Бразильский алгоритм направлен на прогнозирование будущего тропических лесов Амазонки и прогнозирование изменений в улавливании углерода

Новости сегодня - Бразильский алгоритм направлен на прогнозирование будущего тропических лесов Амазонки и прогнозирование изменений в улавливании углерода

Группа исследователей из Государственного университета Кампинас (UNICAMP) в штате Сан-Паулу, Бразилия, разработала алгоритм, который прогнозирует будущее растительности Амазонки, представляя сценарии трансформации лесов, вызванные изменением климата.

Один из результатов показывает, что более сухой климат в регионе с уменьшением количества осадков на 50% может увеличить разнообразие, но снизить уровень накопления углерода . Запасы двуокиси углерода (CO 2 ) в корнях увеличатся, но поглощение CO 2 листьями, стеблями и стволами, обладающими большей аккумулирующей способностью, уменьшится. Принимая во внимание различные ситуации, ученые подсчитали, что поглощение углерода может снизиться на 57,48–57,75% по сравнению с обычными климатическими условиями.

Алгоритм, который является первым в своем роде, разработанным исключительно для Бразилии, называется CAETÊ, что означает «девственный лес» на языке тупи-гуарани и является аббревиатурой от CArbon и модели оценки функциональных признаков экосистемы. Его первые результаты описаны в статье, опубликованной в журнале Ecological Modeling.

CAETÊ моделирует природные явления , используя математические уравнения, основанные на данных об окружающей среде, таких как осадки, солнечная радиация и уровни CO 2 . Например, он прогнозирует скорость фотосинтеза в определенных условиях или говорит, какие части растений будут хранить больше углерода (корни, листья, стебли или стволы), рассчитывая емкость хранения углерода в данной области и момент, когда местная растительность больше не может восстанавливаться .

«Основной вывод исследования заключался в том, что включение разнообразия в модели растительности улучшает их способность прогнозировать реакцию экосистем на изменение климата и повышает их достоверность. Второй момент, который был неожиданным, заключался в том, что при уменьшении количества осадков на 50% растения Разнообразие стратегий увеличилось, но удаление углерода из атмосферы уменьшилось. Это может по-разному повлиять на смягчение последствий изменения климата. В этом случае увеличение разнообразия не обязательно хорошо», — сказала Бьянка Фацио Риус, первый автор статьи и доктор философии кандидат в Институте биологии UNICAMP (IB).

Риус является членом команды Лаборатории изучения земных систем, возглавляемой профессором Дэвидом Монтенегро Лапола, последним автором статьи.

«CAETÊ точно представляет огромное биологическое разнообразие крупнейшего в мире тропического леса, в то же время стимулируя сбор полевых данных, который по-прежнему необходим для такой модели», — сказал Лапола Agência FAPESP.

Лапола был одним из бразильцев, которые вместе с 34 другими учеными, связанными с учреждениями здесь и за рубежом, подписали статью, размещенную на обложке журнала Science в начале этого года, в которой показано, что 38% нынешней площади Амазонки страдает от пожаров, незаконных рубок, краевые эффекты (фрагментация из-за изменения местообитаний, прилегающих к обезлесенным территориям) и сильная засуха. В результате выбросы углерода в результате постепенной потери растительности эквивалентны или даже превышают выбросы в результате обезлесения.

За и против

Модели растительности широко используются для анализа баланса углерода в бассейне Амазонки при прогнозируемых будущих климатических условиях. Предыдущие исследования показали, что за последние 40 лет средняя температура на Амазонке выросла на 1 °C, а количество осадков в некоторых районах уменьшилось на 36%. Емкость хранения CO 2 также сократилась из-за обезлесения, деградации растительности и глобального потепления .

Более того, согласно отчету , опубликованному 17 мая Всемирной метеорологической организацией (ВМО), глобальные температуры, вероятно, поднимутся до рекордных уровней в ближайшие пять лет из-за выбросов парниковых газов и явления Эль-Ниньо, а количество осадков уменьшится в ближайшие пять лет. Амазонка.

Однако большинство существующих алгоритмов основаны на небольшом количестве функциональных типов растений (PFT), которые используются разработчиками моделей для представления широких групп видов растений, имеющих сходные характеристики и функции экосистемы. В результате разнообразие недопредставлено, а сочетание признаков, обнаруживаемых в модельных экосистемах, намного проще, чем это оправдано сложностью самого большого в мире тропического леса, что приводит к сценариям, которые ограничивают или переоценивают воздействие изменения окружающей среды.

Они включают динамические глобальные модели растительности (DGVM), которые моделируют изменения растительности и связанных с ними биогеохимических и гидрологических циклов в ответ на изменение климата (например, Jena Diversity или JeDi). Если это минусы, то плюсы включают не зависимость от логистики и крупных вложений, как это делают масштабные полевые эксперименты.

Переломный момент

По словам Риуса, исследование не было сосредоточено на видах. «Мы использовали идею о том, что каждого человека, даже представителей одного и того же вида, можно рассматривать как тип стратегии взаимодействия с окружающей средой. Стратегии, созданные с помощью вычислений, не обязательно принадлежат какому-либо конкретному виду», — сказала она.

Она объяснила, что для растения или любого живого существа стратегия представляет собой набор характеристик, определяющих, как оно реагирует на окружающую среду или влияет на нее. Хорошим примером может быть растение, которое адаптирует глубину корней для доступа к воде в зависимости от высоты уровня грунтовых вод. Стратегии сильно влияют на способность к выживанию и размножению, и они связаны с экосистемными услугами , такими как хранение углерода или производство влаги для осадков.

«По мере того, как климат становится более сухим, мы наблюдаем изменение типов жизненных стратегий на Амазонке. Стратегии все больше напоминают стратегии серрадо [похожий на саванну биом Бразилии]. Как будто серрадо начали проникать в лес. Это отмечают и другие исследователи», — сказал Риус.

Ученые объяснили, что исследование с использованием CAETÊ предоставило дополнительные доказательства того, что включение изменчивости и разнообразия может иметь значение для моделирования переломного момента для Амазонки, когда естественная растительность больше не сможет восстанавливаться.

Одна из первых статей , посвященных этой теме, была подписана Томасом Лавджоем (1941–2021), биологом, придумавшим термин «биологическое разнообразие», и Карлосом Нобре, сопредседателем Научной группы по Амазонии. В документе подчеркивается важность круговорота воды в лесах не только для Бразилии, но и для всей Южной Америки и других регионов.

За счет эвапотранспирации лес обеспечивает в течение всего года влажность, которая способствует, например, выпадению осадков в некоторых частях бассейна реки Ла-Плата, особенно в южном Парагвае, Южной Бразилии, Уругвае и восточной части Аргентины.

Больше разнообразия

Разработка CAETÊ началась в 2015 году. Она была основана на модели потенциальной растительности CPTEC-PVM2, разработанной Лаполой и Нобре совместно с Маркосом Д. Оямой.

«Большинство моделей растительности представляют Амазонию с двумя или тремя типами стратегии. Мы решили включить больше разнообразия. Мы продолжим развивать нашу модель, потому что хорошие модели никогда не заканчиваются», — сказал Риус.

В этом направлении Барбара Кардели, доктор философии. кандидат в IB-UNICAMP, присоединился к группе и работает над моделью, включающей модуль, который будет рассчитывать экосистемные услуги.

«Этот инструмент будет прост в использовании и покажет, обеспечиваются ли определенные экосистемные услуги с помощью таких процессов, как то, как стратегии растений распределяют углерод. Мы хотим включить числовые значения для предоставления этих услуг», — сказал Кардели.

Исследователи предполагают, что CAETÊ будет предоставлять основанные на данных данные для принятия решений и формулирования государственной политики в отношении углеродного рынка. На конференции ООН по изменению климата 2021 года (COP26) Бразилия объявила о своем обязательстве сократить вдвое свои выбросы углерода по сравнению с уровнем 2005 года к 2030 году и достичь углеродной нейтральности к 2050 году.

Бразильский алгоритм направлен на прогнозирование будущего тропических лесов Амазонки и прогнозирование изменений в улавливании углерода

Понравилась новость - поделитесь с Друзьями!

Новости партнеров:

Рубрика: Наука, Новости

Вам могло бы понравиться:

Инженеры оценивают надежность предохранительных клапанов для резервуаров со сжиженным природным газом при сходе поезда с рельсов Инженеры оценивают надежность предохранительных клапанов для резервуаров со сжиженным природным газом при сходе поезда с рельсов
Уэбб представил лучшие на сегодняшний день доказательства существования каменистой атмосферы экзопланеты Уэбб представил лучшие на сегодняшний день доказательства существования каменистой атмосферы экзопланеты
Новая молекула имитирует противосвертывающее действие кровососущих организмов Новая молекула имитирует противосвертывающее действие кровососущих организмов
Лечение герпеса с помощью редактирования генов добилось прогресса в лабораторных исследованиях Лечение герпеса с помощью редактирования генов добилось прогресса в лабораторных исследованиях

Оставить комментарий

Вы должны Войти, чтобы оставить комментарий.

©2015 - 2024 Актуальные Новости Сегодня. Все права защищены.
При копировании материалов активная гиперссылка на этот сайт ОБЯЗАТЕЛЬНА!