МАДРИД, 18 (EUROPA PRESS)
Новое исследование позволило наглядно и в пространственном масштабе и на протяжении столетий отобразить планетарную границу «функциональной целостности биосферы».
В этом исследовании показано, что 60% поверхности суши на планете уже находится за пределами локально определенной зоны безопасности, а 38% — даже в зоне высокого риска.
Исследование было проведено Потсдамским институтом исследований воздействия на климат (PIK) в сотрудничестве с Венским университетом BOKU и опубликовано в журнале One Earth.
Функциональная целостность биосферы определяется способностью растительного мира совместно регулировать состояние экосистемы Земли. Это требует, чтобы растительный мир мог получать достаточно энергии посредством фотосинтеза для поддержания потоков углерода, воды и азота, необходимых для экосистем и их многочисленных взаимосвязанных процессов, несмотря на масштабное вмешательство человека в их жизнедеятельность.
Наряду с утратой биоразнообразия и изменением климата функциональная целостность образует ядро аналитической структуры Планетарных границ для безопасного операционного пространства для человечества.
«У цивилизации существует огромная потребность в использовании биосферы для производства продовольствия, сырья, а в будущем и для защиты климата», — заявил Фабиан Стенцель, ведущий автор исследования и член исследовательской группы PIK Safe Terrestrial Operational Space.
«В конце концов, потребность человечества в биомассе продолжает расти, и выращивание быстрорастущих трав или деревьев для производства биоэнергии с улавливанием и хранением углерода рассматривается многими как важная стратегия поддержки стабилизации климата.
«Поэтому становится ещё важнее количественно оценить давление, которое мы уже оказываем на биосферу, дифференцированное по регионам и с течением времени, чтобы выявить перегрузки. Наши исследования прокладывают путь к этому».
Исследование основано на последнем обновлении концепции планетарных границ, опубликованном в 2023 году.
«Теперь данная концепция четко определяет потоки энергии, образующиеся в результате фотосинтеза в глобальной растительности, как центр процессов, совместно регулирующих планетарную стабильность», — объясняет Вольфганг Лухт, руководитель отдела анализа земных систем в PIK и координатор исследования.
СТРЕСС НА ПРИРОДЕ
«Эти потоки энергии управляют всей жизнью, но люди теперь используют значительную их часть в своих целях, нарушая динамические процессы природы».
Стресс, который это наносит системе Земли, можно измерить по доле естественной продуктивности биомассы, которую человечество направляет на собственные нужды (через собранный урожай, отходы и древесину), а также по сокращению фотосинтетической активности, вызванному обработкой и уплотнением почвы.
В исследовании к этой мере был добавлен второй мощный индикатор целостности биосферы: индикатор риска дестабилизации экосистемы, который регистрирует сложные структурные изменения в растительности, а также в водном, углеродном и азотном балансах биосферы.
ЭВОЛЮЦИЯ С 1600 ГОДА
Исследование основано на глобальной биосферной модели LPJmL, которая моделирует ежедневные потоки воды, углерода и азота с разрешением в полградуса долготы/широты. В нем представлен подробный перечень за каждый год, начиная с 1600 года, на основе изменений климата и землепользования человека.
Исследовательская группа не только рассчитала, сопоставила и сравнила два показателя функциональной целостности биосферы, но и оценила их посредством математического сравнения с другими показателями в литературе, для которых известны «критические пороги».
В результате каждой зоне был присвоен статус на основе пределов допустимых изменений местной экосистемы: безопасное рабочее пространство, зона возрастающего риска или зона высокого риска.
Расчёты модели показывают, что тревожные изменения начались ещё в 1600 году в средних широтах. К 1900 году доля мировой суши, где изменения экосистем вышли за пределы локально определённой безопасной зоны или даже попали в зону высокого риска, составляла 37% и 14% соответственно, по сравнению с 60% и 38% сегодня.
Индустриализация начала сказываться; землепользование повлияло на состояние земной системы задолго до глобального потепления. В настоящее время эта граница биосферы пересечена практически на всей поверхности Земли, в первую очередь в Европе, Азии и Северной Америке, где наблюдается значительная трансформация растительного покрова, в первую очередь в результате развития сельского хозяйства.
«Эта первая глобальная карта, показывающая нарушение предела функциональной целостности биосферы, отражающее как присвоение человеком биомассы, так и экологические нарушения, представляет собой крупный научный прорыв, поскольку она обеспечивает лучшее общее понимание планетарных границ», — говорит Йохан Рокстрём, директор PIK и один из соавторов исследования.
«Это также даёт важный импульс для дальнейшего развития международной климатической политики, поскольку подчёркивает связь между биомассой и естественными поглотителями углерода и то, как они могут способствовать смягчению последствий изменения климата. Правительства должны рассматривать это как единую, фундаментальную проблему: всеобъемлющую защиту биосферы в сочетании с решительными действиями по борьбе с изменением климата».
