Озеленение неорошаемых земель назвали эффективной мерой борьбы с засухами в Европе
Если провести озеленение на 20 процентах территории Европы, которая приходится на неорошаемые земли сельскохозяйственного назначения, то уже к концу XXI века среднегодовое количество осадков в регионе вырастет на 7,6±6,7 процента или на 0,13±0,11 миллиметров в сутки. Зимой леса помогут удержать влагу преимущественно в прибрежных районах, а летом — по всему континенту, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience.
Одно из прогнозируемых последствий изменения климата — это уменьшение количества осадков в летние периоды над обширными регионами, которое приведет к засухам, опустыниванию и усилению природных пожаров. Однако на водный режим влияют не только глобальные климатические процессы, но и локальные изменения ландшафтов. Известно, что обилие осадков в тропическом поясе поддерживается не только геофизическими условиями, но и выросшими на этих широтах массивами тропических лесов — растительный покров дробит и ослабляет воздушные потоки, удерживает влагу и меняет водно-энергетический баланс суши. За пределами тропического пояса изменения ландшафтов также оказывают заметное влияние на режим осадков, но исследований такого взаимодействия в умеренных широтах пока еще мало.
Ученые под руководством Ронни Мейера (Ronny Meier) из Института наук о климате и атмосфере в Цюрихе исследовали, как лесовосстановление может повлиять на режим осадков в Европе. В течение XX века около 20 процентов ее территории подверглось вырубкам и обезлесению ради создания неорошаемых пахотных земель и пастбищ. Эти земли уже называли вероятным резервом для смягчения последствий антропогенного изменения климата. С помощью исторических данных об осадках из баз MSWEP (Multi-Source Weighted-Ensemble Precipitation), GHCN (Global Historical Climatology Network) и GSDR (Global Sub-Daily Rainfall Dataset) и моделирования климатологи рассчитали, как к концу XXI века изменится количество выпадающих осадков, если озеленить неорошаемые сельскохозяйственные земли. В анализе учитывались не только локальные эффекты удержания влаги в лесу, но и отдачу влаги лесом в засушливые периоды на удаленные территории по направлению ветра.
Оказалось, что высадка леса на неорошаемые земли поможет увеличить среднегодовое количество осадков над Европой на 7,6±6,7 процента или на 0,13±0,11 миллиметров в сутки. При этом в континентальных и северных районах количество зимних осадков не претерпит значительных изменений или даже снизится, а в прибрежных районах — увеличится. Летом прогнозируется рост уровня осадков с подветренной стороны по всему континенту.
Недавно ученые выпустили актуальную карту обезлесения и сопровождающей его международной торговли. Согласно ей более половины обезлесения обнаруживается в тропических лесах, вырубка которых обеспечивает поставки мяса крупного рогатого скота, сою, кофе, какао, пальмовое масло и древесины. При этом по прогнозам испанских лесоведов уже в ближайшие десятилетия засухи приведут к массовой замене древесных видов в лесах Земли, причем зачастую на кустарники.
Марина Попова
Однако в условиях неустойчивого землепользования угнетение лесов начнется еще до достижения этого порога
Тропические леса Земли смогут выдержать повышение температуры воздуха не более чем на 3,9±0,5 градуса Цельсия. При нынешних темпах потепления это означает их коллапс примерно через 132 года, но с учетом вырубок, пожаров и почвенной эрозии в тропических регионах критический порог может быть пройден и раньше. Такие прогнозы содержит исследование, опубликованое в журнале Nature. Биом тропических лесов находится в зоне стабильного теплого климата со слабо выраженными межсезонными колебаниями температур. Температуры воздуха здесь оптимальны для фотосинтеза, поэтому тропические леса имеют высокую продуктивность и способны депонировать большое количество атмосферного углерода. К изменениям столь стабильных условий местные виды растений адаптированы слабо, поэтому даже незначительное повышение температуры воздуха ставит устойчивость тропических экосистем под угрозу. Ученые под руководством Кристофера Даути (Christopher Doughty) из Университета Северной Аризоны исследовали отклик листьев деревьев в тропических лесах бассейна Амазонки, Центральной Африки и Юго-Восточной Азии на изменение температуры воздуха. Для этого они использовали данные прямых измерений температуры листьев с помощью термопар и пиргеометров и данные дистанционного зондирования проекта ECOSTRESS, который отслеживает температуру земной поверхности. Авторы исходили из того, что средняя температура воздуха, при которой начинается критическое угнетение физиологических процессов в тропических растениях, составляет 46,7 градуса Цельсия (она эмпирически определена в проведенном ранее исследовании). Они установили, что уже сейчас 0,01 процента всех листьев переходят порог этой критической температуры как минимум один раз за сезон. Если критическая температура действует на лист в течение длительного времени (дольше восьми минут), это может приводить к его смерти, а смерть листьев, в свою очередь, приводит к снижению общего испарительного охлаждения и все более сильному нагреву растения. На отдельных участках тропических лесов (например, в юго-восточной части бассейна Амазонки) деревья уже могли приблизиться к порогу своей устойчивости и даже перейти его. С помощью моделирования ученые проверили, как отреагируют листья деревьев на повышение среднемировой температуры воздуха на два, три и четыре градуса Цельсия (это соответствует сценариям RCP 2.6, RCP 4.5, RCP 8.5, в которых количество антропогенных выбросов парниковых газов меняется от серьезно сниженного до неограниченного). Они установили, что средним переломным уровнем потепления для тропических лесов мира является увеличение температуры воздуха на 3,9±0,5 градуса Цельсия. При нынешнем темпе роста температуры на 0,03 градуса Цельсия в год до полного угнетения тропических лесов остается 132 года, но массовая гибель листьев может произойти уже через 102 года. Расчеты имеют неопределенность, поэтому авторы указали интервал опасного для тропиков потепления: от двух до восьми градусов Цельсия относительно доиндустриального уровня. Они отметили, что на устойчивость лесов влияет не только температура воздуха, но и землепользование, которое в тропических регионах зачастую неустойчивое и приводит к обширным рубкам, пожарам и почвенной эрозии. Из-за этих факторов критический нагрев участков леса может происходить быстрее и при более низких температурах. Это уже не первое исследование, которое указывает на неустойчивость лесов амазонского бассейна: ранее ученые установили, что местные тропики еще начиная с 2007 года стали выделять больше углекислого газа, чем способны поглотить, и оценили его некомпенсированные выбросы в регионе в 480±180 миллионов тонн ежегодно.