لماذا قد يحدث انهيار النظام البيئي في وقت أقرب بكثير مما هو متوقع – بحث جديد

في جميع أنحاء العالم ، تتحول الغابات المطيرة إلى السافانا أو الأراضي الزراعية ، وتجف السافانا وتتحول إلى صحراء ، وتذوب التندرا الجليدية. في الواقع ، سجلت الدراسات العلمية الآن “تحولات في النظام” مثل هذه في أكثر من 20 نوعًا مختلفًا من النظم البيئية حيث تم تجاوز نقاط التحول. في جميع أنحاء العالم ، أكثر من 20٪ من النظم البيئية معرضة لخطر التحول أو الانهيار إلى شيء مختلف.

قد تحدث هذه الانهيارات في وقت أقرب مما تعتقد. يضع البشر بالفعل النظم البيئية تحت الضغط بعدة طرق مختلفة – ما نشير إليه بالضغوط. وعندما تجمع بين هذه الضغوط مع زيادة في الطقس القاسي الناتج عن المناخ ، يمكن تقديم تاريخ تجاوز نقاط التحول هذه بنسبة تصل إلى 80٪.

هذا يعني أن انهيار النظام البيئي الذي كنا نتوقع في السابق تجنبه حتى أواخر هذا القرن يمكن أن يحدث في أقرب وقت في العقود القليلة القادمة. هذا هو الاستنتاج القاتم لأحدث أبحاثنا المنشورة في Nature Sustainability.

يضع النمو السكاني البشري ، والطلبات الاقتصادية المتزايدة ، وتركيزات غازات الاحتباس الحراري ضغوطًا على النظم البيئية والمناظر الطبيعية لتوفير الغذاء والحفاظ على الخدمات الرئيسية مثل المياه النظيفة. كما أن عدد الأحداث المناخية المتطرفة آخذ في الازدياد وسيزداد سوءًا.

ما يقلقنا حقًا هو أن الظواهر المناخية المتطرفة يمكن أن تضرب النظم البيئية المجهدة بالفعل ، والتي بدورها تنقل الضغوط الجديدة أو المتزايدة إلى بعض النظم البيئية الأخرى ، وما إلى ذلك. وهذا يعني أن أحد الأنظمة البيئية المنهارة يمكن أن يكون له تأثير ضار على النظم البيئية المجاورة من خلال حلقات التغذية الراجعة المتتالية: سيناريو “حلقة الهلاك الإيكولوجي” ، مع عواقب كارثية.

كم من الوقت حتى الانهيار؟

في بحثنا الجديد ، أردنا التعرف على مقدار الضغط الذي يمكن أن تتحمله النظم البيئية قبل الانهيار. لقد فعلنا ذلك باستخدام النماذج – برامج الكمبيوتر التي تحاكي كيفية عمل النظام البيئي في المستقبل ، وكيف سيتفاعل مع التغيرات في الظروف.

استخدمنا نموذجين بيئيين عامين يمثلان الغابات وجودة مياه البحيرة ، ونموذجين خاصين بالموقع يمثلان مصايد بحيرة تشيليكا في ولاية أوديشا الشرقية الهندية وجزيرة إيستر (رابا نوي) في المحيط الهادئ. يتضمن كلا النموذجين الأخيرين صراحة التفاعلات بين الأنشطة البشرية والبيئة الطبيعية.

السمة الرئيسية لكل نموذج هي وجود آليات التغذية الراجعة ، والتي تساعد في الحفاظ على توازن النظام واستقراره عندما تكون الضغوط ضعيفة بما يكفي ليتم امتصاصها. على سبيل المثال ، يميل الصيادون في بحيرة تشيليكا إلى تفضيل صيد الأسماك البالغة بينما يكون مخزون الأسماك وفيرًا. طالما تُرك عدد كافٍ من البالغين للتكاثر ، يمكن أن يكون هذا مستقرًا.

ومع ذلك ، عندما يتعذر امتصاص الضغوط ، يمر النظام البيئي فجأة بنقطة اللاعودة – نقطة التحول – وينهار. في تشيليكا ، قد يحدث هذا عندما يزيد الصيادون من صيد الأسماك الصغيرة أثناء النقص ، مما يقوض أيضًا تجديد مخزون الأسماك.

استخدمنا البرنامج لنمذجة أكثر من 70000 محاكاة مختلفة. في جميع النماذج الأربعة ، أدت مجموعات الإجهاد والأحداث المتطرفة إلى تقديم تاريخ نقطة التحول المتوقعة بنسبة تتراوح بين 30٪ و 80٪.

هذا يعني أن النظام البيئي الذي يُتوقع أن ينهار في تسعينيات القرن العشرين بسبب الارتفاع الزاحف لمصدر واحد للإجهاد ، مثل درجات الحرارة العالمية ، يمكن ، في أسوأ السيناريوهات ، أن ينهار في العقد الثالث من القرن الحالي بمجرد أخذنا في الاعتبار قضايا أخرى مثل هطول الأمطار الغزيرة ، التلوث ، أو الارتفاع المفاجئ في استخدام الموارد الطبيعية.

الأهم من ذلك ، أن حوالي 15٪ من حالات انهيار النظام البيئي في عمليات المحاكاة التي أجريناها حدثت نتيجة الضغوط الجديدة أو الأحداث المتطرفة ، بينما ظل الضغط الرئيسي ثابتًا. بعبارة أخرى ، حتى لو كنا نعتقد أننا ندير النظم البيئية بشكل مستدام عن طريق الحفاظ على مستويات الإجهاد الرئيسية ثابتة – على سبيل المثال ، من خلال تنظيم صيد الأسماك – فمن الأفضل أن نراقب الضغوط الجديدة والأحداث المتطرفة.

لا توجد عمليات إنقاذ بيئية

أشارت الدراسات السابقة إلى أن التكاليف الكبيرة من تجاوز نقاط التحول في النظم البيئية الكبيرة ستبدأ من النصف الثاني من هذا القرن فصاعدًا. لكن النتائج التي توصلنا إليها تشير إلى أن هذه التكاليف يمكن أن تحدث في وقت أقرب بكثير.

لقد وجدنا أن السرعة التي يتم بها تطبيق الضغط أمر حيوي لفهم انهيار النظام ، والذي من المحتمل أن يكون ذا صلة بالأنظمة غير البيئية أيضًا. في الواقع ، تم التذرع مؤخرًا بالسرعة المتزايدة لكل من التغطية الإخبارية والعمليات المصرفية عبر الهاتف المحمول باعتبارها تزيد من خطر انهيار البنوك. كما لاحظت الصحفية جيليان تيت:

قدم انهيار بنك وادي السيليكون درسًا مرعبًا حول كيف يمكن للابتكار التكنولوجي أن يغير التمويل بشكل غير متوقع (في هذه الحالة عن طريق تكثيف الرعي الرقمي). تقدم حوادث الفلاش الأخيرة عرضًا آخر. ومع ذلك ، من المحتمل أن تكون هذه مقدمة صغيرة لمستقبل حلقات التغذية الراجعة الفيروسية.

لكن المقارنة بين النظم البيئية والاقتصادية هناك تنفد. يمكن إنقاذ البنوك طالما توفر الحكومات رأس مال مالي كافٍ في عمليات الإنقاذ. في المقابل ، لا تستطيع أي حكومة توفير رأس المال الطبيعي الفوري اللازم لاستعادة النظام البيئي المنهار.

لا توجد طريقة لاستعادة النظم البيئية المنهارة خلال أي إطار زمني معقول. لا توجد عمليات إنقاذ بيئية. في العامية المالية ، سيكون علينا فقط أن نتحمل الضربة.