Палеоэкология как экологическая дисциплина способна внести существенный вклад в науку о сохранении природы и управление экосистемами, особенно в вопросах, связанных с долгосрочными процессами, такими как экологическая преемственность, миграция, адаптация, микроэволюция и вымирание. Такое использование палеоэкологии отмечается уже несколько десятилетий, и оно получило широкое признание, особенно в условиях продолжающегося и ближайшего глобального потепления и его потенциальных биотических последствий.
Отдельные палеоэкологические исследования, представляющие интерес для сохранения, включают следующее:
- вид индивидуалистически реагирует на изменения окружающей среды, которые приводят к изменениям в составе сообществ, предполагая, что будущие экосистемы не будут иметь современных аналогов;
- в краткосрочной перспективе акклиматизация, скорее всего, будет реакцией видов, которые, как ожидается, сохранятся в условиях глобального потепления, но возможность эволюционных изменений, связанных с существованием предварительно адаптированных геномов, не может быть исключена;
- виды, неспособные акклиматизироваться и адаптироваться к новым условиям, должны мигрировать или вымереть;
- текущие оценки вымирания в ближайшем будущем должны быть пересмотрены в свете палеоэкологической информации, которая показывает, что пространственные реорганизации и устойчивость в подходящих микрорефужиях встречаются чаще, чем вымирание в течение четвертичного периода;
- биотические реакции на изменения окружающей среды не обязательно соответствуют правилам равновесной динамики. Они зависят от сложных и нелинейных процессов, приводящих к неожиданным "сюрпризам", которым благоприятствует появление порогов и усиление положительных обратных связей;
- пороговые реакции могут вызвать перемещение экосистем между несколькими потенциально стабильными состояниями в зависимости от их устойчивости или устойчивости переходных состояний;
- виды и их сообщества реагировали на изменения окружающей среды неоднородным образом в соответствии с местными и региональными особенностями, что имеет решающее значение для нынешней и будущей политики управления;
- глобальное потепление, произошедшее в конце реверсирования холода Младших Дрейсов (около 13,0–11,5 тысяч лет назад), происходило такими же темпами и величинами, как и глобальное потепление, прогнозируемое в 21 веке, и стало мощным прошлым аналогом для моделирования прогнозирования;
- изменения окружающей среды оказывали косвенное воздействие на экосистемы, изменяя поведение и деятельность человека, что, в свою очередь, могло привести к изменению окружающей среды и усилению воздействия на нее синергетических процессов, сопровождающихся положительными обратными связями;
- коллапс прошлых цивилизаций под воздействием климатических стрессов явился главным образом результатом неадекватных процедур управления и слабостей в социальной организации, что послужило бы предупреждением для нынешнего неконтролируемого роста численности населения, последующей чрезмерной эксплуатации природных ресурсов и постоянного увеличения выбросов парниковых газов;
- влияние огня как решающего экологического фактора возросло с момента появления человека, особенно в течение последних тысячелетий, но антропогенные пожары не преобладали над природными пожарами до 19 века;
- пожары являются существенным элементом развития и экологической динамики многих экосистем и оказывают значительное влияние на распределение биома во всем мире;
- синергия между климатом, пожарами и человеком, усиливающая воздействие климата или только огня, сыграла важную роль в формировании современных ландшафтов.
Экология и палеоэкология: что такое долгосрочность?
В настоящее время широко признается, что краткосрочных экологических исследований недостаточно для надежного прогнозирования потенциальных последствий будущих экологических изменений и антропогенного воздействия, и долгосрочные исследования все чаще признаются в качестве необходимого инструмента для этой цели. Однако отсутствует согласие в отношении значения термина "краткосрочная и долгосрочная перспектива". Например, в недавнем специальном выпуске "Тенденции в экологии и эволюции" под названием "Долгосрочные экологические исследования" большинство статей посвящено данным за пару десятилетий, и только в одном используется палеоэкологический подход. Стандартного определения долгосрочной перспективы в экологии не существует, но в некоторых эксплицитных заявлениях по данной теме в документах рассматривается нижняя граница между 20 и 50 годами для долгосрочных исследований.
По очевидным причинам связь между палеоэкологией и наукой о сохранении природы во многом совпадает с взаимосвязью между экологией и палеоэкологией, которые, несмотря на похожесть в названии, исторически развивались как отдельные дисциплины. Этому способствовало следующее:
- характерная для человеческого разума диссоциация,
- разнообразие полей происхождения для палеоэкологов,
- контрастный характер доказательств и связанные с этим методологические различия,
- недоразумения, вызванные использованием префикса palaeo-.
Однако принцип униформатизма подчеркивает, что прошлое, настоящее и будущее - это не отдельные единицы, а временной континуум, через который протекают, изменяются и развиваются виды и сообщества, и что экология и палеоэкология - это просто разные подходы с общей целью - экологическое понимание биосферы. Экология в широком смысле включает в себя выводы о прошлом (палеоэкология), настоящих исследованиях (неоэкология или современная экология) и будущих прогнозах (прогнозная экология). Таким образом, палеоэкология по существу является общественной экологией, растянутой назад через четвертое измерение времени, или же она может также означать экологические исследования, в которых прошлое используется в качестве косвенных признаков. В этом контексте долгосрочная перспектива должна иметь единственное значение.
Биотические реакции на изменения окружающей среды: прошлое и будущее
Прогнозирование характера будущих мер реагирования на изменение климата и другие экологические нарушения требует глубоких знаний о прошлых и настоящих биотических реакциях на те же или аналогичные экологические явления. Палеоэкология предоставила убедительные данные о реакции организмов и их сообществ на прошлые изменения окружающей среды, главным образом в связи с изменением климата. Особенно хорошо подходят для этой цели мультипроксиологические исследования, поскольку они предоставляют независимые физические и/или химические доказательства изменения окружающей среды и позволяют избежать возможных круговых рассуждений. Важными аспектами биотических реакций на экологические сдвиги являются характер (индивидуалистический или коллективный), тип (миграция, исчезновение), масштаб (местный, региональный, глобальный), задержки во времени по отношению к экологическому сдвигу и темпы изменений. Палеозаписи этих особенностей могут быть использованы в качестве прошлых аналогов для определения возможных будущих реакций организмов и сообществ на прогнозируемые будущие изменения окружающей среды. Данные могут также использоваться для того, чтобы отделить естественные причины экологических изменений от антропогенных. Согласно палеозаписям, существует пять основных способов реагирования организмов и сообществ на климатические изменения: рост или смерть, миграция видов, изменения в составе сообществ, эволюционные изменения и вымирание. Характер реагирования зависит от масштаба, рассматриваемого как в пространстве, так и во времени.
