Порочный круг засухи и потери лесов в Амазонии

Современные вырубки и потенциальное сокращение осадков в будущем могут ввергнуть Амазонию в порочный круг деградации лесов. Если засушливые сезоны усилятся из-за антропогенного изменения климата, риск самоусиливающейся потери леса возрастет еще больше, установил международный коллектив ученых. Однако, согласно исследованию, большое разнообразие видов деревьев на участке леса может значительно повысить его шансы на выживание.

Для выявления такого нелинейного поведения исследователи применили новый комплексный сетевой анализ водных потоков.

«Амазонские тропические леса — один из переломных элементов в системе Земли, — говорит ведущий автор Дельфин Клара Земп, проводившая исследование в Потсдамском институте исследований воздействия на климат (PIK). — Мы уже знаем, что, с одной стороны, сокращение осадков увеличивает риск гибели леса, а с другой — потеря леса может усиливать региональные засухи. Таким образом, больше засух может привести к меньшему количеству леса, что приведет к еще большим засухам и так далее. Однако последствия этой обратной связи между растениями на земле и атмосферой над ними до сих пор были неясны. Наше исследование проливает новый свет на эту проблему, подчеркивая риск самоусиливающейся потери леса, которая добавляется к прямой потере леса из-за сокращения осадков».

Эффект самоусиления добавляется к прямой потере леса из-за сокращения осадков

При сокращении осадков в засушливый сезон вдвое не менее 10% леса может быть потеряно исключительно из-за эффектов самоусиления, что добавляется к существенным прямым потерям от снижения доступности воды. Компьютерное моделирование ученых предполагает, что это уже происходило в Амазонии около 20 000 лет назад, что согласуется с данными о прошлом Земли. При этом они подчеркивают, что неопределенности значительны. С учетом сложностей обратной связи «растительность-атмосфера» самоусиливающаяся гибель леса может охватить до 38% бассейна Амазонки. В сочетании с прямыми эффектами засух под угрозой может в итоге оказаться большая часть амазонских лесов.

Интересно, что огромные тропические леса сами производят значительную часть необходимой им воды, испаряя влагу, которая затем выпадает на них в виде дождя. «Водный цикл Амазонии — это, конечно, чистая физика и биология, но также и одно из великих чудес природы, — говорит соавтор Энрике М.Ж. Барбоса из Университета Сан-Паулу. — При всей своей мощи он также удивительно восприимчив к изменениям окружающей среды — а человечество навязывает Амазонии масштабные возмущения, вырубая деревья и нагревая воздух парниковыми газами».

Даже при стабильном среднем количестве осадков удлинение засушливых периодов увеличивает риск переломного момента

«Сегодня в южной и восточной Амазонии влажный сезон становится влажнее, а сухой — суше из-за изменения температуры поверхности моря, влияющей на перенос влаги в тропиках, — говорит Ання Раммиг из Технического университета Мюнхена (TUM) и PIK. — Неясно, продолжится ли эта тенденция, но последние прогнозы, ограниченные наблюдениями, указывают на возможность широкомасштабного иссушения в сухой сезон в регионе».

Даже если среднее количество осадков не изменится кардинально, продолжительные засухи могут перевести части амазонского леса в режим самоусиливающейся потери, превратив их в конечном итоге в саванну. «Прогнозируемые изменения осадков к концу XXI века не приведут к полной гибели лесов Амазонии, — говорит соавтор Карл Шлойсснер из научного аналитического центра Climate Analytics и PIK. — Но наши выводы предполагают, что их большая часть определенно находится под угрозой».

Интересно, что чем разнообразнее растительность Амазонии, тем менее уязвимой она кажется. Разнообразие может снизить эффекты самоусиливающейся потери леса. «Поскольку каждый вид по-разному реагирует на стресс, большое их разнообразие может быть средством обеспечения устойчивости экосистемы, — говорит Марина Хирота из Федерального университета Санта-Катарины. — Таким образом, сохранение биоразнообразия может быть не просто проявлением любви к деревьям, травам, птицам и насекомым; это может быть инструментом для стабилизации ключевых элементов системы Земли».