К середине XXI века выбросы углерода экосистемами суши обгонят поглощение
При текущих темпах антропогенных выбросов парниковых газов к 2040-2060 годам интенсивность фотосинтеза в биомах суши снизится, и их способность поглощать углерод упадет в среднем на 44 процента, а к 2070-2090 годам уже на 49 процентов. Таким образом, уже к середине века способность экосистем суши поглощать углерод и нивелировать последствия климатических изменений упадет настолько, что они превратятся в источники углеродных выбросов. Статья опубликована в журнале Science Advances.
Экосистемы суши ежегодно поглощают 2,6±0,8 миллиарда тонн углерода (порядка 30 процентов антропогенных выбросов), что делает их наряду с океаном важнейшими регуляторами климата. Предполагается, что в будущем экосистемы смогут поглощать еще больше углекислого газа, потому что с ростом температуры воздуха интенсивность фотосинтеза возрастает. Однако, если потепление достигнет критической точки, процесс фотосинтеза, напротив, будет угнетаться, и экосистемные услуги по ассимиляции углерода из атмосферы окажутся под угрозой.
Ученые под руководством Катарин Даффи (Katharyn A. Duffy) из Университета Северной Аризоны оценили возможность перехода экосистем суши из поглотителей углерода в источники его эмиссии. Они использовали данные наблюдений сети непрерывного мониторинга углерода FLUXNET и данные климатических наблюдений из базы WorldClim, чтобы исследовать температурную зависимость фотосинтеза в различных биомах.
Авторы исследования установили, что температуры пика фотосинтетической активности составляют 18 и 28 градусов Цельсия для растений с С3 и С4 типами фотосинтеза соответственно. После превышения этих значений интенсивность фотосинтеза снижается.
Если антропогенные выбросы парниковых газов будут происходить в соответствием со сценарием RCP 8.5 (отсутствие ограничений на выбросы), то к периоду 2040-2060 годов чистая первичная продуктивность биомов суши (разница между углеродом, поглощенным для фотосинтеза, и углеродом, выделенным в процессе дыхания) снизится в среднем на 44 процента, а к 2070-2090 годам уже на 49 процентов. При этом чистая продуктивность главных регуляторов климата — тропических лесов бассейна Амазонки и Юго-Восточной Азии и таежного покрова России и Канады — к этим периодам снизится более чем на 50 и более чем на 90 процентов соответственно.
Авторы исследования отметили, что результаты их исследования указывают на важную точку перехода в температурной зависимости фотосинтеза, которая может произойти в середине XXI века: биомы суши начнут выделять больше углерода, чем поглощать. По их мнению, игнорирование расчетов может привести к переоценке возможностей экосистем суши к ассимиляции углерода от антропогенных выбросов.
Недавнее исследование показало, что точка невозврата может быть уже пройдена для всей климатической системы Земли: согласно расчетам, проведенным с помощью модели ESCIMO, даже если прекратить все антропогенные выбросы парниковых газов с 2020 года, средняя температура воздуха на планете продолжит расти за счет большого количества водяного пара в атмосфере, низкого альбедо земной поверхности и самоподдерживающегося таяния многолетней мерзлоты.
Марина Попова
Это произойдет из-за утраты местообитаний, если не снизить антропогенное воздействие
Если не ограничить антропогенные выбросы парниковых газов, то при текущих тенденциях землепользования и распределения населения в Европе к 2061–2080 годам 76 процентов видов шмелей лишится 30 процентов площади своих местообитаний. Это поставит их под угрозу вымирания. Такие выводы содержит статья, опубликованная в журнале Nature. В мире более 90 процентов дикорастущих растений и более 75 процентов сельскохозяйственных культур опыляют насекомыми-опылителями. В последние десятилетия их популяциям угрожает потепление климата, загрязнение воздуха, некорректное применение пестицидов, неустойчивое землепользование и ряд других проблем, из-за которых их численность снижается во всем мире. В умеренных и высоких широтах северного полушария главными насекомыми-опылителями выступают шмели, организм которых адаптирован к холодным условиям. Согласно некоторым национальным отчетам (например, бельгийскому и нидерландскому), в Европе уже наблюдается локальное вымирание до четверти видов шмелей. Ученые под руководством Гийома Гисбена (Guillaume Ghisbain) из Брюссельского свободного университета смоделировали, как изменится численность шмелей разных видов в Европе в течение XXI века, используя наборы данных о климате, землепользовании и населении из проекта ISIMIP2b и обучая модели экологических ниш на данных о присутствии и численности шмелей с географической привязкой. Они использовали три сценария социоэкономического развития (SSP 1-2.6; SSP 3-6.0 и SSP 5-8.5), предполагающие низкие, умеренные или высокие антропогенные выбросы парниковых газов соответственно. Авторы исследования пришли к выводу, что даже при существенном ограничении антропогенных выбросов парниковых газов к 2061–2080 годам 32 процента видов шмелей, внесенных МСОП в список «вызывающих наименьшее опасение», потеряют не менее 30 процентов площадей пригодных для их жизни местообитаний. Если же не ограничить эти выбросы, то с потерей почти трети местообитаний столкнется уже 76 процентов видов европейских шмелей. Таким образом, эти виды шмелей окажутся в категории «находящиеся под угрозой исчезновения». Сильнее всего пострадают местообитания шмелей в Бельгии, Германии, северной Франции и Нидерландах, но в целом вся территория Европы ниже 60 градуса северной широты рискует стать малопригодной для обитания шмелей. Рефугиумом для некоторых видов шмелей может стать Фенноскандия, если на ее территории не усилится действие каких-либо неучтенных антропогенных факторов. Подробнее о причинах и последствиях кризиса насекомых-опылителей в биосфере можно прочитать в нашем материале «Проблема жъжъь».