Китайські екологи перевірили гіпотезу про те, що зростання рівня вуглекислого газу в атмосфері негативно позначиться на біорізноманітті. Комплексний аналіз показав, що викиди CO2 спричиняють не тільки негативні ефекти для екосистем.
Схема впливу підвищеного вмісту CO2 на біорізноманіття наземних хребетних. Червоним кольором позначено механізм впливу підвищеного вмісту CO2 на біорізноманіття наземних хребетних через радіаційний ефект, а зеленим – механізм фізіологічного впливу CO2 / © Chuanlian Sun and Xiaoming Feng.
Викиди вуглекислого газу призводять до посилення парникового ефекту та підвищення середньорічних температур на Землі. Ті ж викиди змінюють і радіаційний бюджет планети, а це своєю чергою може серйозно змінити умови існування біосфери. Усе це, разом із великим антропогенним тиском на природні екосистеми, змушує низку вчених очікувати велике зниження біорізноманіття на планеті. Наприклад, за даними Міжнародного союзу охорони природи, до списку тварин, що перебувають під загрозою зникнення, вже включено 44 тисячі видів – це 28% оцінених таксонів. Моделювання 2020 року показало, що потепління атмосфери на 4 °C загрожує 15% екологічних спільнот.
Однак кліматичні зміни ведуть не до одних лише згубних наслідків. Автори наукової роботи 2016 року повідомили, що з 1982 по 2009 рік на Землі відбувалося глобальне озеленення: площа листя зросла на 25-50%, і на 70% це зростання було зумовлене підвищенням рівня CO2 в атмосфері. Імовірно, зміна рослинності має впливати і на біорізноманіття, адже середовище проживання багатьох тварин визначається рослинами.
Два екологи з Китаю вирішили перевірити цю гіпотезу. Для цього вони провели комплексний аналіз впливу накопиченого вуглекислого газу на біорізноманіття наземних хребетних за трьома можливими сценаріями. Також дослідники побудували моделі земної системи за допомогою методу машинного навчання. Стаття з результатами опублікована в журналі Earth’s Future.
Зміна біорізноманіття наземних хребетних у відповідь на підвищення рівня CO2 за різними сценаріями. (a) ATMO, розглядається тільки радіаційний ефект. (b) PHYS, розглядається тільки фізіологічний ефект. (c) ATMO + PHYS, враховується як радіаційний, так і фізіологічний ефект. На картах показано середні зміни біорізноманіття наземних хребетних, а на панелях ліворуч від карт показано зміни біорізноманіття ссавців, амфібій і птахів у різних широтах / © Chuanlian Sun and Xiaoming Feng.
Розрахунки авторів будувалися на основі безлічі чинників – відносно стабільних (наприклад, класифікація ґрунтів і відсотковий вміст у них глини, намулу, піску тощо) і динамічних (температура повітря, опади, сонячна радіація тощо), загалом було 19 біокліматичних змінних.
Динамічні фактори розраховували на основі даних за 1984-2014 роки. Також для оцінки впливу CO2 науковці працювали з 36 пріоритетними біологічно багатими регіонами, що концентрують у собі більше половини всіх рослин, птахів, ссавців, земноводних і рептилій. Такий вибір пояснили тим, що ці регіони найбільш уразливі.
Дослідники виявили, що підвищення рівня вуглекислого газу впливає на біорізноманіття по-різному – залежно від географічних широт. Радіаційний ефект CO2 в середньому знизить біологічне багатство на 0,4%, але якщо враховувати зміни у фізіології рослин, результат виходить інший: біорізноманіття може зрости на 3,4%. Учені спостерігали, що радіаційний ефект вуглекислого газу негативно впливає на біорізноманіття в низьких широтах (особливо на півдні Африки, в Амазонській низовині, на Бразильському плоскогір’ї тощо), а фізіологічний ефект, навпаки, позитивно позначається на середніх і низьких широтах.
Екологи зробили висновок, що в разі поєднання обох чинників негативний кліматичний ефект від зростання концентрації CO2 більш ніж компенсується позитивною реакцією рослин на цей газ. Фізіологічний ефект накопичення вуглекислоти виявився критичним, тому що, як наголосили автори дослідження, якщо його не враховувати, то здаватиметься, ніби ризик втрати біорізноманіття занадто високий. Проте захист екосистем, де живе найбільше видів тварин, залишається пріоритетним завданням.