Без резкого сокращения выбросов парниковых газов большинство наземных экосистем планеты - от лесов и пастбищ до пустынь и тундры - подвержены высокому риску «серьезной трансформации» из-за изменения климата, согласно новое исследование международной исследовательской группы.
Исследователи использовали ископаемые данные о глобальных изменениях растительности, которые произошли в период послеледникового потепления, чтобы спрогнозировать масштабы изменений экосистемы, которые вероятны в будущем при различных сценариях выбросов парниковых газов.
Они обнаружили, что при «обычном сценарии» выбросов, в котором мало что делается для сдерживания выбросов парниковых газов, улавливающих тепло, изменения растительности в диких ландшафтах планеты, вероятно, будут более далеко идущими и разрушительными. чем предполагалось в более ранних исследованиях.
Изменения поставят под угрозу глобальное биоразнообразие и разрушат жизненно важные услуги, которые природа предоставляет человечеству, такие как водная безопасность, хранение углерода и отдых, по словам соавтора исследования Джонатана Оверпека, декана Школы окружающей среды и устойчивого развития в Мичиганский университет.
«Если мы позволим изменению климата пройти беспрепятственно, растительность этой планеты будет выглядеть совершенно иначе, чем сегодня, а это означает огромный риск для разнообразия планеты», - сказал Оверпек, который задумал идея для исследования с соответствующим автором Стивеном Т. Джексоном из Геологической службы США.
Выводы планируется опубликовать в выпуске журнала Science от 31 августа. В работе приняли участие 42 исследователя со всего мира. Первый автор - аспирант кафедры геолого-геофизических наук Коннор Нолан из Аризонского университета.
Оверпек подчеркнул, что результаты команды не просто гипотетические. Некоторые из ожидаемых изменений растительности уже происходят в таких местах, как Запад и Юго-Запад Америки, где вымирание лесов и масштабные лесные пожары меняют ландшафты.
«Мы говорим о глобальном изменении ландшафта, которое является повсеместным и драматичным», - сказал Оверпек. «И мы уже начинаем видеть это в Соединенных Штатах, а также во всем мире».
Предыдущие исследования, основанные в основном на компьютерном моделировании и современных наблюдениях, также предсказывали резкие изменения растительности в ответ на потепление климата из-за продолжающегося накопления углекислого газа и других парниковых газов.
Но новое исследование, на завершение которого ушло пять лет, впервые использует палеоэкологические данные - записи об изменениях растительности в прошлом, представленные в древних пыльцевых зернах и окаменелостях растений из сотен мест по всему миру - для прогнозирования величины будущие экосистемные изменения в глобальном масштабе.
Команда сосредоточилась на изменениях растительности, которые произошли во время последней дегляциации Земли, периода потепления, которое началось 21 000 лет назад и было примерно сопоставимо по величине (от 4 до 7 градусов по Цельсию, или от 7 до 13 градусов по Фаренгейту). к потеплению, ожидаемому в ближайшие 100-150 лет, если выбросы парниковых газов не будут значительно сокращены.
Поскольку степень потепления в эти два периода одинакова, сравнение послеледникового и современного периодов дает «консервативную оценку степени экологической трансформации, которой подвергнется планета при будущих климатических сценариях», - отмечают авторы. написал.
Эта оценка считается консервативной отчасти потому, что темпы прогнозируемого будущего глобального потепления как минимум на порядок выше, чем темпы последней дегляциации, и, следовательно, потенциально гораздо более разрушительные.
«Мы говорим о том же количестве изменений за 10-20 тысяч лет, которое будет втиснуто в столетие или два», - сказал Джексон, директор U. С. Юго-западный центр климатической адаптации Геологической службы. «Экосистемы будут пытаться наверстать упущенное».
Чтобы определить степень изменения растительности после последнего ледникового пика, исследователи сначала собрали и оценили записи о пыльце и окаменелостях растений из 594 мест по всему миру - со всех континентов, кроме Антарктиды. Все места в их глобальной базе данных об экологических изменениях были надежно датированы радиоуглеродом в период между 21 000 и 14 000 лет до настоящего времени.
Затем они использовали палеоклиматические данные из ряда источников, чтобы сделать вывод о соответствующем повышении температуры, ответственном за изменения растительности, наблюдаемые в окаменелостях. Это, в свою очередь, позволило им рассчитать, как различные уровни будущего потепления, вероятно, повлияют на наземную растительность и экосистемы планеты.
«Мы использовали результаты прошлого, чтобы оценить риск будущих изменений экосистемы», - сказал Нолан из Университета Аризоны. «Мы обнаруживаем, что по мере повышения температуры возникают все большие и большие риски для дальнейшего изменения экосистемы».
При обычном сценарии выбросов вероятность крупномасштабного изменения растительности превышает 60 процентов, заключили они. Напротив, если выбросы парниковых газов будут сокращены до уровней, предусмотренных Парижским соглашением 2015 года, вероятность крупномасштабного изменения растительности составит менее 45 процентов.
Большая часть изменений может произойти в 21 веке, особенно там, где нарушение растительности усугубляется другими факторами, такими как экстремальные климатические явления, массовая гибель растений, фрагментация среды обитания, инвазивные виды и добыча природных ресурсов. Исследователи пришли к выводу, что изменения, вероятно, продолжатся в 22 веке или позже.
Экосистемные услуги, на которые будет оказано значительное влияние, включают хранение углерода - в настоящее время огромное количество углерода хранится в растениях и почвах наземных экосистем.
«Большая часть углерода, который в настоящее время удерживается растительностью по всей планете, может быть выброшена в атмосферу, что еще больше усилит масштабы изменения климата», - сказал Оверпек.
Авторы говорят, что их палеоэкологический подход, основанный на эмпирическом опыте, обеспечивает независимую точку зрения на изменение растительности, обусловленное климатом, которая дополняет предыдущие исследования, основанные на моделировании и современных наблюдениях.
Тот факт, что прогнозы, полученные на основе этих различных подходов, сходятся, «подкрепляет вывод о том, что прогнозируемые изменения климата приведут к серьезным преобразованиям экосистем», - пишут авторы.
«Это огромный вызов, к которому мы как нация и мировое сообщество должны отнестись более серьезно», - сказал Оверпек.