Б. Р. - Кард, М. та ін. (2003): Зміна клімату, вплив людини та стійкість коралових рифів. Наука. 301, 929–933.
Міжурядова комісія з питань зміни клімату (2007): Зміна клімату 2007: Основи фізичної науки. Резюме для політиків [частина четвертого звіту про оцінку]. МГЕЗК, Женева, WEBCНM>
Міжурядова група з питань зміни клімату (2001): Третій звіт про оцінку. МГЕЗК, Женева, WEBCНM>
Пармезан, Камілл - Йохе, Гері (2003): Когерентний відбиток впливу кліматичних змін на природні системи в усьому світі. Природа. 421, 37–42.
Стеффен, Вільям - Сандерсон, А. - Тайсон, П.Д. - Єгер, Дж. - Метсон, Пенсільванія - Мур III, Б. - Олдфілд, Ф. - Річардсон, К. - Шелльнхубер, Х.Й. - Тернер II, Б. - Вассон, Р. (2004): Глобальні зміни та система Землі. Планета під тиском. Спрінгер
Андраш Такач-Санта (2008): Великі стрибки в нашій біосферній трансформації. L’Harmattan, Будапешт
Томас, Кріс Д. - Камерон, А. - Грін, Р. Е. та ін. (2004): Ризик вимирання від зміни клімату. Природа. 427, 145–148.
1. ббра • Зміни концентрації вуглекислого газу та метану за останні десять тисяч років. У випадку вуглекислого газу дані інструментальних вимірювань доступні з початку 50-х років, а у випадку метану з 70-х років. Давніші дані базуються на аналізі замерзлого повітря.
Таблиця 1 • Для різних сценаріїв можна очікувати глобального підвищення температури поверхні (emelkedC) у період 2090–2099 рр. Порівняно з рівнем 1980–1999 рр. (Джерело: IPCC, 2007).