По ПЕТРО КОЦЕ*
Ситуация с водой ухудшится до того, как будет наблюдаться разворот тренда.
Операционные системы Земли оставались в относительном равновесии на протяжении тысячелетий, что позволяло цивилизации процветать. Однако действия человечества привели к нарушению нескольких планетарных границ, что привело к дестабилизации этих жизненно важных операционных систем.
На этой неделе ученые объявили, что человечество пересекло планетарную границу пресной воды. Другие уже перейденные рубежи — это изменение климата, целостность биосферы, биогеохимические циклы (загрязнение азотом и фосфором), изменение системы Земля и появление новых образований (загрязнение синтетическими веществами).
В прошлом граница пресной воды определялась только «голубой водой» — мерой использования человечеством озер, рек и подземных вод. Но теперь ученые расширили это определение, включив в него «зеленую воду» — осадки, испарение и влажность почвы.
Ученые говорят, что условия влажности почвы меняются от бореальных лесов до тропиков, при этом необычно сухие и влажные почвы теперь являются обычным явлением, что может привести к изменениям в биоме. Амазонка, например, становится намного суше, что может привести к достижению переломного момента между тропическим лесом и саванной, высвобождая большое количество накопленного углерода.
По словам ученых, модификация человечеством круговорота воды вывела мир далеко за пределы безопасного рабочего пространства для продолжения жизни на Земле. Переоценка планетарной границы пресной воды, которая теперь включает осадки, почвенную влагу и испарение — так называемую «зеленую воду», — пришла к выводу, что граница «значительно перешагнута», и ситуация, вероятно, ухудшится, прежде чем произойдет какое-либо изменение. тенденции наблюдается. Ранее исследователи в своих оценках учитывали только реки, озера и подземные воды.
«Модификации зеленой воды в настоящее время вызывают повышенный риск для системы Земли в масштабах, с которыми современные цивилизации, возможно, никогда не сталкивались», — считают исследователи из Стокгольм Упругость центр в сотрудничестве с коллегами из Германии, Нидерландов, Финляндии, Австрии, Австралии, США и Канады. Результаты были опубликованный недавно в Nature Reviews Earth & Environment.
«Это тревожный сигнал о том, что мы должны остановить то, как мы модифицируем зеленую воду», — говорит ведущий автор Лан Ван-Эрландссон из Стокгольмского центра устойчивости Стокгольмского университета. «Мы коренным образом изменяем круговорот воды», — говорит она, отмечая, что эта дестабилизация земной системы теперь влияет на здоровье всей планеты, делая ее значительно менее устойчивой к экологическим потрясениям.
Основываясь на результатах, вода теперь является шестой границей, которую предстоит пересечь из девяти, определенных Панель планетарных границ. Опубликованная в 2009 году и регулярно обновляемая панель разграничивает безопасное рабочее пространство для человечества, за пределами которого цивилизация может рухнуть, изменив жизнь, какой мы ее знаем. Другие границы, которые уже перейдены, — это изменение климата, целостность биосферы, биогеохимические потоки (загрязнение азотом и фосфором), изменение земной системы, а также с 2022 г. новые сущности, которые включают загрязнение пластмассами и другими веществами человеческого происхождения.
Девять планетарных границ: изменение климата, целостность биосферы (функциональная и генетическая), изменение земной системы, изменение пресной воды, биогеохимические потоки (азота и фосфора), закисление океана, загрязнение атмосферными аэрозолями, истощение стратосферного озона и выброс новых химических веществ.
В 2022 году ученые заявили о выходе за пределы как пресной воды, так и новых сущностей.
До сих пор пресноводная граница считалась безопасной зоной. Так называемый предел «использования пресной воды» был основан на разрешенном потреблении человеком и установлен на уровне 4.000 3 кмXNUMX/год воды, используемой и не возвращаемой в виде поверхностного стока. Он оценил воду, взятую из рек, озер и подземных вод, так называемую «голубую воду».
В обновленной оценке влажность почвы в корневой зоне растений используется для измерения границы «зеленой воды», поскольку она находится под непосредственным влиянием человека и оказывает прямое воздействие на целый ряд крупномасштабных экологических, климатических, биогеохимических и гидрологических факторов. динамика. .
Например, во время засухи растения могут поддерживать фотосинтез и транспирацию, получая доступ к почвенной влаге, но как только этот уровень влажности падает ниже критического порога, возрастает смертность растительности, особенно таких растений, как тропические деревья, у которых обычно нет альтернативных стратегий борьбы с засухой. . В исследовании указывается, что аномалии влажности почвы в корневой зоне также являются ключевыми факторами углеродного цикла в почве, и что изменения влажности почвы в сценарии с высокими выбросами углерода рискуют превратить землю из чистого поглотителя углерода в источник углерода до тех пор, пока середина этого века.
Доказательства этого процесса эскалации уже можно найти в снижении устойчивости критически важных экосистем, таких как тропические леса Амазонки и Конго, которые хранят большое количество углерода и могут похвастаться огромным биоразнообразием. Эти два биома считаются жизненно важными для операционных систем Земли, но могут быть вытеснены за пределы критической точки окружающей среды из-за нарушения границ пресной воды.
«Выживание тропических лесов Амазонки зависит от влажности почвы. Но есть свидетельства того, что части Амазонки сушка. Лес теряет почвенную влагу из-за изменение климата и вырубка лесов», — говорит Арне Тобиан, соавтор новой оценки: «Эти изменения потенциально приближают Амазонию к переломному моменту, когда большие части могут перейти из состояний тропических лесов в состояния, подобные саваннам», — добавляет он.
Новая оценка показала, что это явление носит глобальный характер: почвенная влага перемещается из бореальных лесов в тропики, с сельскохозяйственных угодий в леса. Все чаще встречаются аномально влажные и сухие почвы. Экстремальные погодные явления, вызванные изменением климата, вызывают усиление как сильных засух, так и проливных дождей, а изменения в землепользовании для сельскохозяйственных и других целей могут вызвать высыхание почвы.
«Вода является основой любого живого организма на Земле, — говорит Ван-Эрландссон. «Есть много взаимосвязанных вещей, которые сейчас меняются беспрецедентным образом», — добавляет она, отмечая, что воздействие на круговорот воды обусловлено многочисленными действиями человека, а не только изъятием для потребления. «На него сильно влияют изменение климата, управление земельными ресурсами, деградация земель и т. д. Она сложна и вплетена в нашу человеческую деятельность; во всем, что мы делаем», — объясняет он.
«Этот последний научный анализ показывает, как мы, люди, можем вытеснять зеленую воду из изменчивости, с которой Земля сталкивалась в течение нескольких тысяч лет в эпоху голоцена», — заключает соавтор оценки Йохан Рокстрем, директор Потсдамского института климата. профессор Стокгольмского центра устойчивости.
Поскольку шесть из девяти планетарных границ уже перейдены, устойчивость операционной системы Земли в целом сейчас довольно низка, предупреждает Ван-Эрландссон. Продолжающееся ухудшение функционирования земных систем повысит риск региональных сдвигов в экологических режимах. По ее словам, человечеству необходимо действовать, чтобы обратить вспять эти нарастающие изменения и вернуться в безопасную зону.
«Снижение рисков изменения зеленых вод земной системы теперь требует немедленных действий в отношении воды в целом для решения проблемы изменения климата, обезлесения и деградации земель», — говорит Инго Фетцер, соавтор оценки и исследователь Стокгольмского центра устойчивости.
Основываясь на результатах, «текущие мировые тенденции и траектории увеличения водопользования, обезлесения, деградации земель, эрозии почвы, загрязнения воздуха и изменения климата должны быть оперативно остановлены и обращены вспять, чтобы повысить шансы остаться в безопасном рабочем пространстве».
*Петро Котце журналист.
Перевод: Фернандо Лима дас Невеш.
Первоначально опубликовано на: Mongabay
Справка
Ван-Эрландссон Л., Тобиан А., ван дер Энт Р.Дж. итакой. Планетарная граница зеленой воды. Nat Rev Земля Окружающая среда (2022).
