Динамичность наземных экосистем

ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА НА НАЗЕМНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ

Экологи­ческие системы динамичны по самой своей природе и постоянно испытывают на себе влияние изменчивости климата. Так как структура и функционирование лесных экосистем контролируются климатическими факторами через функции метаболизма, то в последующем могут измениться динамика восстановления лесов, прирост, ход роста и отпада деревьев, а также взаимоотношения пород. Ожидается, что изменение климата будет происходить быстрее, чем скорость, с которой экосистемы смогут адаптироваться и самовосстанавливаться.
Экосистемы Севе­ра раньше всего должны среагировать на возможное глобальное потепление, поскольку климатическая обусловленность реакций экосис­тем проявляется здесь наиболее четко. В высоких широтах одновременно с ростом температуры воздуха должна увеличиться годичная норма осадков в связи с тем, что в теплые периоды пути прохождения циклонов сдвигаются к северу (Величко, 1992; Дроздов, Григорьева, 1971).
Следует ожидать значительных смещений границ распространения растительности. Считается, что скорость миграции различных видов деревьев в прошлом составляла порядка 4-200 км в столетие. В том, что касается регионов в средних широтах, то среднее потепление на 1-3,5 °С в следующие 100 лет будет означать перемещение существующих географических зон с одинаковыми темпе­ратурами в направлении к полюсам примерно на 150-550 км или перемещение по высоте примерно на 150-550 м (Специальный доклад МГЭИК. Последствия изменения климата для регионов..., 1997).
В Финляндии в будущем столетии предполагаемое повышение температуры в высоких широтах на 2-4°C (следует рассматривать как фактор удлинения сезона роста), а также увеличение количества годовых осадков на 10-15 % позволит древесным породам расширить свои ареалы в направлении на север со скоростью 10-45 км за столетие (Year Book, 1996)
Глобальное потепление и уменьшение (или полное прекращение) пастьбы скота на альпийских лугах в Австрии привели к появлению многочисленных деревьев в полосе 100 м выше границы лесов (Stutzer, 1999).Многие из этих деревьев имеют повреждения в результате морозного засыхания и обледенения. В будущем следует ожидать подъема границы леса на 50 м, поскольку в этой полосе деревья отличаются удовлетворительным ростом и плодоносят. Однако климатические условия настолько суровы, что деревья в основном распространяются благодаря вегетативному размножению.
Соответственно состав видов растений в лесах, по всей вероятности, изменится. В некоторых регионах могут полностью исчезнуть целые типы лесов, и одновременно с этим могут возникнуть новые совокупности видов и соответственно новые экосистемы. На значительной части существующих лесных территорий земного шара (в среднем по земному шару на одной трети территорий с вариациями по регионам от одной седьмой до двух третей) в качестве одного из последствий возможных изменений в температуре и в наличии воды в условиях равновесия при эквиваленте удвоенного содержания CO2 произойдут крупные изменения в широко распрост­раненных типах растительности; при этом наибольшие изменения произойдут в высоких широтах и наименьшие — в тропиках.
Прямое влияние на экосистемы будет оказывать увеличение содержания CO2 (а также ряда других газов) в атмос­фере, которое может привести к повышению продук­тивности и эффективности использования воды некоторы­ми видами растений. Вторичные воздействия изменения климата могут проявляться в изменениях характеристик почв и в экологических нарушениях (например: возник­новение пожаров, распространение вредителей и болезней), которые будут более благоприятны для одних видов, чем для других, и приведут, в результате, к изменению состава и соотношения видов в экосистемах.
Варианты адаптации для экосистем ограничены, а их эффективность остается под вопросом. Соответствующие варианты содействия включают создание коридоров для содействия «миграции» экосистем, управление землепользованием, активное содействие естественному возобновлению, лесные культуры и искусственное восстановление деградировавших территорий.
Поскольку прогнозируемая скорость изме­нения климата будет больше скорости, с которой раз­личные виды могут адаптироваться (в том числе и перемещение ареала), а также вслед­ствие изоляции и фрагментации многих экосистем, наличия сопряженных факторов воздействия (природопользование, техногенное загрязнение, человеческая беспечность) и ограниченности вариан­тов адаптации, экосистемы (особенно лесные системы, горные системы и коралловые рифы) являются достаточно уязвимыми для воздействий изменения климата.
Как и в сценариях изменения климата, в прогнозах развития лесов встречаются как оптимистичные, так пессимистичные сценарии. Специальные исследования и модельные расчеты, проведенные в Институте глобального климата и экологии показали, что в ближайшие 50 лет влияние климатических изменений на рост лесов в целом будет небольшим - по порядку величины меньшим, чем влияние неравновесного возрастного распределения лесов, сложившегося под влиянием интенсивных рубок прошлых лет (Второе национальное сообщение..., 1998). С авторами можно согласиться только в том случае, если рассматривать исключительно прямое влияние изменения климата. Но в разрушении древостоев сочетание неблагоприятных климатических факторов, приводящее к ослаблению растений или созданию оптимальных условий для развития вредителей, болезней, пожаров лишь слабый сигнал. Ситуация даже в относительно благополучном 20 веке свидетельствует о огромной разрушающей роли вредителей, болезней, пожаров в бореальных лесах.
Результаты некоторых исследовании экосистем умеренной зоны Азии (между 18° с.ш. и Северным полярным кругом, включая: Японские острова. Корейский полуостров, Монголию, большую часть Китая и Российской Сибири), основанных на использовании различных моделей, дают основание считать, что в условиях климата с эквивалентно удвоенным содержанием CO2 произойдет значительное уменьшение площади (до 50 %) и продуктивности бореальных лесов (главным образом в Российской Федерации), сопровож­даемое заметным расширением зон пастбищ и кус­тарников (Специальный доклад МГЭИК. Последствия изменения климата для регионов..., 1997). Произойдет также уменьшение площади зоны тундры (вплоть до 50 %), сопровождаемое выбросами метана из глубоких горизонтов торфяников и увели­чением (до 25 %) выбросов CO2. Что также будет дополнительным фактором, способствующим увеличению парникового эффекта.