Растения мигрируют на север
Так, температура и вегетация на суше выше 45 градусов северной широты все больше становятся похожи на показатели, зарегистрированные в 1982 году на территориях, расположенных на 4-6 градусов южнее (что составляет порядка 400-700 км).
Связь между интенсивностью вегетации и изменением сезонности была представлена в исследовании международной группы ученых, представляющих 17 организаций из 7 стран. Они использовали новые спутниковые данные о вегетации растительности, подготовленные соавторами исследования Compton Tucker и Jorge Pinzon из NASA Goddard Space Flight Center, в дополнение к двум независимым наборам данных по температуре. Чтобы определить вегетационный период, ученые использовали кадры замерзания и оттаивания земли, которые спутник НАСА снимал дважды в день в течение 20 лет.
В качестве «линейки» для представления результатов в исследовании использовалась географическая широта – так как в целом продолжительность вегетационного периода и интенсивность роста растений постепенно уменьшаются от 50° северной широты по направлению к северному полюсу. Этот метод позволил соотнести исследуемые величины с широтными профилями и представить результаты в виде широтных сдвигов.
По данным исследования, даже в Арктике интенсивность вегетации растений на 64° северной широты оказалась равной значениям 57° северной широты за 1980-е гг., таким образом, изменения сезонных температур продвинулись на 7°. Рост «озеленения» в Арктике наглядно представляется в виде увеличения численности кустарников и появления деревьев в некоторых местах. «Озеленение» в прилежащих бореальных районах гораздо более заметно в Евразии, чем в Северной Америке. Причиной этого, по-видимому, является разный характер распределения осадков на континентах.
В последние годы при изучении климата все больше внимания уделяется исследованию сезонности, изменения которой могут оказаться не менее важным климатическим сигналом, чем изменения среднегодовых значений температур. Так, уменьшение разницы температур между сезонами в северных регионах приводит к увеличению интенсивности роста растений, стирается разница между севером, где, как правило, четко выражена сезонность и югом с менее выраженной сменой времен года.
Повышение температуры в северных регионах уменьшает температурную разницу между сезонами – зимы становятся теплее значительно быстрее, чем летние сезоны. Следовательно, общее количество тепла, доступное для растений в этих холодных краях, увеличивается за счет удлинения периода оттепели. В результате появляются многочисленные пятна высокопродуктивной растительности, которые по площади занимают более трети северных территорий.
Потепление климата также приводит к более раннему началу вегетации северных растений и увеличению продолжительности вегетационного периода, говорят исследователи.
Основной вывод, сделанный учеными – увеличение продолжительности вегетационного сезона в Арктике приводит к ее «озеленению», в то время как в бореальной зоне продуктивность растительности снижается, хотя в обоих регионах температура за последние 30 лет изменялась с одинаковой скоростью. Скорее всего, в будущем более продолжительный вегетационной сезон не будет обеспечивать рост продуктивности растительности на Севере, так как наибольшее влияние будут оказывать скорее негативные последствия изменения климата – увеличение частоты и продолжительности жарких периодов с дефицитом осадков (при этом возрастает риск засухи и лесных пожаров), нарушения почвенно-гидрологического режима, таяние многолетней мерзлоты и другие неблагоприятные для растений явления.
Авторы также прогнозируют сдвижение зоны повышения температуры в северных районах на 20° уже к концу этого века. Кроме того, почвы северных районов могут высвободить значительное количество углекислого газа и метана, которые сейчас «заперты» в вечной мерзлоте. Любой масштабный процесс оттаивания таких почв может сделать существенный вклад в усиление парникового эффекта.
Интересно, что с авторами международного исследования согласны и российские авторы Оценочного доклада об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации.
Так, российское исследование также подтверждает факт миграции вегетации на север. «В условиях повышения температуры, увеличения осадков и глубины активного слоя многолетней мерзлоты в зоне тундры возрастет роль влаголюбивых, относительно термофильных трав, увеличится роль кустарничков. Вместе с тем следует ожидать нарушения растительного покрова вследствие усиления термокарстовых и солифлюкционных процессов. В зоне лесотундры возрастет роль древесной растительности».
Одновременно с этим, изменение вегетации оказывает существенное влияние и на биоразнообразие регионов. «В северных районах продвижение леса и соответственно травяного покрова в тундру будет сопровождаться уменьшением площади ягельников – основной кормовой базы северных оленей. В то же время смягчение климата, возможно, приведет к снижению смертности молодняка. При большом количестве снегопадов зимой у оленей могут возникнуть проблемы с добыванием корма. Негативные последствия ожидаются для песца, вытесняемого лисицей. Он будет вынужден мигрировать в самые дальние тундровые районы, а возможно, и совсем исчезнет».
При этом российские исследователи полагают, например, что в области арктических льдов для животных, стоящих на вершине трофической пирамиды, таких как белые медведи, потепление климата также может иметь как положительные (уменьшение смертности среди молодняка), так и отрицательные последствия (сокращение площади льдов и, следовательно, уменьшение потенциальной площади охоты на тюленей). «Для белого медведя потепление является одной из главных угроз. Уменьшение площади и толщины льда, сокращение периода максимального развития сплошного льда и изменение его динамики и структуры негативно влияют на условия существования и репродукцию белых медведей и их жертв, в частности, кольчатой нерпы. Часть последних откочевывает в высокоширотные районы, менее благоприятные для размножения и нагула животных. В конечном счете, это может привести к ухудшению состояния популяций видов жертв и, вслед за этим, белого медведя».
Кроме того, в условиях потепления климата в северных широтах возрастает угроза и вторжения чужеродных видов, вытеснения аборигенных арктических видов пришельцами из более южных природных зон – в связи с улучшением условий для их обоснования в Арктике. Этот процесс представляет новый вид угрозы биоразнообразию местных экосистем, для которых в целом характерен невысокий уровень межвидовой конкуренции.
В результате, у ученых не вызывает сомнения тот факт, что возможное смещение ареала хозяйственной деятельности человека в более высокие широты в связи с потеплением приведет к возникновению новых угроз местным биологическим видам и экосистемам, с которыми они ранее не сталкивались. Так, например, воздействиям со стороны нефтегазового комплекса подвергнутся экосистемы высокоширотных островов и акваторий арктических морей России, где обитают многие виды, потенциально высоко уязвимые к нефтяным разливам.