Традиционно взаимодействие человека и окружающей среды обсуждается с точки зрения влияния климатических изменений и катастроф на цивилизации.
Недавно была выдвинута гипотеза о начале "антропогенной эры парниковых газов" около 8 тыс. лет назад в результате вырубки лесов и ведения сельского хозяйства, которая объясняет доиндустриальный рост концентрации CO2 и CH4.
Следовательно, человек считался "спасителем" Земли от нового ледникового периода, предсказанного около 4 веков назад. Противники этой гипотезы утверждали, что природную природу определяют доиндустриальный рост выбросов парниковых газов.
Эти противоречивые взгляды и текущая дискуссия, которую они спровоцировали - это гораздо больше, чем просто научная дискуссия, имеющая исключительно теоретическую ценность.
Интегративные палинологические и археологические исследования в сочетании с моделированием ученые рассматривают как перспективный путь к лучшему пониманию механизмов и движущих сил голоценового климата. Это понимание имеет решающее значение для надежного прогнозирования климата в будущем.
Палинологические и археологические записи.
За исключением пустынных территорий, процентное содержание древесной пыльцы (ДП) хорошо отражает древесный покров вокруг места отбора проб.
Пример 1: Остров Пасхи
Фленли предположил, что остров, изначально покрытый пальмовым лесом, был полностью обезлесен в течение последующих тысяч лет. Явное сокращение ПД с 90% в точке 10 кА до 55% в точке 2 кА означает "обезлесение", которое не связано с деятельностью человека, дальнейшим переносом пыльцы или конкуренцией видов и требует альтернативных объяснений.
Rolett and Diamond предположили, что даже окончательное исчезновение лесов на острове Пасхи "было не потому, что его жители были особенно импровизированы, а потому, что они столкнулись с одной из самых хрупких сред обитания".
Пример 2: Центральная и Северная Европа
В средней широте Европы заметные изменения в ПД, превышающие естественную изменчивость, произошли после 3 кА, т.е. 4,5 кА после Центральной Европы и 3 кА после приобретения Северной Европой сельского хозяйства.
Связь между выращиванием растений и обезлесением создает проблему сопоставления пыльцы с археологическими данными после распространения сельского хозяйства Леванта по всей Европе. Тем не менее, сокращение площади лесов примерно 3 тыс. лет назад совпадает с усилением катиона землепользования в позднем бронзовом веке.
Пример 3: Казахстан
В отличие от случая 1 и 2, данные по пыльце из Казахстана предлагают иной сценарий динамики лесов, предполагающий, что лесонасаждения степной зоны начинались с 6 кА и достигли максимума в течение последнего тысячелетия.
До середины голоцена древесной покров был минимальным и не испытывал никакого заметного воздействия скотоводства или сельского хозяйства.
Остается вопрос: в какой степени другие части евразийских степей были свободны от вырубки леса и не повлияли на доиндустриальный рост выбросов CO2?
Пример 4: Китай
Динамика лесных ресурсов на суше Китая, несомненно, повлияла на климат голоцена. Примерно 8 веков назад люди неолитического происхождения жили в основном на выращиваемом просе в северных равнинах и на рисе на юге.
Задачи, стоящие перед учеными, включают количественную оценку плотности заселения/популяции и вырубки леса. И объяснение высокой доли ПД в центральной части Внутренней Монголии в период раннего интенсивного развития поселений и значительного расширения деревьев на юго-востоке Китая на 6 или 4 кА, когда число поселений резко увеличилось.
Реконструкция динамики голоценовых лесов.
Количественные подходы облегчают преобразование данных о пыльце в карты растительности, что подтверждается успешной реконструкцией динамики лесных и культурных ландшафтов на юге Швеции.
Для картирования изменений послеледникового покрова ископаемых видов пыльцы в Северной Америке применялись наборы данных о поверхностной пыльце и растительности на основе дистанционного зондирования, соответствующие современной аналоговой технике. Этот подход был успешно апробирован с использованием данных из Евразии и может быть применен в глобальном масштабе.
Моделирование: Климат, растительность, углеродный цикл.
Предыдущие оценки доиндустриальных выбросов, связанных с антропогенным землепользованием, ограничиваются 60-80 PgC, что соответствует увеличению концентрации CO2 в атмосфере на 3-5 кА.
Однако это весьма предварительная оценка, поскольку до 1700 г. н.э. не имеется общемирового набора данных о сроках и масштабах антропогенного обезлесения. Поскольку большинство изменений в углеродном балансе связано с изменениями в древесном покрове, его глобальная реконструкция ограничивает баланс углерода на суше.
Ученые предлагают объединить потенциал наземных биогеохимических моделей с реконструкцией древесного покрова на основе пыльцы для оценки изменений в накоплении углерода на суше либо в ходе имитационного моделирования переходных процессов, либо в ходе частых экспериментов с временной шкалой.
Для оценки неопределенности в изменении климата можно также использовать интерактивные моделирования изменения климата и растительного покрова, выполненные с помощью нескольких моделей.
