31/05/2025
0Проработка различных сценариев позволяет землепользователям подготовиться к множеству возможных результатов. Бенджамин Слингстад, USGS
Проработка различных сценариев позволяет землепользователям подготовиться к множеству возможных результатов. Бенджамин Слингстад, USGS
В национальных парках Секвойя и Кингс-Каньон в Калифорнии деревья, которые тысячелетиями выдерживали дожди и солнце, теперь сталкиваются с множественными угрозами, вызванными изменением климата.
Ученые и управляющие парками когда-то считали, что гигантские леса секвойи практически невосприимчивы к таким стрессовым факторам, как лесные пожары, засуха и вредители. Однако даже очень крупные деревья оказываются уязвимыми, особенно когда эти стрессовые факторы усиливаются в результате повышения температуры и учащения экстремальных погодных явлений.
Быстрый темп изменения климата в сочетании с такими угрозами, как распространение инвазивных видов и болезней, может повлиять на экосистемы таким образом, который не соответствует ожиданиям, основанным на прошлом опыте. В результате западные леса после беспрецедентных лесных пожаров превращаются в луга или кустарники. Древесные растения распространяются в прибрежные водно-болотные угодья. Коралловые рифы полностью исчезают.
Нейт Стивенсон из Геологической службы США рассказывает о повреждениях, нанесенных пожаром в 2021 году в Редвуд-Маунтин-Гроув в Национальном парке Кингс-Каньон, Калифорния. AP Photo/Gary Kazanjian
Чтобы защитить эти места, которые ценятся за их природную красоту и пользу, которую они приносят для отдыха, чистой воды и дикой природы, лесные и земельные управляющие должны все чаще предвидеть риски, с которыми они никогда раньше не сталкивались. И они должны подготовиться к тому, что эти риски будут означать для управления в условиях быстрого преобразования экосистем.
Как экологи и климатологи, мы помогаем им понять, как это сделать.
Управление меняющимися экосистемами
Традиционные подходы к управлению сосредоточены на поддержании или восстановлении исторического вида и функционирования экосистем.
Однако это не всегда работает, когда экосистемы подвергаются новым и быстро меняющимся условиям.
Экосистемы состоят из множества движущихся частей — растений, животных, грибов и микробов, а также почвы, воздуха и воды, в которых они живут, — которые взаимодействуют друг с другом сложным образом.
Когда климат меняется, это похоже на сдвиг земли, на которой все стоит. Результаты могут подорвать целостность системы, приведя к труднопредсказуемым экологическим изменениям.
Чтобы планировать на неопределенное будущее, управляющие природными ресурсами должны учитывать множество различных способов, которыми изменения климата и экосистем могут повлиять на их ландшафты. По сути, какие сценарии возможны?
Подготовка к множеству возможностейВ парках Секвойя и Кингс-Каньон управляющие парков осознавали, что изменение климата представляет серьезную угрозу для знаменитых деревьев, находящихся под их опекой. Более десяти лет назад они предприняли серьезные усилия по изучению различных сценариев, которые могут реализоваться в будущем.
Хорошо, что они это сделали, потому что некоторые из самых экстремальных вариантов, которые они предвидели, произошли раньше, чем ожидалось.
В 2014 году засуха в Калифорнии привела к гибели листьев гигантских секвой, чего никогда раньше не было. В 2017 году секвойи начали гибнуть от повреждений, нанесенных насекомыми. А в 2020 и 2021 годах пожары уничтожили рощи секвой, убив тысячи древних деревьев.
Хотя эти экстремальные явления стали неожиданностью для многих, благодаря тому, что администрация парка заранее продумала возможные сценарии, она уже начала принимать меры, которые оказались эффективными. Одним из примеров стало проведение плановых выжиганий подлеска, который мог стать топливом для более сильных и разрушительных пожаров.
Изолирующие обертки защитили гигантское секвойе «Генерал Шерман» от пожара в 2021 году. Патрик Т. Фаллон/AFP через Getty Images
Ключом к эффективному планированию является тщательное рассмотрение комплекса стратегий, которые могут оказаться успешными в условиях многочисленных изменений климата и экосистем. Это предполагает проработку широкого спектра возможных результатов, чтобы понять, как различные стратегии могут сработать в каждом сценарии, включая подготовку к катастрофическим событиям, даже тем, которые считаются маловероятными.
Например, контролируемые выжигания могут снизить риски как катастрофических лесных пожаров, так и засухи за счет уменьшения плотности растительности, тогда как полное подавление всех пожаров может в долгосрочной перспективе увеличить эти риски.
Стратегии, реализуемые сегодня, будут иметь последствия на десятилетия вперед. Руководители должны быть уверены, что они делают правильные инвестиции, когда направляют ограниченные ресурсы на такие меры, как прореживание лесов, борьба с инвазивными видами, покупка семян или пересадка деревьев. Сценарии могут помочь в принятии таких инвестиционных решений.
Для построения достоверных сценариев экологических изменений, которые могут служить основой для такого планирования, необходимо учитывать наиболее важные неизвестные факторы. Сценарии учитывают не только то, как может измениться климат, но и то, как на это могут отреагировать сложные экосистемы и какие сюрпризы могут поджидать нас в будущем.
Ученые из Центра по научным исследованиям в области адаптации к изменению климата в Северном Центральном регионе сотрудничают с руководителями в районе Небраска-Сэндхиллс с целью разработки сценариев будущих экологических изменений в различных климатических условиях, при воздействии таких факторов, как пожары и экстремальные засухи, а также при различных видах землепользования, таких как выпас скота. Фотографии: Т. Уолц, М. Лавин, К. Хельцер, О. Ричмонд, NPS (сверху вниз), CC BY
Ключевые компоненты для разработки экологических сценариев
Чтобы дать некоторые рекомендации людям, ответственным за управление этими ландшафтами, мы собрали группу экспертов в области экологии, климатологии и управления природными ресурсами из различных университетов и государственных учреждений.
Мы определили три ключевых компонента для построения достоверных экологических сценариев:
1. Принятие экологической неопределенности: вместо того чтобы полагаться на один «наиболее вероятный» исход для экосистем в условиях меняющегося климата, управленцы могут лучше подготовиться, нанеся на карту несколько возможных вариантов. В песчаных холмах Небраски мы исследуем, как эта практически нетронутая природная прерия может преобразиться, причем результаты могут быть самыми разными — от лесов до открытых дюн.
2. Мышление в траекториях: полезно учитывать не только результаты, но и возможные пути их достижения. Будут ли экологические изменения происходить постепенно или одновременно? Представляя различные пути, по которым экосистемы могут реагировать на изменение климата и другие стрессовые факторы, управляющие природными ресурсами могут определить критические моменты, когда конкретные действия, такие как удаление деревьев, вторгающихся в луга, могут направить экосистемы к более желаемому будущему.
3. Подготовка к неожиданностям: планирование на случай редких бедствий или внезапного исчезновения видов помогает управляющим оперативно реагировать на непредвиденные ситуации, такие как сильная засуха, приводящая к широкомасштабной эрозии. Готовность к резким изменениям и наличие планов действий в чрезвычайных ситуациях могут означать разницу между быстрой помощью экосистеме в восстановлении и ее полной утратой.
За последнее десятилетие доступ к прогнозам климатических моделей через удобные веб-сайты революционизировал возможности управляющих ресурсами в области изучения различных сценариев изменения местного климата.
Сегодня руководителям не хватает аналогичного доступа к прогнозам экологических моделей и инструментам, которые помогли бы им предвидеть возможные изменения в экосистемах. Чтобы восполнить этот пробел, мы считаем, что научное сообщество должно уделить приоритетное внимание разработке экологических прогнозов и инструментов поддержки принятия решений, которые позволят руководителям с большей уверенностью и дальновидностью планировать свои действия в условиях экологической неопределенности.
Экологические сценарии не устраняют неопределенность, но они могут помочь более эффективно ориентироваться в ней, определяя стратегические меры по управлению лесами и другими экосистемами.
