Глобальні екосистеми ризикують зруйнуватися раніше, ніж передбачалося, – дослідження

По всьому світу тропічні ліси перетворюються на савани або сільськогосподарські угіддя, савани висихають і перетворюються на пустелі, а крижана тундра тане.

Дійсно, наукові дослідження зафіксували подібні “зміни режиму” у понад 20 різних типах екосистем, де було пройдено переломні моменти. По всьому світу понад 20 відсотків екосистем перебувають під загрозою зміни або перетворення на щось інше.

Ці колапси можуть статися швидше, ніж ви думаєте. Люди вже чинять тиск на екосистеми різними способами – те, що ми називаємо стресами. А якщо поєднати ці стреси зі збільшенням кількості екстремальних погодних умов, зумовлених кліматом, то дата перетину цих критичних точок може бути наближена на 80 відсотків.

Це означає, що екосистемний колапс, якого ми раніше очікували уникнути до кінця цього століття, може статися вже в найближчі кілька десятиліть. Такий похмурий висновок нашого останнього дослідження, опублікованого в журналі Nature Sustainability.

Зростання чисельності населення, збільшення економічних потреб та концентрація парникових газів чинять тиск на екосистеми та ландшафти, щоб забезпечити продовольство та підтримувати ключові послуги, такі як чиста вода. Кількість екстремальних кліматичних явищ також зростає і буде тільки збільшуватися.

Що нас дійсно турбує, так це те, що екстремальні кліматичні явища можуть вразити вже піддані стресу екосистеми, які, в свою чергу, перенесуть новий або посилений стрес на якусь іншу екосистему, і так далі. Це означає, що одна екосистема, яка руйнується, може мати зворотний вплив на сусідні екосистеми через послідовні петлі зворотного зв’язку: сценарій “екологічної петлі приреченості” з катастрофічними наслідками.

Скільки часу до колапсу?

У нашому новому дослідженні ми хотіли зрозуміти, який стрес екосистема може витримати перед тим, як зруйнується. Ми зробили це за допомогою моделей – комп’ютерних програм, які імітують, як екосистема працюватиме в майбутньому і як вона реагуватиме на зміни обставин.

Ми використали дві загальні екологічні моделі, що представляють ліси та якість води в озерах, і дві специфічні моделі, що представляють рибальство в лагуні Чіліка в східному індійському штаті Одіша та острів Пасхи (Рапа-Нуї) в Тихому океані. Дві останні моделі чітко враховують взаємодію між людською діяльністю та природним середовищем.

Ключовою характеристикою кожної моделі є наявність механізмів зворотного зв’язку, які допомагають утримувати систему збалансованою і стабільною, коли стреси є достатньо слабкими, щоб їх можна було поглинути. Наприклад, рибалки на озері Чіліка, як правило, віддають перевагу вилову дорослої риби, поки рибні запаси багаті. Поки залишається достатньо дорослих особин для розмноження, ситуація може бути стабільною.

Однак, коли стрес більше не може поглинатися, екосистема раптово проходить точку неповернення – переломний момент – і руйнується. У Чіліці це може статися, коли рибалки збільшують вилов молоді під час дефіциту риби, що ще більше підриває процес відновлення рибних запасів.

Ми використали програмне забезпечення для моделювання понад 70 000 різних симуляцій. У всіх чотирьох моделях комбінації стресу та екстремальних подій наблизили дату прогнозованого переломного моменту на 30-80%.

Це означає, що екосистема, яка, за прогнозами, зруйнується у 2090-х роках через повільне зростання одного джерела стресу, такого як глобальна температура, може, за найгіршого сценарію, зруйнуватися у 2030-х роках, коли ми врахуємо інші проблеми, такі як екстремальні опади, забруднення або раптовий стрибок у використанні природних ресурсів.

Важливо зазначити, що близько 15 відсотків колапсів екосистем у наших моделюваннях сталися внаслідок нових стресів або екстремальних подій, тоді як основний стрес залишався незмінним.

Іншими словами, навіть якщо ми вважаємо, що керуємо екосистемами стабільно, підтримуючи постійний рівень основного стресу – наприклад, регулюючи вилов риби, – нам краще стежити за новими стресами та екстремальними подіями.

Екологічних порятунків не існує

Попередні дослідження припускали, що значні витрати від проходження критичних точок у великих екосистемах почнуть відчуватися з другої половини цього століття і далі. Але наші результати показують, що ці витрати можуть виникнути набагато раніше.

Ми виявили, що швидкість, з якою застосовується стрес, є життєво важливою для розуміння колапсу системи, що, ймовірно, має відношення і до неекологічних систем. Дійсно, останнім часом зросла швидкість висвітлення новин і процесів мобільного банкінгу, що підвищує ризик банкрутства банків. Як зазначає журналістка Джилліан Тетт:

“Крах банку в Кремнієвій долині дав жахливий урок того, як технологічні інновації можуть несподівано змінити фінанси (в даному випадку шляхом інтенсифікації цифрового стадності). Нещодавні “спалахи” дають ще один урок. Однак, ймовірно, це лише невелике передчуття майбутнього вірусних циклів зворотного зв’язку.

Але на цьому порівняння між екологічними та економічними системами вичерпується. Банки можуть бути врятовані доти, доки уряди надають достатній фінансовий капітал для порятунку. На противагу цьому, жоден уряд не може негайно надати природний капітал, необхідний для відновлення зруйнованої екосистеми.

Не існує способу відновити зруйновані екосистеми в розумні терміни. Не існує екологічної допомоги. Говорячи фінансовою мовою, нам просто доведеться прийняти удар на себе.

Ця стаття передрукована з The Conversation під ліцензією Creative Commons. Читайте оригінал статті.