거대한 생태계가 50 년 안에 붕괴 될 수있다

거대한 생태계가 50 년 안에 붕괴 될 수있다 아마존 (왼쪽)은 언젠가 세렝게티 (오른쪽)처럼 보일 수 있습니다. worldclassphoto / GTS 프로덕션 / 셔터 스톡

우리는 스트레스를받는 생태계가 매우 다른 것으로 빠르게 붕괴되는 지점에 도달 할 수 있음을 알고 있습니다. 깨끗한 호수의 맑은 물은 몇 개월 만에 해조류로 변할 수 있습니다. 더운 여름에는 화려한 산호초가 곧 표백되고 사실상 불모가 될 수 있습니다. 열대림이 삼림 벌채로 캐노피를 크게 줄인 경우 습도 손실로 인해 나무가 거의없는 사바나 초원으로 이동할 수 있습니다.

우리는 그러한 변화가 이미 광범위하게 관찰 되었기 때문에 이것이 일어날 수 있다는 것을 알고 있습니다. 하지만 우리의 연구는 이제 저널에 실 렸습니다 자연 통신, 생태계의 크기가 중요하다는 것을 보여줍니다. 일단 "티핑 포인트"가 발생하면, 큰 생태계는 생각했던 것보다 훨씬 빠르게 붕괴 될 수 있습니다. 그것은 지구의 기능에 대한 우려가있는 결과입니다.

우리는 생태계의 크기가 어떻게 이러한 변화 (생태 학자들이이를“정기 이동”이라고 함)에 걸리는 시간에 영향을 줄 수 있는지 궁금해졌습니다. 큰 생태계가 작은 생태계보다 느리게 이동할 것으로 예상하는 것은 직관적 인 것 같습니다. 그렇다면 교대 시간과 크기 사이의 관계가 호수, 산호, 어업 및 숲에서 동일할까요?

우리는 과학자들이 이미 관찰 한 약 40 개의 체제 변화에 대한 데이터를 분석하는 것으로 시작했습니다. 북아메리카의 매우 작은 연못에서부터 보츠와나, 뉴 펀들 랜드 어업 및 흑해 수생 생태계의 사바나 초원에 이르기까지 규모가 다양했습니다.

거대한 생태계가 50 년 안에 붕괴 될 수있다 벨루가와 같은 물고기는 한때 흑해를 지배했지만, 그 통치는 40 년만에 생태 학적 붕괴로 끝났습니다. 알렉스 코랄

우리는 장거리와 시차에 걸친 스트레스의 확산으로 인해 더 큰 생태계가 실제로 작은 시스템보다 붕괴되는 데 더 오래 걸리는 것을 발견했습니다. 관계는 여러 유형의 생태계에서 유지되는 것처럼 보입니다. 호수는 연못보다 오래 걸리고 숲은 시체보다 무너지는 데 더 오래 걸립니다.

그러나 실제로 눈에 띄는 것은 더 큰 시스템이 비교적 빠르게 이동한다는 것입니다. 다른 포리스트보다 100 배 더 큰 포리스트는 축소하는 데 100 배 더 오래 걸리지 않습니다. 실제로는 그보다 훨씬 빨리 축소됩니다. 수천 년 동안 있었던 대규모 생태계가 50 년 이내에 붕괴 될 수 있다는 것을 의미하기 때문에 이것은 매우 심오한 결과입니다. 우리의 평균 추정치는 카리브해 산호초가 단 15 년 안에 붕괴 될 수 있고 아마존 열대 우림이 단 49 년만에 붕괴 될 수 있음을 시사합니다.

거대한 생태계가 50 년 안에 붕괴 될 수있다 실제 관측치 (실선)는 큰 생태계가 단순한 선형 관계 (파선)로 예측 한 것보다 상대적으로 빠르게 붕괴 될 것으로 예측합니다. 친애하는 외, 저자 제공

이 현상을 설명하는 것은 무엇입니까? 우리는 포식과 초식 (생각 : 늑대, 양, 초원) 또는 소셜 네트워크 (악센트가 사회를 통해 퍼지는 방식)와 같은 것을 시뮬레이트하는 XNUMX 개의 컴퓨터 모델을 실행했습니다. 이 모델은 큰 시스템이 작은 시스템보다 상대적으로 빠르게 붕괴되는 데이터를 지원합니다.

그러나이 모델은 추가 통찰력을 제공합니다. 예를 들어, 큰 생태계에는 종종 연결된 구획 또는 하위 시스템으로 존재하는 종과 서식지가 상대적으로 더 많습니다. 이 강화 된 "모듈 식"은 실제로 선박의 방수 구획이 선체에 닿으면 가라 앉는 것을 방지하는 것처럼 시스템이 스트레스와 붕괴에 대해 더 탄력적입니다.

그러나 역설적으로, 동일한 모듈성은 붕괴가 시작되면 스트레스가 많은 시스템이 더 빨리 풀릴 수있게하는 것 같습니다. 또한 대형 시스템은 상대적으로 모듈 식이므로 붕괴 속도가 비교적 빠릅니다.

이러한 놀라운 영향은 기후 변화에 대한 아마존의 장기 회복력에 대한 화재의 영향 또는 추가 화재를 유발하는 기존 화재로 인해 호주에서 최근의 산불의 급속한 확산에 대한 우려에 추가되어야합니다. 우리가 찾은 유일한 장점은 인간이 만든 농업 환경과 같은 대체 체제로 이미 관리 된 생태계에 관한 것입니다. 이것들은 이제 훨씬 적은 모듈성을 가지므로 기후 변화 나 다른 스트레스에 직면 할 때 상대적으로 느린 전환을 경험할 수 있습니다.

메시지가 엄청납니다. 인류는 이제 전통적인 세계관을 통해 이전에 상상했던 것보다 더 빠른 생태계 변화에 대비해야합니다. 아마존 열대 우림이나 캐리비안 산호초와 같은 큰 상징적 생태계는 티핑 포인트가 시작되면 수십 년 동안 비교적 짧은“인간 타임 스케일”에 걸쳐 붕괴 될 가능성이 높습니다. 우리의 연구 결과는 생태계를 한계까지 끌어 올리는 환경 피해를 막는 또 다른 이유입니다.

저자에 관하여

물리학 지리학 교수 인 존 디어 링 (John Dearing)은 사우 샘프 턴 대학; Greg Cooper, 개발, 환경 및 정책 센터, 박사후 연구원 SOAS, 런던 대학교사이먼 윌콕 (Simon Willcock), 환경 지리 수석 강사 뱅고 대학교

이 기사는에서 다시 게시됩니다. 대화 크리에이티브 커먼즈 라이센스하에 읽기 원래 기사.

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