100kitov.ru

Интересные факты — события, биографии людей, психология
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Снижается способность тропических лесов поглощать углекислый газ – исследование НАСА

Снижается способность тропических лесов поглощать углекислый газ – исследование НАСА

Это открытие было сделано в результате попытки составить карту того, где растительность выделяет и поглощает углекислый газ из атмосферы.

Деревья и растения Земли вытягивают огромное количество углекислого газа из атмосферы во время фотосинтеза, включая часть этого углерода в такие структуры, как дерево. Области, которые поглощают больше углерода, чем выделяют, называются поглотителями углерода. Но растения также могут выделять парниковый газ во время таких процессов, как дыхание, когда мертвые растения разлагаются или во время горения в случае пожаров. Исследователей особенно интересует, действуют ли—и как—растения в масштабах такой экосистемы, как лес, в качестве источников или поглотителей во все более потепляющем мире.

Недавнее исследование, проведенное учеными Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии, показало, были ли растительные районы, такие как леса и саванны по всему миру, источниками или поглотителями углерода каждый год с 2000 по 2019 год. Исследование показало, что в течение этих двух десятилетий живые древесные растения отвечали за более чем 80% источников и поглотителей на суше, а остальное составляли почва, опавшие листья и разлагающиеся органические вещества. Но они также увидели, что растительность сохранила гораздо меньшую долю углерода, чем первоначально думали ученые.

Кроме того, исследователи обнаружили, что общее количество углерода, выделяемого и поглощаемого в тропиках, было в четыре раза больше, чем в умеренных регионах и бореальных районах (самые северные леса) вместе взятые, но способность тропических лесов поглощать огромное количество углерода в последние годы ослабла. Снижение этой способности происходит из-за крупномасштабной вырубки лесов, деградации среды обитания и последствий изменения климата, таких как более частые засухи и пожары. Фактически, исследование, опубликованное в журнале Science Advances, показало, что 90% углерода, который леса по всему миру поглощают из атмосферы, компенсируется количеством углерода, выделяемого в результате таких нарушений, как вырубка лесов и засухи.

Ученые создали карты источников и поглотителей углерода в результате изменений в землепользовании, таких как вырубка лесов, деградация среды обитания и посадка лесов, а также рост лесов. Они сделали это, проанализировав данные о глобальной растительности, собранные из космоса, с помощью таких инструментов, как Система лазерного высотомера НАСА для геонауки (GLAS) на борту ICESat и спектрорадиометр изображений агентства с умеренным разрешением (MODIS) на борту спутников Terra и Aqua соответственно. В анализе использовался алгоритм машинного обучения, который исследователи сначала обучили, используя данные о растительности, собранные на земле и в воздухе с помощью приборов лазерного сканирования.

"Многие исследования, которые проводились ранее, не были пространственно ясными—у нас не было карты того, где происходили потоки углерода", — сказала Нэнси Харрис, директор по исследованиям лесной программы Института мировых ресурсов в Вашингтоне и один из авторов исследования.

Другие способы оценки того, сколько углерода обменивается между растительными районами и атмосферой, включают изучение количества растений или лесов в конкретном регионе и изучение изменений в землепользовании, объединяя эту информацию с оценками выбросов углерода. Но эти методы имеют пространственные или временные ограничения, которые авторы исследования пытались устранить с помощью своего метода машинного обучения.

Знание того, где растения поглощают углерод и где они его выделяют, важно для мониторинга того, как леса и другие растительные регионы реагируют на изменение климата. "Амазонка считалась значительным поглотителем углерода из-за больших участков нетронутых лесов, которые поглощают углекислый газ", — сказал Сассан Саачи, главный научный сотрудник JPL и ведущий исследователь исследования. "Однако наши результаты показывают, что в целом бассейн Амазонки становится почти нейтральным с точки зрения углеродного баланса, поскольку вырубка лесов, деградация и последствия потепления, частых засух и пожаров за последние два десятилетия высвобождают углекислый газ в атмосферу."

Читайте так же:
Проверьте свое здоровье — 8 тестов, которые можно провести дома

Саатчи и его коллеги разработали свой анализ таким образом, чтобы было легче отслеживать изменения в растительных зонах на основе данных, собранных как на земле, так и удаленно. "Наш подход разработан для того, чтобы мы могли систематически сбалансировать глобальный углеродный бюджет каждый год, и чтобы страны могли использовать результаты и методологию для управления выбросами углерода и своих собственных потребностей в отчетности", — сказал он.

Этот анализ бюджета помог исследователям лучше понять динамику того, как леса и другие растительные зоны по всему миру накапливали углерод, который они поглощают из атмосферы. "Многие предыдущие исследования показали, что растительность по всему миру поглощает много атмосферного углекислого газа", — сказал ведущий автор исследования Алан Сюй, исследователь углерода в JPL и Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. "Создается впечатление, что глобальные леса растут и становятся больше повсюду, но это не так."

Это исследование помогает составить представление о том, где и как деревья и растения поглощают или выделяют углерод, но предстоит еще многое сделать. Спутниковые карты углерода в этом исследовании охватывали одновременно около 39 квадратных миль (100 квадратных километров), но они не обязательно могли фиксировать изменения, происходящие в меньших масштабах. И была некоторая информация о том, как леса накапливали и выбрасывали углерод на этих картах, которая не обязательно учитывалась в расчетах исследователей "источник-поглотитель". Некоторые из этих информационных пробелов должны быть устранены картами углерода с более высоким разрешением, предоставляемыми новыми спутниками, уже находящимися на орбите, а также предстоящими миссиями, такими как NISAR НАСА-Индийской организации космических исследований.

Важно понять, как регионы по всему миру поглощают и выделяют углекислый газ, сказал Харрис. "Если мы неправильно понимаем эти закономерности, мы можем упустить некоторые из этих экосистем и то, как они влияют на углеродный цикл." Но ее обнадеживает огромное количество данных, которые становятся доступными климатологам о том, как парниковый газ перемещается между атмосферой и лесами, лугами и другими растительными районами Земли.

Саатчи надеется, что более систематический и последовательный подход к отслеживанию того, какие части мира выступают в качестве источников или поглотителей углерода, позволит улучшить мониторинг в разных регионах и странах. "Это может позволить странам по всему миру использовать эти данные в качестве руководства для выполнения своих национальных обязательств по Парижскому соглашению по климату."

Тропические леса теряют способность поглощать углекислый газ. Ученые бьют тревогу

Вырубка лесов на Суматре. Фото: R. Butler

На Земле одним из наиболее важных факторов, регулирующих наш климат, является углеродный цикл. Это относится к процессам, посредством которых углеродные соединения поглощаются биологическими (фотосинтез) и геологическими процессами и высвобождаются в результате вулканической активности и органических процессов (дыхание). В течение миллиардов лет этот цикл поддерживал относительно стабильную температуру на Земле и позволял жизни процветать.

За последние несколько веков человеческая деятельность склонила чашу весов до такой степени, что некоторые называют нынешнюю геологическую эпоху антропоценом. Согласно новому исследованию, проведенному международной группой исследователей, деятельность человека также приводит к тому, что тропические леса (основной изолятор углекислого газа) не только теряют способность поглощать углерод, но и могут усугубить проблему в ближайшие годы.

Исследование, которое описывает эти результаты, «Асинхронное насыщение поглотителем углерода в тропических лесах Африки и Амазонки», недавно появилось в журнале Nature. Эта исследовательская работа была проведена учеными из Королевского музея для Центральной Африки в Тервурене, Бельгия, и включала ученых-исследователей из более чем 100 университетов.

Река Лулилака в Национальном парке Салонга в 2005 году. Фото: Radio Okapi/Wikipedia Commons

Река Лулилака в Национальном парке Салонга в 2005 году. Фото: Radio Okapi/Wikipedia Commons

Международная группа ученых в течение 30 лет исследовала данные, полученные результате изучения более 300 000 деревьев из более чем 500 участков тропических лесов в Южной Америке и Центральной Африке. Сюда входит национальный парк Салонга, включенный в список Всемирного наследия ЮНЕСКО, расположенный в Демократической Республике Конго, которая является крупнейшим заповедником тропических лесов в Африке.

Читайте так же:
5 верных способов завоевать симпатию — рассказываем развернуто

Структурно нетронутые тропические леса хорошо известны как важнейший глобальный поглотитель углерода, который помогает замедлить процесс изменения климата, удаляя углерод из атмосферы. Главными среди них являются тропические леса Амазонки и бассейна реки Конго, которые, как предсказывали предыдущие климатические модели, будут служить поглотителями углерода в течение десятилетий.

Более того, спутниковые снимки, сделанные за последние несколько десятилетий, показали, что тропические леса становятся зеленее из-за растущего присутствия углекислого газа в атмосфере. Однако это не означает, что тропические леса планеты будут продолжать получать выгоду от увеличения выбросов или идти в ногу со всем добавленным CO2 в нашей атмосфере.

Как объяснил в пресс-релизе Университета Лидса Ваннес Хубау, исследователь Королевского музея для Центральной Африки и ведущий автор исследования:

«Объединив данные из Африки и Амазонки, мы начали понимать, почему эти леса меняются, причем ключевыми факторами являются уровень углекислого газа, температура и засуха. Избыток углекислого газа ускоряет рост деревьев, но с каждым годом этому эффекту все чаще противостоят негативные воздействия более высоких температур и засух, которые замедляют рост и могут уничтожать деревья».

Фотография бассейна Амазонки к северу от Манаус, Бразилии показывает степень вырубки. Фото: Phil P Harris / Wikipedia Commons

Фотография бассейна Амазонки к северу от Манаус, Бразилии показывает степень вырубки. Фото: Phil P Harris / Wikipedia Commons

Чтобы изучить долгосрочную тенденцию, Хабуа и его коллеги в течение 30 лет изучали рост деревьев, их гибель и накопления углерода в тропиках. Они измеряли диаметр и высоту отдельных деревьев на всех 565 участках леса и повторяли эту процедуру каждые несколько. Отслеживая углерод, сохранившийся на деревьях, которые выжили и те, которые погибли, исследователи смогли отслеживать изменения концентрации углерода с течением времени.

Затем группа использовала статистическую модель и записи о выбросах углекислого газа, температуре и количестве осадков, чтобы оценить, как хранилище углерода изменится до 2040 года. Затем они объединили свои данные с информацией из двух основных исследовательских сетей — Африканской сети наблюдений за тропическими лесами (AfriTRON) и RAINFOR — которые проводят наблюдения за тропическими лесами в Африке и Амазонии, соответственно.

Исходя из всего этого, группа пришла к выводу, что темпы поглощения углерода в тропических лесах Африки и Южной Америки достигли своего пика в 1990-х и начале 2000-х годов. В течение этого периода эти тропические леса улавливали около 46 миллиардов метрических тонн CO2, что составляло примерно половину глобального поглощения углерода земным пространством и 17% антропогенных выбросов.

В течение 2010-х годов количество CO2, которое они ежегодно улавливали в тропиках, сократилось на треть (в среднем), что было вызвано уменьшением площади нетронутых тропических лесов на 19%. Это произошло в то время, когда глобальные выбросы углекислого газа выросли на 46%.

К концу 2010-х годов леса улавливали примерно 25 миллиардов метрических тонн или всего 6% антропогенных источников. В этом десятилетии, согласно анализу команды, дела будут только ухудшаться: тропические леса поглощают лишь треть от того, что они поглотили в 1990-е годы — 15,33 метрической тонны.

Хуже всего то, что к середине 2030-х годов тропические леса будут выделять больше углерода, чем поглощают, что лишает нашу планету ключевого компонента в углеродном цикле. Как сказал Хубау:

«Мы показываем, что пиковое поглощение углерода в нетронутых тропических лесах произошло в 1990-х годах. Наше моделирование этих факторов показывает долгосрочное сокращение площади лесов в Африке в будущем, и что амазонские леса будет продолжать быстро ослабевать».

В этом отношении антропогенные факторы (например, индустриализация, современные перевозки и потребление ископаемого топлива) не только приводят к образованию гораздо большего количества углерода, но и наносят ущерб способности планеты поглотить его. В конечном итоге сочетание повышенных температур, засухи, лесных пожаров, вредителей и неестественного обезлесения (вырубка) заставляет остающиеся деревья перегружаться.

На изображении показана концентрация углекислого газа в атмосфере Земли, если половина выбросов глобального потепления не будет поглощена. Фото: NASA/JPL/GSFC

На изображении показана концентрация углекислого газа в атмосфере Земли, если половина выбросов глобального потепления не будет поглощена. Фото: NASA/JPL/GSFC

Читайте так же:
Новый год и Рождество в институте благородных девиц: выкладываем суть

Саймон Льюис, профессор географии из Университета Лидса в Соединенном Королевстве, был еще одним соавтором исследования. Как он пояснил, эти выводы делают действия по изменению климата все более неотложными:

«Неповрежденные тропические леса остаются жизненно важным поглотителем углерода, но это исследование показывает, что, если не будут приняты меры по стабилизации климата Земли, это лишь вопрос времени, когда они больше не смогут улавливать углерод. После многолетней работы в тропических лесах Конго и Амазонки мы обнаружили, что одно из самых тревожных последствий изменения климата уже началось. Это на десятилетия впереди даже самых пессимистичных моделей климата. Нет времени терять в плане борьбы с изменением климата».

Это исследование не было бы возможным, если бы не неустанная работа исследователей из многих университетов, лесных служб и природоохранных организаций в Камеруне, Либерии, Сьерра-Леоне, Демократической Республике Конго, Габоне, Центральноафриканской Республике и Индонезии.

В этом отношении он также подчеркивает необходимость более тесного сотрудничества с учеными и исследователями из Африки, Южной Америки и других частей мира, где можно найти тропические леса. Кроме того, он подчеркивает, как эти страны и местные усилия имеют решающее значение для борьбы с изменением климата. Как сказал автор исследования профессор Бонавентура Сонке из университета Яунде I в Камеруне:

«Скорость и масштабы изменений в этих лесах свидетельствуют о том, что климатические воздействия в тропиках могут стать более серьезными, чем прогнозировалось. Африканские страны и международное сообщество должны будут серьезно инвестировать в подготовку к постоянному воздействию изменения климата в тропических регионах ».

«Слишком долго навыки и потенциал африканских и амазонских ученых были недооценены. Мы должны изменить это, обеспечив надлежащую поддержку их работы », — добавил соавтор исследования профессор Оливер Филлипс из Университета Лидса. «Следующему поколению африканских и амазонских ученых придется следить за этими замечательными лесами, чтобы помочь управлять ими и защищать их».

Тропические леса теряют способность поглощать углекислый газ. Ученые бью тревогу

На Земле одним из наиболее важных факторов, регулирующих наш климат, является углеродный цикл. Это относится к процессам, посредством которых углеродные соединения поглощаются биологическими (фотосинтез) и геологическими процессами и высвобождаются в результате вулканической активности и органических процессов (дыхание). В течение миллиардов лет этот цикл поддерживал относительно стабильную температуру на Земле и позволял жизни процветать.

За последние несколько веков человеческая деятельность склонила чашу весов до такой степени, что некоторые называют нынешнюю геологическую эпоху антропоценом. Согласно новому исследованию, проведенному международной группой исследователей, деятельность человека также приводит к тому, что тропические леса (основной изолятор углекислого газа) не только теряют способность поглощать углерод, но и могут усугубить проблему в ближайшие годы.

Исследование, которое описывает эти результаты, «Асинхронное насыщение поглотителем углерода в тропических лесах Африки и Амазонки», недавно появилось в журнале Nature. Эта исследовательская работа была проведена учеными из Королевского музея для Центральной Африки в Тервурене, Бельгия, и включала ученых-исследователей из более чем 100 университетов. Международная группа ученых в течение 30 лет исследовала данные, полученные результате изучения более 300 000 деревьев из более чем 500 участков тропических лесов в Южной Америке и Центральной Африке. Сюда входит национальный парк Салонга, включенный в список Всемирного наследия ЮНЕСКО, расположенный в Демократической Республике Конго, которая является крупнейшим заповедником тропических лесов в Африке.

Структурно нетронутые тропические леса хорошо известны как важнейший глобальный поглотитель углерода, который помогает замедлить процесс изменения климата, удаляя углерод из атмосферы. Главными среди них являются тропические леса Амазонки и бассейна реки Конго, которые, как предсказывали предыдущие климатические модели, будут служить поглотителями углерода в течение десятилетий.

Более того, спутниковые снимки, сделанные за последние несколько десятилетий, показали, что тропические леса становятся зеленее из-за растущего присутствия углекислого газа в атмосфере. Однако это не означает, что тропические леса планеты будут продолжать получать выгоду от увеличения выбросов или идти в ногу со всем добавленным CO2 в нашей атмосфере.

Читайте так же:
Как очистить легкие после курения: поясняем вопрос

Как объяснил в пресс-релизе Университета Лидса Ваннес Хубау, исследователь Королевского музея для Центральной Африки и ведущий автор исследования: «Объединив данные из Африки и Амазонки, мы начали понимать, почему эти леса меняются, причем ключевыми факторами являются уровень углекислого газа, температура и засуха. Избыток углекислого газа ускоряет рост деревьев, но с каждым годом этому эффекту все чаще противостоят негативные воздействия более высоких температур и засух, которые замедляют рост и могут уничтожать деревья». Чтобы изучить долгосрочную тенденцию, Хабуа и его коллеги в течение 30 лет изучали рост деревьев, их гибель и накопления углерода в тропиках. Они измеряли диаметр и высоту отдельных деревьев на всех 565 участках леса и повторяли эту процедуру каждые несколько. Отслеживая углерод, сохранившийся на деревьях, которые выжили и те, которые погибли, исследователи смогли отслеживать изменения концентрации углерода с течением времени.

Затем группа использовала статистическую модель и записи о выбросах углекислого газа, температуре и количестве осадков, чтобы оценить, как хранилище углерода изменится до 2040 года. Затем они объединили свои данные с информацией из двух основных исследовательских сетей — Африканской сети наблюдений за тропическими лесами (AfriTRON) и RAINFOR — которые проводят наблюдения за тропическими лесами в Африке и Амазонии, соответственно.

Исходя из всего этого, группа пришла к выводу, что темпы поглощения углерода в тропических лесах Африки и Южной Америки достигли своего пика в 1990-х и начале 2000-х годов. В течение этого периода эти тропические леса улавливали около 46 миллиардов метрических тонн CO2, что составляло примерно половину глобального поглощения углерода земным пространством и 17% антропогенных выбросов.

В течение 2010-х годов количество CO2, которое они ежегодно улавливали в тропиках, сократилось на треть (в среднем), что было вызвано уменьшением площади нетронутых тропических лесов на 19%. Это произошло в то время, когда глобальные выбросы углекислого газа выросли на 46%.

К концу 2010-х годов леса улавливали примерно 25 миллиардов метрических тонн или всего 6% антропогенных источников. В этом десятилетии, согласно анализу команды, дела будут только ухудшаться: тропические леса поглощают лишь треть от того, что они поглотили в 1990-е годы — 15,33 метрической тонны.

Хуже всего то, что к середине 2030-х годов тропические леса будут выделять больше углерода, чем поглощают, что лишает нашу планету ключевого компонента в углеродном цикле. Как сказал Хубау: «Мы показываем, что пиковое поглощение углерода в нетронутых тропических лесах произошло в 1990-х годах. Наше моделирование этих факторов показывает долгосрочное сокращение площади лесов в Африке в будущем, и что амазонские леса будет продолжать быстро ослабевать». В этом отношении антропогенные факторы (например, индустриализация, современные перевозки и потребление ископаемого топлива) не только приводят к образованию гораздо большего количества углерода, но и наносят ущерб способности планеты поглотить его. В конечном итоге сочетание повышенных температур, засухи, лесных пожаров, вредителей и неестественного обезлесения (вырубка) заставляет остающиеся деревья перегружаться. Саймон Льюис, профессор географии из Университета Лидса в Соединенном Королевстве, был еще одним соавтором исследования. Как он пояснил, эти выводы делают действия по изменению климата все более неотложными: «Неповрежденные тропические леса остаются жизненно важным поглотителем углерода, но это исследование показывает, что, если не будут приняты меры по стабилизации климата Земли, это лишь вопрос времени, когда они больше не смогут улавливать углерод. После многолетней работы в тропических лесах Конго и Амазонки мы обнаружили, что одно из самых тревожных последствий изменения климата уже началось. Это на десятилетия впереди даже самых пессимистичных моделей климата. Нет времени терять в плане борьбы с изменением климата». Это исследование не было бы возможным, если бы не неустанная работа исследователей из многих университетов, лесных служб и природоохранных организаций в Камеруне, Либерии, Сьерра-Леоне, Демократической Республике Конго, Габоне, Центральноафриканской Республике и Индонезии.

Читайте так же:
Строение почек, работа, где расположены, фото и видео

В этом отношении он также подчеркивает необходимость более тесного сотрудничества с учеными и исследователями из Африки, Южной Америки и других частей мира, где можно найти тропические леса. Кроме того, он подчеркивает, как эти страны и местные усилия имеют решающее значение для борьбы с изменением климата. Как сказал автор исследования профессор Бонавентура Сонке из университета Яунде I в Камеруне: «Скорость и масштабы изменений в этих лесах свидетельствуют о том, что климатические воздействия в тропиках могут стать более серьезными, чем прогнозировалось. Африканские страны и международное сообщество должны будут серьезно инвестировать в подготовку к постоянному воздействию изменения климата в тропических регионах ». «Слишком долго навыки и потенциал африканских и амазонских ученых были недооценены. Мы должны изменить это, обеспечив надлежащую поддержку их работы », — добавил соавтор исследования профессор Оливер Филлипс из Университета Лидса. «Следующему поколению африканских и амазонских ученых придется следить за этими замечательными лесами, чтобы помочь управлять ими и защищать их».

Способность тропических лесов улавливать углерод иссякает

Способность тропических лесов улавливать углерод иссякает

В ходе исследования были проанализированы сотни лесов Амазонки и Африки и их способность улавливать углерод за последние три десятилетия, и выяснилось, что оно достигло своего пика в 1990-х годах.

Исследование было проведено международной командой под руководством ученых из Университета Лидса. За 30 лет было изучено 300 000 отдельных деревьев. Эти деревья родом из 565 тропических лесов Африки и Амазонки, и ученые использовали данные, полученные через регулярные промежутки времени о высоте деревьев и их гибели, для расчета изменения количества углерода, который они могут поглотить.

Ученые пришли к выводу, что в 1990-х годах тропические леса извлекли из воздуха около 46 миллиардов тонн углекислого газа. В 2010-х этот показатель снизился до 25 миллиардов тонн. Рассматривая общее количество антропогенных выбросов углерода, тропические леса в 1990-х годах поглотили 17% нашего CO2, а в 2010-х — всего 6%.

«Избыток углекислого газа ускоряет рост деревьев, но с каждым годом этому эффекту все чаще противодействуют негативные воздействия более высоких температур и засух, которые замедляют рост и могут убить деревья», — говорит ведущий автор исследования доктор Ваннес Хубау. «Наше моделирование этих факторов показывает долгосрочное будущее снижение уровня поглощения в Африке и тот факт, что сток в бассейне Амазонки будет продолжать быстро ослабевать, что, по нашим прогнозам, станет источником углерода в середине 2030-х годов».

Исследование также пролило свет на тревожные темпы обезлесения и его связь с выбросами углерода, которые выросли на 46% за тот же период времени, в то время как нетронутые лесные площади сократились на 19%.

«Непосредственной угрозой для тропических лесов являются обезлесение, вырубка лесов и пожары», — говорит старший автор, профессор Саймон Льюис из Университете Лидса. «Это требует срочных действий. Кроме того, стабилизация климата Земли необходима для стабилизации углеродного баланса нетронутых тропических лесов. Приведя выбросы двуокиси углерода к нулю, можно было бы избежать того, чтобы нетронутые тропические леса будут становиться крупным источником углерода в атмосферу. Но это окно возможностей быстро закрывается».

И хотя сохранение тропических лесов в мире для радикального сокращения выбросов углерода, безусловно, является приоритетом, существуют и другие, часто не замечаемые, поглотители углерода, которые требуют постоянного внимания. Это включает в себя сосредоточение ресурсов на сохранении и восстановлении тундр и лугов морских водорослей, которые на самом деле обладают превосходной способностью улавливать углерод, но находятся в состоянии упадка в результате деятельности человека.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию