Человеческая деятельность, особенно использование суши и океана, ограничивает некоторые возможности для миграции видов, открывая при этом пути для других видов. В глобальном масштабе люди переместили множество неродных видов из одной экосистемы в другую. Экосистемы функционируют в контексте многочисленных антропогенных воздействий и взаимодействующих факторов. Экосистемы Земли в целом устойчивы к некоторым изменениям климата.
Устойчивая экосистема-это та, которая может выдержать стресс, такой как загрязнение окружающей среды, или восстановиться после серьезного нарушения, такого как серьезный шторм. Устойчивая экосистема может справиться с засухой или необычно жарким летом способами, которые изменяют некоторые аспекты функционирования экосистемы, но не приводят к серьезным изменениям в типе экосистемы или предоставляемых ею услугах.
Таким образом, устойчивая экосистема может оказаться не подверженной влиянию скромных или медленных климатических изменений. Но эта устойчивость имеет свои пределы. Когда изменение превышает эти пределы или сопровождается другими одновременными изменениями, вызывающими стресс, экосистема претерпевает серьезные изменения, часто переходя к принципиально иному типу экосистемы. Существует пороговая точка, когда могут произойти драматические трансформации экосистемы. Эти пороги подобны верхушке дамбы, когда уровень воды поднимается. До тех пор, пока уровень воды даже немного ниже верхней части дамбы, функция нормальна. Но как только он поднимается над дамбой, начинается потоп. Этот вид пороговой реакции распространен в экосистемах, где экстремальные явления, такие как тепловые волны, часто служат триггерами для необратимого перехода экосистемы в новое состояние.
В настоящее время растения и животные реагируют на быстрое изменение климата, одновременно справляясь с другими антропогенными стрессами, такими как потеря среды обитания и фрагментация из-за развития, загрязнения, инвазивных видов и чрезмерного размножения. Как мы узнаем, что изменение климата само по себе вызывает серьезные изменения в экосистемах?
Во-первых, виды, меняющие свои ареалы в Северном полушарии, почти равномерно перемещают свои ареалы на север и вверх по высоте в поисках более прохладных температур. Если бы любой или все остальные стрессоры были основной причиной изменения экосистемы, растения и животные двигались бы во многих направлениях, помимо Севера, и к более низким, а также более высоким высотам.
Во-вторых, когда мы рассматриваем связь во времени изменений между видовыми диапазонами и температурами, моделируемыми с использованием только естественных изменений климата, таких как солнечные пятна и вулканическая пыль в стратосфере, связь оказывается плохой. Когда температура моделируется с использованием естественной изменчивости, а также антропогенных факторов, таких как выбросы CO2 и метана, эта связь очень сильна. Следовательно, люди с большой вероятностью вызывают изменения региональных температур, на которые, в свою очередь, реагируют растения и животные.
Документально подтвержденные текущие экологические последствия изменения климата с учетом сопутствующих факторов, рассмотренных в предыдущем разделе, Как правило, трудно отнести экологические изменения непосредственно или исключительно к последствиям изменения климата.
Доказательства экологических последствий изменения климата становятся более убедительными, когда тенденции наблюдаются среди сотен видов, а не опираются на исследования нескольких конкретных видов. Два широко документированных и хорошо изученных общих экологических воздействия изменения климата, которые дают представление о более широком вопросе, - это вызванные климатом сдвиги в ареалах видов и сезонные сдвиги в биологической деятельности (известные как фенология) или события. Эти типы изменений наблюдались у многих видов, во многих регионах и в течение длительного периода времени.
Диапазон и сезонные сдвиги не являются единственными общими последствиями изменения климата; другими воздействиями, влияющими на многие экосистемы, являются изменение темпов роста, относительное обилие различных видов, такие процессы, как круговорот воды и питательных веществ, а также риск нарушения со стороны огня, насекомых и инвазивных видов.