Новое исследование функциональной целостности биосферы — способности растительного мира совместно регулировать состояние экосистемы — показало, что большая часть суши на Земле находится в «опасном состоянии». Работа опубликована в журнале One Earth и проведена Потсдамским институтом исследований воздействия на климат (PIK) совместно с Венским университетом БОКУ.
Ученые изучали, получает ли растительность достаточно энергии для выполнения ключевых процессов, таких как фотосинтез, поддерживающий потоки углерода, воды и азота — основу стабильности экосистем.
«Наш спрос на биомассу продолжает расти, поэтому становится еще более важным количественно оценить нагрузку, которую мы уже оказываем на биосферу», — отметил ведущий автор исследования Фабиан Стензель.
Рамка планетарных границ, на которой основано исследование, теперь ставит в центр внимание именно энергетические потоки из фотосинтеза.
Стресс, который человек оказывает на систему Земли, можно измерить по тому, какую часть природной продуктивности растений мы используем для своих нужд — через собранные урожаи, древесину и остатки растительности. Также учитывается снижение фотосинтеза, вызванное застройкой и уплотнением земель.
Исследование добавило к этому второй важный показатель — «индекс риска дестабилизации экосистемы». Он фиксирует сложные изменения в структуре растительности и в балансе воды, углерода и азота на планете.
«Эти энергетические потоки управляют всей жизнью, но люди теперь отвлекают значительную часть их на свои собственные цели, нарушая динамику природы», — отметил Вольфганг Лухт, руководитель анализа систем Земли ПИК
Исследование использовало глобальную биосферную модель LPJmL, которая с точностью до полуградуса моделирует потоки воды, углерода и азота ежедневно, начиная с 1600 года. Согласно данным, тревожные изменения в экосистемах начались уже в средних широтах в XVII веке, а к 1900 году индустриализация привела к тому, что 37% суши вышли за пределы локально безопасной зоны, а 14% — в зону высокого риска. Сегодня эти показатели выросли до 60% и 38% соответственно, главным образом из-за сельского хозяйства.
Исследование показывает, что границы биосферы, которые обеспечивают стабильность жизни на планете, уже нарушены почти повсеместно.
«Эта карта — научный прорыв, потому что она раскрывает прямую связь между человеческой потребностью извлекать ресурсы и воздействием на экосистему», — подчеркнул Йохан Рокстрём, директор ПИК.
Ученые предупреждают: данные дают «важный импульс для международной климатической политики». Защита биосферы и рациональное использование биомассы должны рассматриваться как единая комплексная задача наряду с мерами по смягчению изменения климата.
