Физическая теория объясняет фрагментацию тропических лесов

Ученые из Центра Гельмгольца по исследованию окружающей среды (UFZ) применили метод из физики для математического описания фрагментации тропических лесов. В журнале Nature они объясняют, как это позволило им моделировать и понимать фрагментацию лесов в глобальном масштабе. Они обнаружили, что фрагментация лесов на всех трех континентах близка к критической точке, после которой количество фрагментов резко возрастет.

Используя спутниковые данные высокого разрешения (30 метров), группа под руководством профессора Андреаса Хута проанализировала более 130 миллионов лесных фрагментов. Неожиданно распределение размеров фрагментов на всех трех континентах (Центральная и Южная Америка, Африка, Юго-Восточная Азия) оказалось статистически схожим. Поиск объяснения привел исследователей к теории перколяции. Оказалось, что распределение размеров фрагментов подчиняется степенному закону с почти идентичными показателями для всех регионов, что характерно для систем в точке фазового перехода. Это объясняет, почему разные механизмы вырубки (например, под сельхозугодья в Амазонии или выборочная рубка в Азии) приводят к сходным крупномасштабным паттернам фрагментации.

«Эта физическая теория позволяет нам описывать процессы обезлесения в тропиках», — заключает соавтор работы доктор Рико Фишер. Моделирование показало, что если темпы вырубки в Центральной и Южной Америке сохранятся, то к 2050 году количество фрагментов увеличится в 33 раза, а их средний размер сократится с 17 до 0.25 гектара. Остановить эту тенденцию может только замедление вырубки и масштабное восстановление лесов.

Усиление фрагментации будет иметь серьезные последствия для биоразнообразия (например, для таких видов, как ягуар, требующих обширных сплошных массивов леса) и для климата. Ранее команда UFZ показала в Nature Communications, что фрагментация тропических лесов может увеличить глобальные выбросы углерода на треть из-за гибели деревьев и снижения способности фрагментов леса накапливать CO₂.