Углеродный след городов расширили на другие континенты
Экологи из Германии и США предложили новую модель для оценки выбросов парниковых газов в крупных городах. Эта модель учитывает выбросы газов не только внутри самого города, но и связанные с производством и транспортировкой продуктов и товаров для него. Оптимизация выбросов при таком подходе позволит снизить содержание парниковых газов далеко за пределами этого города, иногда даже на других континентах. Результаты исследования опубликованы в Scientific Reports.
В связи с проблемой глобального потепления и увеличения содержания парниковых газов в атмосфере Земли, контроль их производства за счет антропогенных источников является одной из наиболее актуальных экологических задач. Несмотря на это, сейчас пока не предложено универсальных методов для их оценки. Обычно уровень выбросов парниковых газов оценивается по углеродному следу — эквивалентном количестве выработанном при производстве углекислого газа. При этом наиболее распространенный подход оценки производства парниковых газов в отдельных городах учитывает только те источники, которые находятся внутри города. И что несмотря на то, что город является не замкнутой экономической системой, а открытой, при оптимизации производства и потребления стремятся снизить уровень выброса парниковых газов непосредственно с территории города.
В своей работе экологи из Германии и США предложили для оценки выброса парниковых газов городами использовать новую модель. В ней учитывается не только выработка парниковых газов внутри города, но и те газы, которые вырабатываются при производстве и транспортировке тех продуктов и товаров, которые доставляются в город и необходимы для его нормальной жизнедеятельности. При этом для оценки суммарных выбросов, экологи предложили исключить из модели выбросы, связанные с деятельностью государственных учреждений и валовым накоплением основного капитала.
Новый подход ученые назвали моделью с учетом более ранних выбросов (upstream emission) и сравнивали ее с традиционной моделью выбросов только на территории города (territorial emission).
На основании опубликованных данных о выбросах парниковых газов, авторы работы провели сравнение двух моделей для уровня углекислого газа в четырех крупных городов: Дели, Мехико, Берлина и Нью-Йорка. Для первых двух городов (концентрация выбросов в которых и так сравнительно невелика) данные новой модели предсказывает меньший уровень выбросов, чем был при традиционном подходе. Для Берлина и Нью-Йорка данные нового подхода свидетельствуют о значительно большем уровне выбросов.
При этом ученым удалось оценить и географию тех областей, в которых производятся продукты и товары, которые сначала приводят к выбросу парниковых газов, а потом доставляются в исследованные города. Оказалось, что влияние распространяется далеко за пределы самого города, и часто даже на другие континенты.
По утверждениям экологов, новая модель позволит благодаря контролю потребления продуктов внутри города более эффективно регулировать выброс парниковых газов, причем не только в самом городе, но и далеко за его пределами.
Одним из важных антропогенных источников большого количества парниковых газов, которые участвуют в рассматриваемых цепочках, является животноводство. Что интересно, из-за системы положительной обратной связи, повышение уровня метана в атмосфере в свою очередь приводит к увеличению его производства. А для того, чтобы снизить выработку парниковых газов при животноводстве, ученые предложили просто не кормить собак и кошек мясом.
Александр Дубов
Вокруг нор этих хищников растения выше и гуще
Канадские ученые подтвердили, что песцы являются экосистемными инженерами. Анализ спутниковых снимков показал, что вокруг нор этих хищников формируются участки с повышенной продуктивностью растений. Они возникают за счет того, что песцы удобряют и разрыхляют почву. Как отмечается в статье для журнала Ecosystems, о существовании песцовых садов известно уже давно — однако с помощью снимков из космоса удалось развеять последние сомнения в том, что они реальны. Некоторые животные оказывают значительное влияние на окружающую среду вокруг себя. Например, крупные травоядные поддерживают существование равнин, не давая им зарастать деревьями и кустарниками, бобры строят запруды, а австралийские вараны роют норы, в которых селятся десятки видов позвоночных. Таких животных называют экосистемными инженерами. Песцы (Vulpes lagopus) тоже относятся к их числу. Зоологи давно заметили, что вокруг нор этих хищников растительность гуще и выше, чем в остальной тундре. Такие участки называют песцовыми садами. Они возникают благодаря тому, что песцы обогащают почву вокруг своих убежищ питательными веществами из мочи, помета и остатков пищи и разрыхляют ее во время рытья нор. В результате здесь формируются особенно благоприятные условия для роста растений. При этом убежища песцов нередко используются многими поколениями этих животных на протяжении сотен лет, что усиливает их влияние на экосистему. Команда специалистов под руководством Шона Джонсона-Байса (Sean M. Johnson-Bice) из Университета Манитобы решила подробнее изучить песцовые сады с помощью изображений со спутниковых снимков. В частности, исследователи хотели проверить, действительно ли песцы повышают продуктивность растений или просто селятся на участках, где она уже высока. Авторы сосредоточили внимание на территории площадью 1200 квадратных километров в канадском национальном парке Вапуск, которая находится на западном берегу Гудзонова залива. Здесь расположены 84 норы песцов. Проанализировав спутниковые снимки региона, Джонсон-Байс и его соавторы пришли к выводу, что песцы предпочитают рыть норы в лишенной растительности или покрытой травянистой растительностью местности на возвышенностях у побережья. А вот заболоченных участков они избегают. На следующем этапе исследователи сравнили продуктивность растительности в 84 песцовых садах; на 84 идеально подходящих для песцов, но не заселенных ими участках тундры (далее — референсных); а также на 84 случайных участках тундры. Для этого они рассчитали вегетационный индекс данных участков по снимкам, сделанным в течение вегетационного периода с середины июня по конец сентября 2019-2021 годов. В результате выяснилось, что максимальная продуктивность растительности вокруг песцовых нор достоверно выше, чем на референсных участках, которые хорошо подходят этим хищникам, но не заселены ими. Интересно, что на случайных участках тундры максимальная продуктивность также оказалась выше, чем на референсных. Авторы объясняют данную закономерность тем, что песцы выбирают для жилищ низкопродуктивные территории. Продуктивность в песцовых садах была выше, чем на референсных участках, на протяжении почти всего вегетационного сезона. Хотя участки вокруг нор песцов не становились зелеными раньше и не оставались зелеными дольше, чем референсные участки, весной растительность здесь, судя по всему, развивалась с более высокой скоростью. Авторы также подтвердили, что продуктивность растений в пределах 20 метров от песцовых нор выше средней продуктивности растений в пределах 250 метров от них. На референсных и случайных участках эта закономерность не наблюдалась. При этом связи между продуктивностью растительности вокруг логова и репродуктивным успехом живущих в нем песцов в 2011-2021 году выявить не удалось. Результаты исследования демонстрируют, что песцы не селятся на участках с пышной растительностью, а повышают продуктивность растительности вокруг своих нор. Таким образом, их можно с уверенностью называть экосистемными инженерами. Поскольку эти хищники поколениями используют одни и те же норы, эффект от их деятельности накапливается с годами. Благодаря этому высокопродуктивные участки вокруг песцовых нор сохраняются независимо от того, насколько высок репродуктивный успех их хозяев в течение нескольких лет. В будущем авторы надеются выяснить, как быстро песцовые сады возникают вокруг новых нор и как быстро исчезают после того, как нора покинута. Песцы — коренные обитатели тундр. А вот канадские бобры (Castor canadensis) расселились сюда недавно благодаря климатическим изменениям — и уже начали преобразовывать местные экосистемы. Ученые обнаружили, что на северо-западе Аляски вблизи водоемов, в которых замечены следы деятельности бобров, на 51 процент больше точек эмиссии метана, чем возле водоемов, которые они не трогали. Это может свидетельствовать о деградации многолетней мерзлоты из-за подтопления.