Управление лесами и экосистемами в условиях растущих угроз требует планирования с учётом широкого спектра сценариев
В национальных парках Секвойя и Кингз-Каньон в Калифорнии деревья, пережившие тысячи лет, теперь сталкиваются с множеством угроз, вызванных изменением климата.
Учёные и управляющие парками когда-то считали леса гигантских секвой почти неуязвимыми для стрессоров, таких как лесные пожары, засуха и вредители. Однако даже очень крупные деревья оказались уязвимыми, особенно когда эти стрессоры усиливаются из-за роста температур и экстремальных погодных явлений.
Быстрый темп изменения климата — в сочетании с угрозами, такими как распространение инвазивных видов и болезней, — может влиять на экосистемы способами, которые противоречат ожиданиям, основанным на прошлом опыте. В результате западные леса после беспрецедентных пожаров превращаются в луга или кустарниковые заросли. Древесные растения расширяются на прибрежные водно-болотные угодья. Коралловые рифы полностью исчезают.
Чтобы защитить эти места, ценные за свою природную красоту и пользу для рекреации, чистой воды и дикой природы, управляющие лесами и землями всё чаще должны предвидеть риски, с которыми они раньше не сталкивались. И они должны готовиться к тому, что эти риски будут означать для управления, поскольку экосистемы быстро трансформируются.
Управление изменяющимися экосистемами
Традиционные подходы к управлению сосредоточены на сохранении или восстановлении исторического вида и функционирования экосистем.
Однако это не всегда работает, когда экосистемы подвергаются новым и быстро меняющимся условиям.
Экосистемы состоят из множества взаимодействующих компонентов — растений, животных, грибов и микробов; а также почвы, воздуха и воды, в которых они живут.
Когда климат меняется, это похоже на сдвиг почвы, на которой всё покоится. Результаты могут подорвать целостность системы, приводя к экологическим изменениям, которые трудно предсказать.
Для планирования в условиях неопределённого будущего управляющим природными ресурсами необходимо учитывать множество различных способов, которыми изменения климата и экосистем могут повлиять на их ландшафты. По сути, какие сценарии возможны?
Подготовка к множеству возможностей
В парках Секвойя и Кингз-Каньон управляющие знали, что изменение климата представляет серьёзные риски для знаковых деревьев. Более десяти лет назад они предприняли масштабные усилия, чтобы изучить различные сценарии, которые могут развернуться в будущем.
Это было правильное решение, потому что некоторые из более экстремальных возможностей, которые они представляли, произошли раньше, чем ожидалось.
В 2014 году засуха в Калифорнии вызвала отмирание листвы гигантских секвой, чего раньше никогда не документировали. В 2017 году секвойи начали гибнуть от повреждений насекомыми. А в 2020 и 2021 годах пожары охватили рощи секвой, уничтожив тысячи древних деревьев.
Хотя эти экстремальные события стали неожиданностью для многих, предварительное обдумывание возможностей означало, что управляющие парками уже начали предпринимать шаги, которые оказались полезными. Одним из примеров было приоритизация контролируемых выжиганий для удаления подлеска, который мог бы подпитывать более горячие и разрушительные пожары.
Ключ к эффективному планированию — вдумчивое рассмотрение набора стратегий, которые, вероятно, будут успешными перед лицом множества различных изменений климата и экосистем. Это включает в себя анализ широкого спектра потенциальных исходов, чтобы увидеть, как разные стратегии могут проявить себя в каждом сценарии, включая подготовку к катастрофическим возможностям, даже тем, которые считаются маловероятными.
Например, контролируемое выжигание может снизить риски как катастрофических пожаров, так и засухи, уменьшая плотность растительности, тогда как подавление всех пожаров может увеличить эти риски в долгосрочной перспективе.
Стратегии, предпринимаемые сегодня, имеют последствия на десятилетия вперёд. Управляющие должны быть уверены, что делают хорошие инвестиции, когда направляют ограниченные ресурсы на такие действия, как прореживание леса, контроль инвазивных видов, закупка семян или высадка деревьев. Сценарии могут помочь проинформировать эти инвестиционные решения.
Создание правдоподобных сценариев экологических изменений для такого планирования требует учёта наиболее важных неизвестных. Сценарии рассматривают не только то, как может измениться климат, но и то, как сложные экосистемы могут отреагировать и какие сюрпризы могут ждать за горизонтом.
Ключевые компоненты для создания экологических сценариев
Чтобы дать рекомендации людям, ответственным за управление этими ландшафтами, мы собрали группу экспертов в области экологии, климатологии и управления природными ресурсами из университетов и государственных учреждений.
Мы определили три ключевых компонента для построения правдоподобных экологических сценариев:
1. Принятие экологической неопределённости: Вместо того чтобы полагаться на один «наиболее вероятный» исход для экосистем в меняющемся климате, управляющие могут лучше подготовиться, наметив несколько возможностей. В песчаных холмах Небраски мы исследуем, как эта в основном нетронутая местная прерия может трансформироваться, с такими разными исходами, как лесные массивы и открытые дюны.
2. Мышление траекториями: Полезно учитывать не только конечные результаты, но и потенциальные пути их достижения. Будут ли экологические изменения разворачиваться постепенно или все сразу? Представляя различные пути, по которым экосистемы могут реагировать на изменение климата и другие стрессоры, управляющие природными ресурсами могут определить критические моменты, когда конкретные действия, такие как удаление сеянцев деревьев, вторгающихся в луга, могут направить экосистемы к более желаемому будущему.
3. Подготовка к неожиданностям: Планирование редких катастроф или внезапных коллапсов видов помогает управляющим оперативно реагировать, когда происходит неожиданное, например, сильная засуха, ведущая к широкомасштабной эрозии. Быть готовым к резким изменениям и иметь планы на случай непредвиденных обстоятельств может означать разницу между быстрой помощью экосистеме в восстановлении и её полной потерей.
За последнее десятилетие доступ к прогнозам климатических моделей через удобные веб-сайты произвёл революцию в способности управляющих ресурсами исследовать различные сценарии изменения местного климата.
Сегодня управляющим не хватает аналогичного доступа к прогнозам экологических моделей и инструментам, которые могут помочь им предвидеть возможные изменения в экосистемах. Чтобы преодолеть этот разрыв, мы считаем, что научное сообщество должно уделить приоритетное внимание разработке экологических прогнозов и инструментов поддержки принятия решений, которые позволят управляющим планировать действия в условиях экологической неопределённости с большей уверенностью и предвидением.
Экологические сценарии не устраняют неопределённость, но они могут помочь эффективнее с ней справляться, определяя стратегические действия по управлению лесами и другими экосистемами.