Самые жаркие месяцы. Самые снежные зимы. Катастрофические наводнения и засухи.
Изменение климата резко и непредсказуемо влияет на жизнь людей во всем мире. Эта непредсказуемость также распространяется на более тонкие, но все же важные последствия изменения климата.
Например, неизвестно, как изменение климата повлияет на почвы и их способность поддерживать производительные фермы или здоровые природные экосистемы.
В новом исследовании исследователи использовали цифровые методы, чтобы предсказать, как одна жизненно важная характеристика почвы, органический углерод почвы, может быть изменена изменением климата.
«Органический углерод почвы является основным фактором, определяющим здоровье почвы», - говорит Джонатан Грей, ведущий автор исследования. «Он влияет на многие химические, физические и биологические свойства почвы, такие как плодородие и водоудерживающая способность». Грей - старший научный сотрудник Управления охраны окружающей среды и наследия Нового Южного Уэльса в Австралии, а также учится в докторантуре Сиднейского университета.
Исследователи использовали 12 моделей изменения климата, чтобы предсказать, как уровни органического углерода в почве меняются в зависимости от изменения климата. Модели, использованные в исследовании, отражали весь спектр прогнозируемых глобальных климатических последствий. Они также были применимы к конкретному исследуемому региону Нового Южного Уэльса на юго-востоке Австралии.
Результаты были разными. «Большинство моделей показали снижение содержания органического углерода в почве с изменением климата», - утверждает Грей. «Но некоторые из моделей действительно предсказывали рост».
Почему разные прогнозы? Грей объясняет это неопределенностью моделей изменения климата. «Нам нужно больше согласованности между прогнозами изменения климата, прежде чем мы сможем уверенно предсказать, как будут вести себя уровни органического углерода в почве», - говорит он.
Исследователи также обнаружили, что степень изменения органического углерода в почве различается в зависимости от типа почвы, текущего климата и режима землепользования. Например, прогнозируемое среднее снижение содержания органического углерода в почве составило менее одной тонны на гектар для песчаных малоплодородных почв в засушливых условиях при возделывании сельскохозяйственных культур. На глинистых плодородных почвах во влажных условиях при естественном растительном режиме она была в 15 раз больше.
«Эти знания могут помочь нам лучше понять и предсказать, где могут произойти наибольшие потенциальные потери или приросты углерода в почве», - говорит Грей.
Предсказание изменений органического углерода в почве имеет жизненно важное значение. «Это позволило бы нам лучше подготовиться и адаптироваться к изменившимся почвенным условиям», - говорит он. «Это в конечном итоге улучшит то, как мы управляем как сельскохозяйственными, так и местными экосистемами».
Грей и его коллеги объединили различные цифровые методы для получения карты очень высокого разрешения. Вместо типичного разрешения в 10 км команда достигла разрешения в 100 метров. Это позволило исследователям связать изменения органического углерода в почве с конкретными типами почв или моделями землепользования.
«Наша модель предлагала более простую с точки зрения концепции, но все же надежную альтернативу более сложным подходам к динамическому моделированию, которые обычно используются», - объясняет Грей. Хотя это исследование было сосредоточено на Новом Южном Уэльсе, Грей считает, что результаты будут применимы и к районам за пределами исследуемого участка. «Фактическая карта ожидаемого изменения содержания органического углерода в почве наиболее актуальна для Нового Южного Уэльса», - говорит он. «Но основные выводы исследования применимы во всем мире».
Грей сейчас пытается предсказать, как прогнозируемое изменение климата повлияет на другие ключевые свойства почвы, такие как питательные вещества и кислотность. «Эти переменные также повлияют на наши сельскохозяйственные и природные экосистемы», - говорит Грей.
Понимание того, как изменение климата влияет на свойства почвы, может также дать более точные модели изменения климата.«Возможность прогнозировать способность почв накапливать углерод или выделять его в атмосферу будет иметь решающее значение для будущего моделирования изменения климата и стратегий смягчения последствий», - говорит Грей.