Антропогенный биом
Антропогенные биомы , также известные как антромы , человеческие биомы или биомы интенсивного землепользования , описывают земную биосферу ( биомы ) в ее современной, измененной человеком форме с использованием глобальных экосистемных единиц, определяемых глобальными моделями устойчивого прямого взаимодействия человека с экосистемами. Антромы обычно состоят из гетерогенной мозаики различных видов землепользования и земельного покрова, включая значительные площади залежных или восстанавливающихся местообитаний. [1] [2]
Происхождение и эволюция концепции
[ редактировать ]Антромы были впервые названы и нанесены на карту Эрлом Эллисом и Навином Раманкутти в их статье 2008 года «Нанесение людей на карту: антропогенные биомы мира». [3] Карты антропомов теперь появляются во многих учебниках. [4] и в Атласе мира National Geographic. [5] Самая последняя версия антромных карт была опубликована в 2021 году. [6]
В недавней глобальной классификации экосистем антропогенные биомы были включены в несколько отдельных функциональных биомов в наземной и пресноводной сферах, а также были описаны дополнительные единицы для пресноводной, морской, подземной и переходной сфер, чтобы создать более полное описание всех созданных экосистем. и поддерживается деятельностью человека. Биом интенсивного землепользования включает пять различных функциональных групп наземных экосистем: пастбища , сельскохозяйственные культуры , плантации , городские и полуестественные функциональные группы экосистем. Биом искусственных водно-болотных угодий в пресноводной сфере включает в себя большие водоемы и другие построенные водно-болотные угодья , рисовые поля , аквафермы и сети каналов и канав. Антропогенный морской биом морской среды включает подводные искусственные сооружения и морские аквафермы. Антропогенный биом подземных пустот включает в себя промышленные раскопки или искусственные пещерные системы. При переходе между мирами есть два дополнительных биома: антропогенный береговой биом включает искусственные береговые линии; Антропогенный биом подземных пресных вод включает водопроводы, подземные каналы и затопленные шахты. [7]
Антропогенная трансформация биосферы
[ редактировать ]На протяжении более столетия биосферу описывали в терминах глобальных экосистемных единиц, называемых биомами , которые представляют собой типы растительности, такие как тропические леса и луга , которые идентифицируются в соответствии с глобальными климатическими моделями. Учитывая, что человеческое население и его использование земли фундаментально изменили глобальные модели экосистемных форм, процессов и биоразнообразия, антропогенные биомы обеспечивают основу для интеграции человеческих систем с биосферой в антропоцене .
До 1700 г.
[ редактировать ]Люди меняли экосистемы с тех пор, как мы эволюционировали. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что наши предки сжигали землю, чтобы расчистить ее миллион лет назад. 600 000 лет назад люди использовали копья, чтобы убивать 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 доминировал, до того, какой тип экосистем доминирует. [8] Примеры включают коренных американцев; они изменили лес, сожгли землю, чтобы очистить его, поселились в городах, нарушая леса и другие экосистемы, и построили памятники, требующие перемещения больших объемов земли, такие как памятники Кахокии. [8] Еще одним примером являются цивилизации древнего мира; они добывали большое количество материала, прокладывали дороги, и особенно у римлян при добыче свинца выделялось в воздух большое количество ртути и свинца. Недавнее исследование показало, что почти три четверти территории Земли уже были заселены и изменены человеческими обществами еще 12 000 лет назад. [6]
Сельское хозяйство (1700 – настоящее время)
[ редактировать ]Люди изменяли экосистемы еще до того, как появилось сельское хозяйство , и по мере того, как человеческое население росло и становилось более технологически развитым с течением времени, использование земель в сельскохозяйственных целях значительно увеличилось. Антропогенный биом в 1700-х годах, до промышленной революции , состоял в основном из дикой, нетронутой земли, без каких-либо поселений человека, нарушающих естественное состояние. [9] В этот период времени большая часть свободной ото льда земли Земли состояла из диких земель и природных антропомов, и только после промышленной революции в 19 веке использование земель для сельского хозяйства и населенных пунктов начало увеличиваться. [10] По мере развития технологий и повышения эффективности производственных процессов человеческое население начало процветать, и впоследствии ему требовалось и использовалось больше природных ресурсов. К 2000 году более половины свободной ото льда земли Земли было преобразовано в пастбища, пахотные земли, деревни и плотные поселения, в результате чего нетронутой осталось менее половины суши Земли. [10] Антропогенные изменения между 1700 и 1800 годами были гораздо меньшими, чем в последующие столетия, и поэтому скорость изменений со временем увеличилась. В результате в ХХ веке наблюдались самые быстрые темпы антропогенной трансформации экосистем за последние 300 лет. [10]
Распределение земли
[ редактировать ]Поскольку численность человеческого населения на протяжении всей истории неуклонно росла, использование природных ресурсов и земли начало увеличиваться, а распределение земель, используемых для различных сельскохозяйственных и поселенческих целей, начало меняться. Использование земли во всем мире было преобразовано из ее естественного состояния в земли, используемые для сельского хозяйства, поселений и пастбищ для поддержания населения и его растущих потребностей. Распределение земли среди антромов претерпело сдвиг от естественных антромов и диких земель к измененным человеком антромам, с которыми мы знакомы сегодня. Сейчас на наиболее населенные антромы (густые поселения и деревни) приходится лишь небольшая часть мировой свободной ото льда суши. [10] С 1700 по 2000 год земли, используемые для сельского хозяйства и городских поселений, значительно увеличились, однако площадь, занимаемая пастбищами, увеличивалась еще быстрее, так что они стали доминирующим объектом в 20 веке. [10] В результате самым большим глобальным изменением в землепользовании в результате промышленной революции стало расширение пастбищ. [10]
Человеческое население
[ редактировать ]После промышленной революции численность населения резко возросла. в Плотность населения некоторых антромах начала меняться, переходя от сельской местности к городским поселениям, где плотность населения была намного выше. [9] Эти изменения плотности населения между областями изменили глобальные закономерности появления антромов, а также оказали широкомасштабное воздействие на различные экосистемы. [9] Половина населения Земли в настоящее время проживает в городах, и большинство людей проживают в городских антропомах, а некоторые группы населения проживают в небольших городах и поселках. [10] В настоящее время ожидается, что численность населения будет расти, по крайней мере, до середины столетия. [11] Ожидается, что за этим ростом последует трансформация антромов Земли.
Современное состояние антропогенной биосферы
[ редактировать ]Современное состояние земной биосферы преимущественно антропогенное. [9] Более половины земной биосферы остается неиспользованной непосредственно для сельского хозяйства или городских поселений, а из этих еще неиспользованных земель менее половины составляют дикие земли. Большая часть неиспользуемых земель Земли в настоящее время находится в пределах сельскохозяйственных и заселенных ландшафтов полуестественных, пастбищных, пахотных земель и деревенских антропомов. [10]
Основные антромы
[ редактировать ]Антромы включают плотные поселения (городские и смешанные поселения), деревни, пахотные земли, пастбища и полуестественные земли. Они были нанесены на глобальную карту с использованием двух разных систем классификации, которые можно просмотреть на Картах Google и Google Earth . [12] В настоящее время существует 18 антропогенных биомов, наиболее известные из которых перечислены ниже. [11]
Плотные поселения
[ редактировать ]Плотные населенные пункты являются вторым по плотности населения регионом в мире. [12] Они определяются как районы с высокой плотностью населения, хотя плотность может быть переменной. [12] Плотность населения, однако, никогда не опускается ниже 100 человек/км, даже в негородских частях густонаселенных поселений, и было высказано предположение, что эти районы состоят как из окраин крупных городов в слаборазвитых странах, так и из давно существующих небольшие города по всей Западной Европе и Азии . [12] Чаще всего мы думаем о густонаселенных пунктах как о городах, но плотные поселения также могут быть пригородами, поселками и сельскими поселениями с высокой, но фрагментированной численностью населения. [13]
Деревни
[ редактировать ]Деревни представляют собой густонаселенные сельскохозяйственные ландшафты, многие из которых были заселены и интенсивно использовались на протяжении веков и тысячелетий.
Пахотные земли
[ редактировать ]Пахотные земли являются еще одним важным фактором во всем мире. Возделываемые земли включают в себя большую часть обрабатываемых земель мира, а также около четверти мирового древесного покрова. [12] локально, На пахотных землях, орошаемых наблюдается самая высокая плотность населения. [12] вероятно, из-за того, что он обеспечивает посевам постоянный запас воды. Это делает время сбора урожая и выживаемость урожая более предсказуемыми. Пахотные земли, которые поддерживаются в основном за счет местных осадков, являются наиболее обширными из населенных территорий. [12] с годовым количеством осадков около 1000 мм в отдельных районах земного шара. В этих районах климат обеспечивает достаточно воды для поддержания всех аспектов жизни без всякого орошения. [12] Однако в более засушливых районах этот метод земледелия не будет таким продуктивным.
Пастбищные угодья
[ редактировать ]Пастбищные угодья представляют собой очень широкую группу антропогенных биомов, которая описывается в соответствии с тремя уровнями плотности населения: жилыми, населенными и отдаленными. Антром жилых пастбищ имеет две ключевые особенности: плотность населения никогда не бывает ниже 10 человек на квадратный километр, а значительная часть его площади используется под пастбища. [12] Пастбища на пастбищах представляют собой наиболее доминирующий растительный покров. Голая земля имеет большое значение в этом антроме: она покрывает почти треть суши на каждый квадратный километр. [12] Антромы пастбищных угодий менее изменены, чем пахотные земли, но их изменения имеют тенденцию увеличиваться с увеличением численности населения. [9] Домашний пасущийся скот обычно приспособлен к жизни на лугах и саваннах , поэтому изменение этих биомов обычно менее заметно. [9]
Культурные земли
[ редактировать ]Культурные антромы — это ландшафты, сформированные в результате низкого уровня интенсивного землепользования и значительной или очень низкой плотности населения. Классификация культурных антромов была введена в 2021 году. [2] заменить аналогичные классификации «Полунатуральные» (классификация 2010 г.) [6] ) и «Лесные» (исходная классификация 2008 г.) [3] ). Антромы культивируемых лесных массивов представляют собой лесные биомы, сформированные в результате землепользования и проживания человека, плотность населения которых обычно составляет менее 3 человек на км. 2 . [12] Многие культивируемые лесные массивы представляют собой вторичные леса , которые действуют как поглотители углерода в результате продолжающегося возобновления роста древесной растительности. Некоторые культивируемые лесные массивы частично расчищены для сельского хозяйства, в том числе для разведения домашнего скота. [9] и использовать древесину. Культурные антромы засушливых земель — это биомы засушливых земель , сформированные в результате землепользования и проживания человека.
Крытый
[ редактировать ]Очень немногие биологи изучали эволюционные процессы, происходящие в домашних условиях. [14] По оценкам, площадь жилых и коммерческих зданий колеблется от 1,3% до 6% мировой площади, свободной ото льда. Эта территория столь же обширна, как и другие небольшие биомы, такие как затопленные луга и тропические хвойные леса. [14] Внутренний биом быстро расширяется. Внутренний биом Манхэттена по площади почти в три раза больше, чем географическая территория самого острова, из-за того, что здания поднимаются вверх, а не расширяются. [15] В комнатном биоме обитают тысячи видов, многие из них преимущественно или даже обязательно. [14] Единственное действие, которое люди предпринимают, чтобы изменить эволюцию внутреннего биома, — это практика уборки. [16] Область домашних биомов будет продолжать меняться до тех пор, пока будет меняться наша культура.
Водный
[ редактировать ]Управляемые водные биомы или водные антромы как таковые редко изучались. Они варьируются от рыбных прудов , морских креветок и донных ферм до больших участков земли, таких как части болот Гвадалквивир в Андалусии , Испания. [17]
Последствия антропогенной биосферы
[ редактировать ]Люди фундаментально изменили глобальные модели биоразнообразия и экосистемных процессов. [3] Больше невозможно объяснить или предсказать экологические закономерности или процессы на Земле, не принимая во внимание роль человека. [18] Человеческие общества начали трансформировать экологию суши более 50 000 лет назад. [18] доказательства , были представлены эволюционные демонстрирующие, что конечные причины антропогенной трансформации биосферы являются социальными и культурными, а не биологическими, химическими или физическими. [18] Антропогенные биомы открывают новый путь вперед, признавая влияние человека на глобальные экосистемы и подталкивая нас к моделям и исследованиям земной биосферы, которые интегрируют человеческие и экологические системы. [3]
Проблемы, стоящие перед биоразнообразием в антропогенной биосфере
[ редактировать ]Вымирания
[ редактировать ]За последнее столетие площадь антромов и интенсивность землепользования быстро увеличились вместе с ростом численности населения, в результате чего дикие земли остались без человеческого населения и землепользования менее чем на одной четверти земной биосферы. [13] Эта масштабная трансформация экосистем Земли для использования человеком произошла с увеличением темпов вымирания видов . Люди непосредственно вызывают исчезновение видов, особенно мегафауны , сокращая, фрагментируя и трансформируя естественную среду обитания, а также чрезмерно эксплуатируя отдельные виды. [13] Текущие темпы вымирания сильно различаются в зависимости от таксона, при этом особой угрозе подвергаются млекопитающие, рептилии и земноводные; однако появляется все больше свидетельств того, что жизнеспособные популяции многих, если не большинства местных таксонов, особенно растений, могут быть устойчивыми в пределах антромов. [13] За исключением особо уязвимых таксонов, большинство аборигенных видов могут быть способны поддерживать жизнеспособные популяции в антромах.
Сохранение
[ редактировать ]Антромы представляют альтернативный взгляд на земную биосферу, характеризуя разнообразие глобальных экологических моделей земного покрова, созданных и поддерживаемых плотностью человеческого населения и землепользованием, а также учитывая их взаимоотношения с биотическими сообществами. [19] Биомы и экорегионы ограничены, поскольку они уменьшают влияние человека, и все большее число биологов, занимающихся сохранением природы, утверждают, что сохранение биоразнообразия должно распространяться на среды обитания, непосредственно сформированные человеком. Внутри антромов, в том числе густонаселенных, люди редко используют всю доступную землю. В результате антромы обычно представляют собой мозаику из интенсивно используемых и менее интенсивно используемых земель. [19] Охраняемые территории и горячие точки биоразнообразия неравномерно распределены по антромам. Менее населенные антромы содержат большую долю охраняемых территорий. В то время как 23,4% отдаленных лесных массивов находятся под охраной, охраняется только 2,3% орошаемых деревенских антропомов. [19] Появляется все больше свидетельств того, что сохранение биоразнообразия может быть эффективным как в густонаселенных, так и в редкозаселенных антромах. Сочетание совместного использования и сбережения земель в рабочих и многофункциональных ландшафтах становится все более популярным в качестве стратегии сохранения. [13]
См. также
[ редактировать ]- антропоцен
- Ландшафтная экология
- Сохранение ландшафтного масштаба
- Рабочий ландшафт
- Землепользование
- Многофункциональный ландшафт
- Новая экосистема
- Агроэкология
- Техноэкосистема
- Техноразнообразие
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Эллис, Эрл С; Раманкутти, Навин (октябрь 2008 г.). «Нанесение людей на карту: антропогенные биомы мира» . Границы в экологии и окружающей среде . 6 (8): 439–447. Бибкод : 2008FrEE....6..439E . дои : 10.1890/070062 . ISSN 1540-9295 .
- ^ Jump up to: а б Эллис, Эрл К.; Готье, Николя; Кляйн Голдевейк, Кес; Блайдж Берд, Ребекка; Бойвен, Николь; Диас, Сандра; Фуллер, Дориан К.; Гилл, Жаклин Л.; Каплан, Джед О.; Кингстон, Наоми; Локк, Харви; МакМайкл, Кристал, Нью-Хэмпшир; Ранко, Даррен; Рик, Торбен С.; Шоу, М. Ребекка (27 апреля 2021 г.). «Люди формировали большую часть земной природы на протяжении как минимум 12 000 лет» . Труды Национальной академии наук . 118 (17): e2023483118. Бибкод : 2021PNAS..11823483E . дои : 10.1073/pnas.2023483118 . ISSN 0027-8424 . ПМК 8092386 . ПМИД 33875599 .
- ^ Jump up to: а б с д Эллис, ЕС; Раманкутти, Н. (2008). «Нанесение людей на карту: антропогенные биомы мира» . Границы в экологии и окружающей среде . 6 (8): 439–447. Бибкод : 2008FrEE....6..439E . дои : 10.1890/070062 . S2CID 3598526 .
- ^ Чапин III, Ф. Стюарт; Мэтсон, Памела А; Витоусек, Питер М (2012). Принципы экологии наземных экосистем (второе изд.). Спрингер. ISBN 978-1-4419-9504-9 .
- ^ Национальное географическое общество (2014). Национальный географический атлас мира (10-е изд.). Нэшнл Географик. ISBN 978-1-4262-1354-0 .
- ^ Jump up to: а б с Эллис, Эрл К.; Готье, Николя; Кляйн Голдевейк, Кес; Блайдж Берд, Ребекка; Бойвен, Николь; Диас, Сандра; Фуллер, Дориан К.; Гилл, Жаклин Л.; Каплан, Джед О.; Кингстон, Наоми; Локк, Харви; МакМайкл, Кристал, Нью-Хэмпшир; Ранко, Даррен; Рик, Торбен С.; Шоу, М. Ребекка; Стивенс, Лукас; Свеннинг, Йенс-Кристиан; Уотсон, Джеймс Э.М. (27 апреля 2021 г.). «Люди формировали большую часть земной природы на протяжении как минимум 12 000 лет» . Труды Национальной академии наук . 118 (17): e2023483118. Бибкод : 2021PNAS..11823483E . дои : 10.1073/pnas.2023483118 . ISSN 0027-8424 . ПМК 8092386 . ПМИД 33875599 .
- ^ Кейт, окружной прокурор (2020). «Биом T7 с интенсивным землепользованием» . В Ките, округ Колумбия; Феррер-Париж-младший; Николсон, Э.; Кингсфорд, RT (ред.). Типология глобальной экосистемы МСОП 2.0: Описательные профили биомов и функциональных групп экосистем . Гланд, Швейцария: МСОП. doi : 10.2305/IUCN.CH.2020.13.en . ISBN 978-2-8317-2077-7 . S2CID 241360441 .
- ^ Jump up to: а б Боткин, Дэниел 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 Трейд Издательство. стр. 95–102.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Эллис, ЕС (2011). Антропогенная трансформация земной биосферы. Философские труды Лондонского королевского общества A: Математические, физические и технические науки , 369 (1938), 1010–1035.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Эллис, Э.К., Кляйн Голдвейк, К., Зиберт, С., Лайтман, Д., и Раманкутти, Н. (2010). Антропогенная трансформация биомов, 1700–2000 гг. Глобальная экология и биогеография , 19 (5), 589–606.
- ^ Jump up to: а б Алесса Л. и Чапин Ф.С. (2008). Антропогенные биомы: ключевой вклад в науку о системе Земли. Тенденции в экологии и эволюции , 23 (10), 529–531.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к «Карты Антрома» .
- ^ Jump up to: а б с д и Эллис, ЕС (2013). Поддержание биоразнообразия и людей в антропогенных биомах мира. Текущее мнение об экологической устойчивости , 5 (3), 368-372.
- ^ Jump up to: а б с Мартин, Лаура Дж.; Адамс, Рэйчел И.; Бейтман, Эшли; Бик, Холли М.; Хоукс, Джон; Херд, Сара М.; Хьюз, Дэвид; Кембель, Стивен В.; Кинни, Керри; Колокотронис, Сергиос-Орестис; Леви, Габриэль; Макклейн, Крейг; Медоу, Джеймс Ф.; Медина, Рауль Ф.; Мхуирич, Гвинн (2015). «Эволюция внутреннего биома» . Тенденции в экологии и эволюции . 30 (4): 223–232. дои : 10.1016/j.tree.2015.02.001 . ISSN 0169-5347 . ПМИД 25770744 . S2CID 19246688 .
- ^ Циммер, Карл (2015). «Следующий рубеж: Великий интерьер» . Нью-Йорк Таймс .
- ^ Бертоне, Мэтью А.; Леонг, Миша; Бэйлесс, Кейт М.; Малоу, Тара Л.Ф.; Данн, Роберт Р.; Траутвейн, Мишель Д. (2016). «Членистоногие в больших помещениях: характеризующие разнообразие городских и загородных домов» . ПерДж . 4 : е1582. дои : 10.7717/peerj.1582 . ISSN 2167-8359 . ПМК 4727974 . ПМИД 26819844 .
- ^ Экосистемный подход к управлению аквакультурой и сохранению биоразнообразия в прибрежных водно-болотных угодьях Средиземноморья: тематическое исследование болот Донианы (Андалусия, Испания) , Экологическая программа Организации Объединенных Наций / Средиземноморский план действий, Тунис, 2012 г.
- ^ Jump up to: а б с Эллис, ЕС (2015). Экология в антропогенной биосфере. Экологические монографии .
- ^ Jump up to: а б с Мартин, Л.Дж., Куинн, Дж.Э., Эллис, Э.К., Шоу, М.Р., Дорнинг, Массачусетс, Халлетт, Л.М., ... и Мишель, Н.Л. (2014). Возможности сохранения во всех антромах мира. Разнообразие и распространение , 20 (7), 745–755.