Изменение климата может привести к большим изменениям экосистемы
К 2100 году глобальное изменение климата изменит растительные сообщества, покрывающие почти половину земной поверхности, и приведет к преобразованию почти 40 процентов наземных экосистем из одного основного типа экологических сообществ, таких как леса, пастбища или тундра, в другой. к новому исследованию компьютерного моделирования НАСА и университета.
Исследователи из Лаборатории реактивного движения НАСА и Калифорнийского технологического института в Пасадене, штат Калифорния, изучили, как растительная жизнь Земли, вероятно, будет реагировать в течение следующих трех столетий на изменение климата Земли в ответ на повышение уровня антропогенных парниковых газов. Результаты исследования опубликованы в журнале Climatic Change.
Прогнозы модели рисуют портрет растущих экологических изменений и стресса в биосфере Земли, когда многие виды растений и животных сталкиваются с растущей конкуренцией за выживание, а также со значительным оборотом видов, поскольку одни виды вторгаются в районы, занятые другими видами. Прогнозируется, что на большей части земной суши, не покрытой льдом или пустыней, растительный покров изменится как минимум на 30 процентов — изменения, которые потребуют от людей и животных адаптации и частого перемещения.
Исследование прогнозирует, что помимо изменения растительных сообществ изменение климата нарушит экологический баланс между взаимозависимыми и часто находящимися под угрозой исчезновения видами растений и животных, уменьшит биоразнообразие и негативно повлияет на круговорот воды, энергии, углерода и других элементов на Земле.
«Уже более 25 лет ученые предупреждают об опасностях антропогенного изменения климата», — сказал Джон Бергенгрен, ученый, который руководил исследованием, будучи докторантом в Калифорнийском технологическом институте. «Наше исследование представляет новый взгляд на изменение климата, исследуя экологические последствия глобального потепления на несколько градусов. Хотя предупреждения о таянии ледников, повышении уровня моря и других изменениях окружающей среды показательны и важны, в конечном счете, наиболее важны экологические последствия. ."
Столкнувшись с изменением климата, виды растений часто вынуждены «мигрировать» в течение нескольких поколений, поскольку они могут выживать, конкурировать и воспроизводиться только в пределах диапазона климатических условий, к которым они эволюционно и физиологически адаптированы. В то время как растения и животные Земли эволюционировали, чтобы мигрировать в ответ на сезонные изменения окружающей среды и даже более масштабные переходы, такие как конец последнего ледникового периода, они часто не приспособлены для того, чтобы не отставать от быстроты современных климатических изменений, которые происходят в настоящее время. место. Деятельность человека, такая как сельское хозяйство и урбанизация, все больше разрушает естественную среду обитания Земли и часто препятствует успешной миграции растений и животных.
Чтобы изучить чувствительность экологических систем Земли к изменению климата, ученые использовали компьютерную модель, предсказывающую тип растительного сообщества, уникально адаптированного к любому климату на Земле. Эта модель использовалась для моделирования будущего состояния естественной растительности Земли в соответствии с климатическими проекциями, полученными на основе 10 различных моделей глобального климата.Эти модели основаны на промежуточном сценарии парниковых газов в четвертом оценочном отчете Межправительственной группы экспертов ООН по изменению климата. Этот сценарий предполагает, что к 2100 году уровень парниковых газов удвоится, а затем выровняется. Моделирование климата в отчете ООН предсказывает более теплую и влажную Землю с глобальным повышением температуры от 3,6 до 7,2 градусов по Фаренгейту (от 2 до 4 градусов по Цельсию) к 2100 году, примерно такое же потепление, которое произошло после последнего ледникового максимума почти 20 000 лет назад, за исключением примерно в 100 раз быстрее. По сценарию одни регионы становятся более влажными из-за усиленного испарения, а другие — из-за изменения атмосферной циркуляции.
Исследователи обнаружили смещение биомов или основных типов экологических сообществ к полюсам Земли — наиболее резко в умеренных лугах и бореальных лесах — и к более высоким высотам. Экологически чувствительные «горячие точки» — районы, которые, по прогнозам, будут подвергаться наибольшему круговороту видов — которые были выявлены в ходе исследования, включают регионы в Гималаях и на Тибетском плато, восточную экваториальную Африку, Мадагаскар, Средиземноморский регион, южную часть Южной Америки и Северную Америку. Районы Великих озер и Великих равнин. Неудивительно, что наибольшие районы экологической чувствительности и изменения биома, предсказанные в этом столетии, находятся в районах с наиболее резким изменением климата: в высоких широтах Северного полушария, особенно вдоль северных и южных границ бореальных лесов.
«Наше исследование разработало простой, последовательный и количественный способ характеристики воздействия изменения климата на экосистемы при одновременной оценке и сравнении последствий прогнозов климатических моделей», — сказал соавтор JPL Дуэйн Уолизер. «Этот новый инструмент позволяет ученым исследовать и понимать взаимосвязь между экосистемами Земли и климатом, а также определять регионы, которые, по прогнозам, будут иметь наибольшую степень экологической чувствительности».
«В этом исследовании мы разработали и применили два новых показателя экологической чувствительности — аналоги чувствительности климата — для изучения потенциальной степени изменений растительного сообщества в течение следующих трех столетий», — сказал Бергенгрен. «Удивительная степень экологической чувствительности экосистем Земли, предсказанная нашими исследованиями, подчеркивает глобальную необходимость ускорить прогресс в деле сохранения биоразнообразия путем стабилизации климата Земли».
