Антропогенный биом - Anthropogenic biome

Антропогенные биомы

Антропогенные биомы, также известный как антромы, человеческие биомы или же биом интенсивного землепользования, опишите земное биосфера (биомы ) в его современной, измененной человеком форме с использованием глобальных экосистемных единиц, определяемых глобальными моделями устойчивого прямого взаимодействия человека с экосистемами.

Происхождение и эволюция концепции

Антромы были впервые названы и нанесены на карту Эрле Эллис и Навин Раманкутти в своей статье 2008 года «Помещение людей на карту: антропогенные биомы мира».[1] Карты антромов теперь встречаются во многих учебниках.[2] и в Национальном географическом атласе мира.[3]

В недавней глобальной классификации экосистем антропогенные биомы был включен в несколько отдельных функциональных биомов в наземной и пресноводной сферах, и были описаны дополнительные единицы для пресноводной, морской, подземной и переходной сфер, чтобы создать более полное описание всех экосистем, созданных и поддерживаемых деятельностью человека. В интенсивное землепользование Биом состоит из пяти отдельных функциональных групп наземных экосистем: пастбища, посевы, плантации, городской и функциональная группа полуестественных экосистем. В искусственные водно-болотные угодья биом в пресноводном царстве включает в себя большие резервуары и другие построенные водно-болотные угодья, рисовые поля, аквафармы и сети каналы и канавы. В антропогенный морской биом в морской сфере включает подводные искусственные сооружения и морские аквафармы. В антропогенные подземные пустоты биом включает промышленные раскопки или искусственные пещерные системы. В переходах между мирами есть два дополнительных биома: антропогенная береговая линия биом включает искусственные береговые линии; то антропогенные подземные пресные воды биом включает водопроводные трубы, подземные каналы и затопленные шахты.[4]

Антропогенная трансформация биосферы

Более века биосфера описывалась в терминах глобальных экосистемных единиц, называемых биомы, которые представляют собой типы растительности, такие как тропические леса и луга которые определены в связи с глобальными климат узоры. Учитывая, что человеческое население и использование им земель коренным образом изменили глобальные модели формы экосистемы, процессов и биоразнообразия, антропогенные биомы обеспечивают основу для интеграции человеческих систем с биосферой в Антропоцен.

До 1700 г.

Люди меняют экосистемы с момента нашего развития. Факты свидетельствуют о том, что наши предки миллион лет назад сжигали землю, чтобы расчистить ее. 600000 лет назад люди использовали копья для убийства лошадей и других крупных животных в Великобритании и Китае. За последние десятки тысяч лет люди сильно изменили растительный и животный мир по всему миру, от того, какой тип дикой природы и растительной жизни преобладает, до того, какой тип экосистем доминирует.[5] Примеры включают коренных американцев; они изменили лес, сожгли землю, чтобы расчистить ее, поселились в городах, разрушив леса и другие экосистемы, и построили памятники, которые требовали перемещения больших участков земли, такие как памятники Кахокии. [5] Еще больше примеров - цивилизации древнего мира; они добывали большое количество материала, строили дороги, и особенно у римлян при добыче свинца выделялось большое количество ртути и свинца в воздух. Они также перемещали большое количество животных для развлечения, нарушая структуру дикой природы. Археологические данные показывают, что человеческие сообщества трансформировали ландшафты с помощью различных форм землепользования по всему миру на протяжении более 10 000 лет, оставив большую часть преобразованных охотниками-собирателями, фермерами и скотоводами 3000 лет назад.[6]

Сельское хозяйство (1700-настоящее время)

Люди меняли экосистемы с давних пор. сельское хозяйство впервые возникла, и по мере того, как человеческое население росло и со временем становилось все более технологичным, использование земель для сельскохозяйственных целей значительно увеличилось. Антропогенный биом в 1700-х годах, до Индустриальная революция, состоит в основном из дикой, нетронутой земли, без каких-либо человеческих поселений, нарушающих естественное состояние.[7] В этот период времени большая часть свободной ото льда суши Земли состояла из диких земель и естественных антромов, и только после промышленной революции в 19 веке использование земель для сельского хозяйства и населенных пунктов начало расти.[8] По мере развития технологий и повышения эффективности производственных процессов человечество начало процветать, и впоследствии потребовалось и стало использоваться больше природных ресурсов. К 2000 году более половины свободной ото льда суши Земли было преобразовано в пастбищные угодья, пахотные земли, деревни и плотные поселения, в результате чего менее половины суши Земли остались нетронутыми.[8] Антропогенные изменения между 1700 и 1800 годами были намного меньше, чем в последующие столетия, и поэтому скорость изменений со временем увеличивалась. В результате в ХХ веке произошли самые высокие темпы антропогенной трансформации экосистем за последние 300 лет.[8]

Распределение земли

Поскольку численность населения на протяжении всей истории неуклонно росла, использование природные ресурсы и земли стали увеличиваться, и распределение земель, используемых для различных сельскохозяйственных и поселений, начало меняться. Использование земли во всем мире было преобразовано из ее естественного состояния в землю, используемую для сельского хозяйства, поселений и пастбищ для поддержания населения и его растущих потребностей. В распределении земли между антромами произошел сдвиг от естественных антромов и диких земель к антромам, измененным человеком, с которыми мы знакомы сегодня. Сейчас самые густонаселенные антромы (плотные поселения и деревни) составляют лишь небольшую часть глобальной свободной ото льда суши.[8] С 1700-2000 года земли, используемые для сельского хозяйства и городских поселений, значительно увеличились, однако площадь, занятая пастбищами, увеличивалась еще быстрее, так что они стали доминирующим антромом в 20 веке.[8] В результате самым большим глобальным изменением в землепользовании в результате промышленной революции стало расширение пастбищ.[8]

Человеческое население

После промышленной революции численность населения быстро увеличилась. Человек плотность населения в некоторых антромах начали меняться, переходя от сельской среды к городским поселениям, где плотность населения была намного выше.[7] Эти изменения плотности населения между районами изменили глобальные закономерности появления антромов, а также оказали широкомасштабное воздействие на различные экосистемы.[7] Половина населения Земли сейчас живет в городах, и большинство людей проживает в городских антромах, при этом некоторые группы населения живут в небольших городах и поселках.[8] Ожидается, что в настоящее время человеческое население будет расти как минимум до середины века.[9] и ожидается, что трансформация антромов Земли последует за этим ростом.

Современное состояние антропогенной биосферы

Современное состояние земной биосферы преимущественно антропогенное.[7] Более половины земной биосферы остается неиспользованной непосредственно для сельского хозяйства или городских поселений, и из этих неиспользуемых земель, которые все еще остаются, менее половины составляют дикие земли. Большая часть неиспользуемых земель сейчас находится в пределах сельскохозяйственных и заселенных ландшафтов полуприродных, пастбищных, пахотных и деревенских антромов.[8]

Основные антромы

Антромы включают в себя плотные поселения (городские и смешанные поселения), деревни, пахотные земли, пастбищные угодья и полуестественные земли и были нанесены на глобальные карты с использованием двух различных систем классификации, которые можно просматривать на Карты Гугл и Гугл Земля.[10] В настоящее время существует 18 антропогенных биомов, наиболее известные из которых перечислены ниже.[9]

Плотные поселения

Густонаселенные поселения занимают второе место в мире по плотности населения.[10] Они определяются как районы с высокой плотностью населения, хотя плотность может изменяться.[10] Плотность населения, однако, никогда не опускается ниже 100 человек / км, даже в негородских частях плотных поселений, и было высказано предположение, что эти районы состоят как из окраин крупных городов в слаборазвитых странах, так и из давно существующих маленькие города повсюду западная Европа и Азия.[10] Чаще всего мы думаем о плотных поселениях как о городах, но плотные поселения также могут быть пригородами, городами и сельскими поселениями с высоким уровнем дохода. фрагментированный населения.[11]

Пахотные земли

Пахотные земли - еще один главный антром во всем мире. Пахотные земли включают большинство культивируется земель мира, а также около четверти мирового древесного покрова.[10] Пахотные земли, которые орошаемый имеют самую высокую плотность населения,[10] Вероятно, это связано с тем, что он обеспечивает посевы постоянным запасом воды. Это делает время сбора урожая и выживаемость урожая более предсказуемыми. Пахотные земли, которые поддерживаются в основном за счет местных осадков, являются самыми обширными из заселенных антромов.[10] с годовым количеством осадков около 1000 мм в отдельных частях земного шара. В этих областях имеется достаточно воды, обеспечиваемой климатом, чтобы поддерживать все аспекты жизни без орошения.[10] Однако в более засушливых районах этот метод ведения сельского хозяйства не был бы таким продуктивным.

Пастбищные угодья

Пастбищные угодья представляют собой очень широкую группу антропогенных биомов, описываемых в соответствии с тремя уровнями плотности населения: жилыми, населенными и удаленными. Антром «Жилые пастбищные угодья» имеет две ключевые особенности: его плотность населения никогда не бывает ниже 10 человек на квадратный километр, а значительная часть его площади используется под пастбища.[10] Пастбища на пастбищах представляют собой преобладающий растительный покров. В этом антроме важна голая земля, которая покрывает почти треть территории на каждый квадратный километр.[10] Антромы пастбищ менее изменены, чем пахотные земли, но их изменение имеет тенденцию увеличиваться с ростом населения.[7] Домашний пастбищный скот обычно приспособлен к луга и саванны, поэтому изменение этих биомов обычно менее заметно.[7]

Леса

В лесных антромах преобладает древесный покров, они имеют большое количество осадков и минимальную популяцию людей, где плотность населения обычно составляет менее 3 человек / км².[10] Наиболее населенные леса действуют как поглотители углерода из-за отсутствия активности человека. Без вредных выбросов в лесах в результате деятельности человека растительность может утилизировать углекислый газ из атмосферы и действовать как поглотитель. Удаленные леса немного отличаются от населенных лесов, потому что большая часть растительности в этих лесах вырублена для потребления человеком. Как правило, леса вырубают для поддержания значительного поголовья домашнего скота,[7] и использовать пиломатериалы.

В помещении

Очень немногие биологи изучали эволюционные процессы, происходящие в помещениях.[9] Оценки степени Жилой и коммерческий здания занимают от 1,3% до 6% общей площади суши, свободной ото льда. Эта область так же обширна, как и другие небольшие биомы, такие как затопленные луга и тропические районы. хвойный леса.[9] Внутренний биом быстро расширяется, в то время как лесные антромы сокращаются. Внутренний биом Манхэттен почти в три раза больше по площади, как и сам остров,[9] из-за того, что здания поднимаются вверх, а не расширяются. В комнатном биоме обитают тысячи видов, многие из них преимущественно или даже обязательно. Единственное действие, которое люди предпринимают, чтобы изменить эволюцию внутреннего биома, - это практика уборки. Сфера внутренних биомов будет продолжать меняться до тех пор, пока будет меняться наша культура.

Водный

Управляемые водные биомы или водные антромы редко изучались как таковые. Они варьируются от рыбные пруды, морские креветки и бентальное земледелие участков на большие участки земли, такие как части Гвадалквивирские болота в Андалусия, Испания.[12]

Последствия антропогенной биосферы

Люди коренным образом изменили глобальные модели биоразнообразия и экосистемных процессов.[1] Больше невозможно объяснить или предсказать экологические закономерности или процессы на Земле без учета роли человека.[13] Человеческие общества начали преобразовывать экологию суши более 50 000 лет назад.[13] и эволюционный Были представлены доказательства, демонстрирующие, что основные причины преобразования биосферы человеком являются социальными и культурными, а не биологическими, химическими или физическими.[13] Антропогенные биомы предлагают новый путь вперед, признавая влияние человека на глобальные экосистемы и подталкивая нас к моделям и исследованиям земной биосферы, которые объединяют человеческие и экологические системы.[1]

Проблемы, стоящие перед биоразнообразием в антропогенной биосфере

Вымирания

За последнее столетие масштабы антрома и интенсивность землепользования быстро увеличивались вместе с ростом населения, в результате чего дикие земли оставались без населения или землепользования менее чем в одной четверти земной биосферы.[11] Это массовое преобразование экосистем Земли для использования человеком произошло с увеличением количества видов. вымирания. Люди напрямую вызывают вымирание видов, особенно мегафауна путем сокращения, фрагментации и преобразования естественных местообитаний и чрезмерной эксплуатации отдельных видов.[11] Текущие темпы вымирания сильно различаются в зависимости от таксона, особенно угрожают млекопитающие, рептилии и амфибии; однако появляется все больше свидетельств того, что жизнеспособные популяции многих, если не большинства местных таксонов, особенно растений, могут быть устойчивыми в пределах антромов.[11] За исключением особо уязвимых таксонов, большинство местных видов могут поддерживать жизнеспособные популяции антромов.

Сохранение

Антромы представляют альтернативный взгляд на земную биосферу, характеризуя разнообразие глобальных экологических моделей земного покрова, созданных и поддерживаемых плотностью населения и землепользования, а также их взаимосвязи с биотический сообщества.[14] Биомы и экорегионы ограничены в том, что они уменьшают влияние человека, и все большее количество сохранение биологи утверждали, что сохранение биоразнообразия должно быть распространено на среда обитания непосредственно сформированный людьми. В антромах, включая густонаселенные антромы, люди редко используют всю доступную землю. В результате антромы обычно представляют собой мозаику интенсивно используемых земель и менее интенсивно используемых земель.[14] Охраняемые территории и биоразнообразие горячие точки неравномерно распределены по антромам. Менее заселенные антромы содержат большую долю охраняемых территорий. В то время как 23,4% антрома удаленных лесов находятся под защитой, охраняется только 2,3% антрома орошаемых деревень.[14] Появляется все больше свидетельств того, что сохранение биоразнообразия может быть эффективным как для густонаселенных, так и для редко заселенных антромов. Совместное использование и бережное использование земель все чаще рассматриваются как стратегии сохранения.[11]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Ellis, E.C .; Раманкутти, Н. (2008). «Наносим людей на карту: антропогенные биомы мира». Границы экологии и окружающей среды. 6 (8): 439–447. Дои:10.1890/070062. S2CID  3598526.
  2. ^ Чапин III, Ф. Стюарт; Матсон, Памела А.; Витоусек, Петр М (2012). Принципы экологии наземных экосистем (Второе изд.). Springer. ISBN  978-1-4419-9504-9.
  3. ^ Национальное географическое общество (2014). Национальный географический атлас мира (10-е изд.). Национальная география. ISBN  978-1-4262-1354-0.
  4. ^ Кейт, Д.А. (2020). «T7 Интенсивный биом землепользования». In Keith, D.A .; Ferrer-Paris, J.R .; Николсон, Э .; Кингсфорд, Р. (ред.). Типология глобальных экосистем 2.0 МСОП: описательные профили биомов и функциональных групп экосистем. Гланд, Швейцария: МСОП.
  5. ^ а б Боткин, Даниил Б. (2017). «Глава 10: Люди изменили окружающую среду только с индустриальной / научной эпохи». 25 мифов, разрушающих окружающую среду: во что верят многие экологи и почему они ошибаются. Тейлор Трэйд Паблишинг. С. 95–102.
  6. ^ Эллис, Эрл; Goldewijk, Kees Klein; Гайяр, Мари-Жозе; Каплан, Джед О .; Торнтон, Алекса; Пауэлл, Джереми; Гарсия, Сантьяго Муневар; Бодуан, Элла; Зербони, Андреа (30.08.2019). «Археологическая оценка показывает раннюю трансформацию Земли посредством землепользования». Наука. 365 (6456): 897–902. Дои:10.1126 / science.aax1192. HDL:10150/634688. ISSN  0036-8075. PMID  31467217.
  7. ^ а б c d е ж грамм Эллис, Э. К. (2011). Антропогенная трансформация земной биосферы.Философские труды Лондонского королевского общества A: математические, физические и инженерные науки, 369(1938), 1010-1035.
  8. ^ а б c d е ж грамм час Эллис, Э. К., Кляйн Голдевейк, К., Зиберт, С., Лайтман, Д., и Раманкутти, Н. (2010). Антропогенная трансформация биомов с 1700 по 2000 год. Глобальная экология и биогеография, 19(5), 589-606.
  9. ^ а б c d е Алесса, Л., и Чапин, Ф. С. (2008). Антропогенные биомы: ключевой вклад в науку о земных системах. Тенденции в экологии и эволюции, 23(10), 529-531.
  10. ^ а б c d е ж грамм час я j k http://ecotope.org/anthromes/maps/
  11. ^ а б c d е Эллис, Э. С. (2013). Сохранение биоразнообразия и людей в антропогенных биомах мира. Текущее мнение об экологической устойчивости, 5(3), 368-372.
  12. ^ Экосистемный подход к управлению аквакультурой и сохранению биоразнообразия в прибрежных водно-болотных угодьях Средиземного моря: на примере болот Доньяна (Андалусия, Испания), Программа ООН по окружающей среде / Средиземноморский план действий, Тунис, 2012 г.
  13. ^ а б c Эллис, Э. С. (2015). Экология в антропогенной биосфере. Экологические монографии.
  14. ^ а б c Мартин, Л. Дж., Куинн, Дж. Э., Эллис, Э. К., Шоу, М. Р., Дорнинг, М. А., Халлет, Л. М., ... и Мишель, Н. Л. (2014). Возможности сохранения антромов мира. Разнообразие и распространение, 20(7), 745-755.

внешняя ссылка