Экологи на базе модели смогут проследить за превращением амазонских лесов в саванну
7 января 2013 года
Ученые создали математическую модель, которая по показателям состояния экосистемы сможет диагностировать, как быстро амазонские леса будут перерождаться в саванну при дальнейшем потеплении климата, говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature Physics.
Согласно научным представлениям об окружающей среде, всякая экосистема может пребывать в нескольких стабильных состояниях, которые могут сменять друг друга при изменении условий климата. Например, при дальнейшем повышении температур и уменьшении количества осадков дождевые леса Амазонии должны постепенно превратиться в саванну. Потеря большого количества деревьев, которые перерабатывают углекислый газ в огромных масштабах, приведет к дальнейшему потеплению; таким образом, будет запущена необратимая цепная реакция, в результате которой саванна когда-нибудь станет пустыней.
Экологи чаще всего "диагностируют" нарушение баланса в природной системе на том этапе, когда проявляются уже необратимые симптомы экологической катастрофы - разрушение ландшафтов, нашествие массовых видов-вредителей, уничтожающих местные виды. Однако ученые из Потсдамского института исследования последствий изменения климата (PIK) разработали индекс экологической стабильности амазонских лесов, который сможет показать, на какой стадии "болезни" находится экосистема, не дожидаясь кризиса.
В ходе нескольких экспедиций по Южной Америке и Африке специалисты собрали данные о температурном режиме, осадках, почвах характерных для дождевых лесов Амазонии и для саванны. После этого ученые разработали математическую модель, с помощью которой, регулярно отслеживая изменение этих отдельных элементов, можно будет рассчитывать степень устойчивости самой системы.
Модель будет рассчитывать состояние экосистемы исходя из изменений показателей состояния окружающей среды. При этом, как отмечают авторы статьи, в стабильных состояниях экосистемы могут существовать тысячелетия, а в переходных периодах - всего сотни лет.
"Переход природной системы от одного состояния к другому можно сравнить с дорожкой в холмистом рельефе, по которой катится шар: из понижения его сложно раскачать, чтобы закатить на холм, зато на холме достаточно малейшего прикосновения, чтобы он с большой скоростью понесся под горку", - пояснил автор исследования, сотрудник PIK Петер Менк (Peter J. Menck).
По мнению ученых, при разрушении экосистемы происходят примерно те же процессы, что и при онкологических заболеваниях у человека, и экологическую катастрофу, как и рак, можно вылечить на ранних стадиях. Таким образом, возможность "мерить температуру" экосистеме может позволить предотвратить необратимые изменения в природной среде.