Поскольку экологические системы – системы  разносторонние,   сложные и живые, убедительно доказать их изменения, объяснить причины этих изменений и, в особенности, предсказать их дальнейшее развитие бывает особенно сложно. Своего рода точкой опоры нам снова может послужить историческая геология. Изменения климата всегда имели далеко идущие последствия для экосистем, о чем свидетельствуют, например, пробы пыльцы, полученные из осадочных пород на дне моря. Так, с наступлением ледниковых периодов леса из Северной и Центральной Европы отступали на юг, а затем в межледниковья снова отвоевывали утраченные территории. Вероятно, после повышения температуры на несколько градусов климат на Земле станет таким теплым, каким он не был уже миллионы лет. Несомненно, что это самым решительным образом должно сказаться на биосфере, хотя конкретные последствия таких изменений пока еще не ясны.

Еще одна сложность заключается в том, что в настоящее время человек использует большую часть земной поверхности (почти 50% всей суши) для собственных нужд, в то время как нетронутые экосистемы превращаются в небольшие анклавы вроде заповедников и национальных парков. Животные и растения уже не смогут так свободно перемещаться в более благоприятные для них регионы, как это было раньше при смене ледниковых периодов и межледниковий. Кроме того, по своим темпам нынешнее антропогенное изменение, по всей вероятности, оставит далеко позади большинство других случаев изменений климата, когда–либо происходивших на Земле.

Поэтому многие биологи опасаются, что уже в этом в. может произойти массовое вымирание множества видов растений и животных, или, на профессиональном жаргоне, драматическое сокращение биологического разнообразия. В первую очередь под угрозой окажутся альпийские флора и фауна, которые ютятся на горных вершинах, словно на крошечных островках холода в бескрайнем океане тепла, дожидаясь наступления очередного ледникового периода. Этим видам остался только один путь к отступлению – вверх, пока, наконец, они не поднимутся до самых вершин и не «уйдут в небо», как выразился австрийский биолог Георг Грабхерр. Возьмем в качестве примера Новую Зеландию: при потеплении на 3 °С там исчезнет 80% высокогорных «климатических островов», что может привести к гибели от одной трети до половины известных там 613 видов альпийских растений. Согласно опубликованным в 2004 г. расчетам, выполненным международной научно–исследовательской группой под руководством Криса Томаса, из–за изменения климата к 2050 г. во всем мире обречены на вымирание от 15 до 37% ныне существующих видов растений и животных (млекопитающих, птиц, рептилий и др.).

Изменение климата – только одно из губительных воздействий, оказываемых человеком на экосистемы. В настоящий момент наибольшую угрозу представляют более непосредственные формы вмешательства: сведение лесов, выброс вредных отходов, браконьерство и перелов рыбы. Однако изменения климата будут нарастать, и если их не удастся вовремя остановить, то все усилия, предпринимаемые для защиты дикой природы в разных точках нашей планеты, окажутся перечеркнутыми.

За последние годы был проведен целый ряд международных научных семинаров, на которых обсуждались региональные аспекты воздействия изменений климата на чувствительные экосистемы. В результате был составлен следующий негативный сценарий дальнейшего развития. Уже при глобальном потеплении на 1 °С, вероятно, будет нанесен ущерб особо чувствительным экосистемам: коралловым рифам, высокогорным тропическим лесам австралийского штата Квинсленд и засушливым ландшафтам Южной Африки с растительностью в виде карликовых кустарников (в особенности полупустыням Кару с их суккулентами). При потеплении на 1–2 °С будет причинен значительный ущерб всем вышеперечисленным, а также арктическим и альпийским экосистемам. В средиземноморском регионе следует ожидать серьезных пожаров и случаев тяжелого поражения насекомыми, в Китае – потерь больших площадей леса. При глобальном потеплении (от 2 до 3 °С) возникнет реальная угроза исчезновения экосистем полупустынь Кару с их 2800 эндемическими видами растений. Опасность будет угрожать также существованию австралийских высокогорных экосистем. Борьба за выживание предстоит в этом случае также многим видам растений в других высокогорных регионах в Новой Зеландии, Европе и на Тибетском плато. Возникнет опасность необратимых изменений или даже окончательного коллапса тропических лесов в бассейне Амазонки. При потеплении свыше 3 °С из–за исчезновения арктических льдов под угрозу будет поставлено выживание белых медведей и других животных. Южноафриканский национальный парк Крюгера может потерять две трети популяции всех своих животных.

Мы привели примеры только тех экосистем, которые были специально исследованы на предмет возможных последствий изменения климата. Подчеркнем, что речь в данном случае идет о региональных проявлениях этого глобального процесса, а они, как известно, не могут быть рассчитаны с достаточной степенью надежности. Однако, несмотря на неточность прогнозов, проведенные исследования позволили сделать важные выводы относительно того, какова устойчивость определенных экосистем по отношению к потеплению климата и каковы могут быть дальнейшие сценарии, по которым будет развиваться ситуация.

До сих пор потепление климата было достаточно незначительным – однако, может быть, первые признаки изменений в экосистемах уже появились? В газетах мы то и дело обнаруживаем заметки о вишнях, которые зацвели в феврале, о перелетных птицах, которые решили не отправляться на юг, о тропических рыбах, впервые обнаруженных в северных реках. Но здесь, как и в случае с экстремальными погодными явлениями, необходимо помнить, что на основании единичных случаев, как правило, еще нельзя делать никаких научных выводов.

Впрочем, в распоряжении ученых имеются данные о долгосрочных трендах, охватывающих обширные пространства. Рабочая группа под руководством американца Терри Рута сопоставила 134 экологических исследования, каждое из которых документировало региональные изменения, касающиеся определенных видов животных и растений (от улиток до млекопитающих и от трав до деревьев соответственно). Ученые пришли к выводу, что за разнообразием описанных фактов скрывается общая тенденция изменений, связанная с глобальным потеплением. В 80% всех документированных случаев направление изменений соответствовало тому, которое, с учетом известных пределов приспособляемости, следовало ожидать при заданных характеристиках изменений климата.

Изменения экосистем можно обнаружить и с высоты птичьего полета – т. е. при помощи спутников. Например, время распускания листьев весной можно с успехом отслеживать на космических фотографиях. По сравнению с началом 1980–х годов этот момент в северных широтах наступает уже на одну неделю раньше, в то время как начало осени сместилось на неделю позже. Рабочая группа Вольфганга Люхта из Потсдамского института климатических исследований продемонстрировала, что этот тренд (ненадолго прерванный в результате извержения вулкана Пинатубо в 1991 г.) успешно воспроизводится в рамках математического моделирования процессов изменения экосистем.