Однако в условиях неустойчивого землепользования может 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.
Таким образом, шансы сохранить этих приматов еще есть
Экологи рассчитали, что при нынешних темпах вырубки и выжигания лесов охраняемые территории Мадагаскара к 2050 году потеряют в среднем 25 процентов лесного покрова. При этом заповедники, национальные парки и памятники природы пострадают меньше, чем охраняемые территории с менее строгой защитой. Впрочем, анализ показывает, что у большинства видов мадагаскарских лемуров через 25 с лишним лет все еще будет достаточно лесов для выживания. Как отмечается в статье для журнала Oryx, это дает надежду, что правительство страны успеет принять эффективные меры по охране этих редких приматов. Когда-то почти весь Мадагаскар был покрыт лесами. На востоке острова росли влажные джунгли, а по мере продвижения к западу их сменяли более приспособленные к сухому климату типы растительности. Однако после того, как Мадагаскар несколько тысяч лет назад колонизировали люди, они уничтожили более 80 процентов его лесного покрова. Даже сегодня жители острова продолжают вырубать и выжигать леса под нужды сельского хозяйства и ради производства древесного угля. Это главная угроза для уникальной флоры и фауны Мадагаскара, в том числе для сотни с небольшим видов лемуров, большинство из которых находятся под угрозой исчезновения. Команда специалистов под руководством зоолога Йорга Ганцхорна (Jörg U. Ganzhorn) из Гамбургского университета решила выяснить, насколько быстро Мадагаскар теряет леса и как это скажется на перспективах выживания лемуров в ближайшие десятилетия. В первую очередь исследователей интересовала судьба лесного покрова на недавно созданных охраняемых территориях. Большинство из них относятся к IV-VI категориям Международного союза охраны природы (IUCN), то есть они защищены не так строго, как традиционные заповедники, национальные парки и памятники природы. Например, управление охраняемыми территориями из категорий V и VI возлагается на местные сообщества и неправительственные организации — а еще здесь разрешается щадящее использование природных ресурсов. Насколько такой подход эффективен для сохранения мадагаскарских экосистем, остается неясным. Ганцхорн и его коллеги проанализировали изменения в лесном покрове 114 охраняемых территорий Мадагаскара с 2015 по 2017 год. Примерно на 20 процентах из них леса присутствовали в виде двух или нескольких отдельных участков. Основываясь на темпах обезлесения в 2015-2017 годах и с учетом сведений за предыдущие годы, авторы рассчитали предполагаемые потери лесного покрова на каждой охраняемой территории в 2017-2050 году. Полученные значения сопоставили с данными о присутствии лемуров разных видов на каждой из территорий. В ходе исследования авторы исключили охраняемые территории, где отсутствовали лемуры и по которым не удалось найти достаточно данных о состоянии лесного покрова. В результате в выборке осталось 102 территории, на которых в 2017 году располагалось 170 участков леса со средней площадью 21,92 квадратных километра. Темпы обезлесения на охраняемых территориях Мадагаскара за 2015-2017 годы колебались от ноля до 13,5 процента в год. При этом в национальных парках (II категория IUCN) скорость вырубки лесов оказалась достоверно ниже, чем на территориях из категорий V и VI. Таким образом, новые охраняемые территории, относящиеся к категориям V-VI, пока плохо справляются с защитой лесов и их обитателей. По оценкам Ганцхорна и его коллег, к 2050 году мадагаскарские охраняемые территории могут лишиться 25 процентов лесного покрова. При этом в заповедниках, национальных парках и памятниках природы (I-III категории IUCN) средние потери лесов составят 16,88 процента, а на охраняемых территориях IV-VI категорий — 21,31-39,16 процента. Доля лесных участков с площадью менее десяти квадратных километров, которая в 2017 году составляла 40 процентов, к 2050 году увеличится до 45 процентов. Площадь лесов, где в наши дни живут разные виды лемуров, к 2050 году в среднем снизится на 19 процентов. В результате размеры субпопуляций этих приматов сократятся. Тем не менее, несмотря на сокращение площадей, большинство лесных участков, населенных лемурами, будут существовать и в 2050 году. Это означает, что на охраняемых территориях Мадагаскара в течение следующих 25 с лишним лет останется достаточно лесов, чтобы сохранить виды лемуров, которые обитают там в настоящее время. Учитывая способность даже крупных видов этих приматов выживать на небольших участках леса, если на них не оказывается дополнительное давление со стороны человека, у мадагаскарских властей есть время, чтобы принять более эффективные меры по охране этих животных. Среди них, например, лесовосстановление и создание лесных коридоров, которые позволят лемурам перемещаться с одной территории на другую. Некоторые исследователи считают, что обширные травянистые равнины, покрывающие сегодня большую часть Мадагаскара, возникли задолго до того, как остров колонизировали люди. Однако изотопный анализ костей вымерших карликовых бегемотов, которые жили по всему острову еще тысячу лет назад, показал, что эти травоядные жили в лесах, питались в основном C3-фотосинтезирующей растительностью и не могли пастись на открытых равнинах. Таким образом, относительно недавно почти весь Мадагаскар был покрыт лесами.