Вирубка тропічних лісів впливає на кількість опадів у всьому світі
Амазонка несе вологу в інші регіони Бразилії і навіть на інші континенти
Дощова хмара над ділянкою лісу в штаті Амазонас. Зображення: Роджеріо Ассіс
Якщо 60% території Амазонки складають бразильці, а 40% — вихідці з восьми інших країн, чому світ має турбуватися про долю найбільшого тропічного лісу на планеті? Це було б не для виробництва кисню, міф, який завжди з’являється на поверхню, коли пожежі набирають силу і швидкість вирубки лісів у регіоні зростає, як це сталося цього року, піддаючи ризику нібито «легені світу». Протягом дня рослини фотосинтезують і перетворюють сонячну енергію на хімічні речовини, в основному у вуглеводи (цукри), життєво важливі для їхнього виживання.
У цьому процесі вони поглинають водяну пару і вуглекислий газ (CO2), найважливіший парниковий газ, і виділяють кисень. Але вночі, коли вони не здійснюють фотосинтез, а просто дихають, вони споживають кисень і видихають CO2. Зрештою, існує технічна зв’язок між кількістю спожитого та вивільненого кисню. Фактично, фотосинтез всієї рослинності на планеті виділяє таку кількість кисню, яка практично не змінює концентрацію цього газу в атмосфері.
Окрім того, що Амазонка займає близько 15% усього біорізноманіття на планеті, що є достатньою причиною для його збереження, Амазонка відіграє кілька фундаментальних ролей для хімії атмосфери на регіональному, континентальному та навіть глобальному рівнях. «Ліс є чудовим джерелом водяної пари не тільки для Північного регіону, але й для Центрально-Південного регіону країни та басейну Ла-Плата», – коментує фізик Пауло Артаксо з Інституту фізики Університету Сан-Паулу ( IF-USP). «Він сильно працює, щоб регулювати клімат у різних масштабах, у тому числі дистанційно».
Якщо я використаю метафору, Амазонка була б кондиціонером планети, поширюючи свіжість і вологість — іншими словами, дощ — над собою та іншими частинами земної кулі. Англійська мова не має права називати Амазонку та інші тропічні ліси тропічні ліси, буквально тропічні ліси . У цих частинах планети є густий і рясний рослинний покрив, тому що дощів випадає майже безперервно і багато, від 2 тисяч до 4500 міліметрів (мм) на рік.
Волога, яка досягає величезного басейну Амазонки, приноситься вітрами, що дмуть з тропічного Атлантичного океану до материка. Ця водяна пара створює дощ над лісом. Спочатку рослинність і грунт поглинають воду. За секунду відбувається явище, відоме як евапотранспірація: частина дощу випаровується з ґрунту, а рослини випаровуються. Ці дії повертають значну частину початкової вологи в атмосферу, що призводить до збільшення кількості опадів у лісі. Ця взаємодія створює дуже ефективний багаторічний цикл повторного використання води.
Тому дослідники кажуть, що Амазонка переробляє частину власного дощу. Але не вся ця водяна пара залишається припаркованою над лісом. При поверненні в атмосферу частина цієї вологи створює повітряні потоки, які транспортують дощ у південно-центральну частину континенту. Це знамениті летючі річки. Щодня ці повітряні річки транспортують близько 20 мільярдів тонн води, що на 3 мільярди тонн більше, ніж річка Амазонка, найбільший обсяг води в світі, щодня скидається в Атлантику.
Вирубка лісів і можлива фрагментація тропічного лісу можуть поставити під загрозу його здатність посилати водяну пару до центральної Бразилії та півдня континенту. «Амазонка – це переважно рівна та суцільна територія, яку в кліматичних моделях ми розглядаємо як блок, єдине ціле», – пояснює кліматолог Хосе Маренго, керівник сектору досліджень і розробок Національного центру моніторингу та катастроф. Alerts Naturals (Cemaden), агентство Міністерства науки, технологій, інновацій та комунікацій (MCTIC).
«Суттєві зміни в його рослинному покриві змінюють систему циркуляції атмосфери і можуть мати вплив на режим опадів у віддалених місцях. Вони можуть призвести до екстремальних подій, наприклад, зменшення загальної кількості опадів або їх концентрації за кілька днів». За межами Північного регіону зволожуючий ефект Амазонки більш очевидний на південному сході, в басейні Ла-Плата та в центрі-заході, чия сільськогосподарська діяльність отримує користь від зниження температури, викликаного м’якими лісовими вітрами.
19 серпня цього року жителі Сан-Паулу мали зразок зв’язків на відстані, які пов’язують атмосферу Амазонки з кліматом міста Сан-Паулу. Близько 15:00, в середині дня, зимовий шторм затьмарив небо мегаполісу. День, що переходить у ніч, привертає увагу, але це не рідкість. Незвичайним був чорний дощ, що випав під час грози. Аналіз, проведений в Інституті хімії USP, виявив у дощовій воді органічні сполуки класу поліциклічних ароматичних вуглеводнів (ПАУ), які утворюються лише при спалюванні біомаси, наприклад дерев.
Оскільки дата чорного дощу в Сан-Паулу збіглася з піком пожеж у Північному регіоні та в сусідніх країнах, утримання, мабуть, було викликано лісовими пожежами, через які Amazon потрапила на першу сторінку новин у світі того місяця. . Дим від пожеж був доставлений до столиці Сан-Паулу, де він приєднався до дощових хмар.
В останні роки деякі дослідження намагалися виміряти вплив зникнення або різкого скорочення площі великих тропічних лісів на клімат у різних частинах планети та його наслідки для сільського господарства. У статті, опублікованій у 2015 році в науковому журналі Nature Climate Change, зібрано та проаналізовано дані з більш ніж 20 досліджень моделювання клімату та наукових статей, присвячених наслідкам повної або часткової вирубки лісів у трьох великих тропічних лісах: Амазонці, найбільшому з них, Центральної Африки, басейну Конго та Південно-Східної Азії.
Перші два утворюють безперервні блоки рослинності, але Амазонка на 70% більша і вологіша, ніж африканські ліси, які також постраждали від великих пожеж цього року. Більшість лісів Південно-Східної Азії поширені на островах регіону, таких як Індонезія та Малайзія. Амазонка в 2,5 рази більша за ліси в цьому регіоні.
Інфографіка та ілюстрація: Alexandre Affonso/Revista Fapesp
На додаток до локальної стимуляції посухи та стрибків температури, повне вирубування тропічних лісів підігріло б клімат планети ще на 0,7°C, близько до рівня глобального потепління, яке зараз відчувається внаслідок збільшення парникового ефекту з часів промислової революції. Однак найбільші наслідки повної вирубки лісів будуть на режимі опадів. «Тропічна вирубка лісів завдасть подвійного удару по клімату та фермерам», — сказала Дебора Лоуренс, професор екологічних наук Університету Вірджинії в США, провідний автор дослідження, у рекламному матеріалі дослідження.
«Видалення лісів змінить вологу та повітряний потік, що призведе до змін, які будуть не менш небезпечними і відбудуться негайно. Вплив буде виходити за межі тропіків. У Великобританії та на Гаваях кількість опадів може збільшитися, а на Середньому Заході США та південній Франції зменшиться». У цьому північноамериканському регіоні широко поширене вирощування зернових, таких як кукурудза, пшениця, ячмінь та соя. На півдні Франції, крім зернових, є виразне виробництво вина та лаванди.
У жовтні цього року на зустрічі в Прінстонському університеті в Сполучених Штатах, присвяченій обговоренню важливості Амазонки для планети, була опублікована подібна робота з моделювання клімату. У дослідженні, яке координували еколог Стівен Пакала та кліматолог Олена Шевлякова, обидва з Прінстона, вони змоделювали, які наслідки будуть, якщо весь тропічний ліс Амазонки перетвориться на пасовище. У глобальному масштабі у світі було б на 0,25°C тепліше.
У Бразилії кількість опадів зменшиться на чверть, а сама Амазонка стане на 2,5 ºC теплішою. Сценарій повного зникнення тропічних лісів дуже радикальний і навряд чи здійсниться. Однак такі роботи, як Лоуренс, показують, що вирубування від 30% до 50% було б достатньо, щоб спричинити сильний глобальний вплив, на додаток до саванізації частини лісу.
Загроза для Амазонки буде не тільки від дії бензопил чи вогню від горіння. Останні дослідження показують, що саме глобальне потепління стоїть за таємничим збільшенням смертності деяких видів дерев у районах густого лісу, на добре збережених ділянках, де теоретично стійкість рослинності повинна бути високою.
Опубліковано в листопаді минулого року в науковому журналі Біологія глобальних змінУ дослідженні проаналізували діаметр кілець росту окремих дерев на 106 ділянках лісу і зробили висновок, що ті, які не пристосовані до стресових умов, таких як тривала посуха та вищі температури, будуть гинути більше, ніж інші.
Види, які найкраще можуть рости у вологому середовищі, будуть втрачати простір для тих, які легше розвиваються в сухому кліматі. «Дерева, пристосовані до вологи, гинуть, відкривають невеликі галявини посеред лісу, і їх замінюють види, які швидко ростуть, такі як ембауба», — пояснює бразильський еколог Адріан Есківель-Мюльберт з Університету Лідса, Великобританія, провідний автор. з роботи. «Глобальне потепління змінює біорізноманіття видів, які утворюють ліс».
За цими ділянками Амазонки протягом 30 років спостерігали дослідники з Бразилії та з-за кордону в рамках проекту Мережа інвентаризації лісів Amazon (Дощ). Проблема цієї заміни полягає в тому, що нові домінантні види ростуть швидко, але мають недовговічне життя і видаляють менше вуглецю з атмосфери, що є однією з найважливіших ролей Амазонки, а також її ефектом поширення вологи.
Проекти
1. Міжрічна зміна балансу парникових газів в басейні Амазонки та контроль над ним у світі, що перебуває в умовах потепління та зміни клімату – CARBAM: довгострокове дослідження балансу вуглецю в Амазонії (№ 16/02018-2); Тематичний проект «Модальність»; Дослідницька програма FAPESP з глобальної зміни клімату; Відповідальний науковий співробітник Лучана Гатті (Inpe); Інвестиції 3 592 308,47 R$
2. AmazonFace/ME: Amazon-Face Modeling-Experiment Integration Project – роль біорізноманіття та кліматичних зворотних зв’язків (№ 15/02537-7); Програма «Молодий дослідник»; Провідний дослідник Девід Монтенегро Лапола (Unicamp); Інвестиції 464 253,22 R$.
Наукові статті
FLEISCHER, K. et al. Реакція лісу Амазонки на удобрення CO2 залежить від отримання рослинами фосфору. Природознавство. онлайн. 5 серп. 2019 рік.
ESPINOZA, J.C. та ін. Контрастні зміни на півночі та півдні в частоті вологих і сухих днів Амазонки та пов’язані з ними особливості атмосфери (1981–2017). Динаміка клімату. v. 52, № 9-10, с. 5413-30. mai. 2019 рік.
MARENGO, J.A. та ін. Зміни клімату та використання землі в регіоні Амазонки: поточна та майбутня мінливість та тенденції. Кордони в науках про Землю. 21 грудня 2018 рік
ЛАВДЖОЙ, Т.Е. і НОБЛ, Ч. Переломна точка Amazon. Наукові досягнення. 21 лютого 2018 року
GATTI, L.V. та ін. Чутливість балансу вуглецю Амазонки до посухи, виявлена атмосферними вимірюваннями. Природа. v. 506, № 7486, с. 76–80. 6 лютого 2014 року.
