На Всемирном экономическом форуме признали проблему климата главной угрозой человечеству. И хотя климат обсуждается уже больше 20 лет, пока ни ученые, ни общественность не пришли к однозначным выводам по поводу причин и — главное — последствий этого процесса.
Льда становится все меньше
Глобальная температура растет, это правда. Пока вроде бы людям удается удерживать общемировой тренд в рамках критических полутора градусов (считается, что если потепление превысит этот показатель, живой мир планеты ждут необратимые изменения). Но проблема в том, что разные регионы нагреваются по-разному. Например, в России за 100 лет «потеплело» на два с лишним градуса. А наиболее уязвимыми для потепления стали заполярные районы и высокогорья. Там климат прибавил гораздо больше, где-то средние показатели температуры уже превышены на 7-9 градусов по сравнению с прошлыми столетиями. Это отражается буквально на всем: на природе, на людях, на инфраструктуре.
Горные районы, особенно те, где вершины круглый год покрыты ледниками и снегом, очень похожи в своей уязвимости на Арктику. Повсеместно не только исследователи, но и путешественники замечают изменения: льда становится все меньше. Это приводит, в первую очередь, к нарушению гидрологического режима территорий — проще говоря, количество воды, стекающей в населенные долины с ледниковых вершин, изменяется. Оно может увеличиваться, и тогда реки и ручьи производят заметные разрушения на своем пути, меняют русла, размывают почвы. А потом, по мере «усыхания» ледника, потоки резко уменьшаются и живительной пресной воды становится недостаточно. Поэтому изучению именно гидрологии в теплеющих высокогорных регионах уделяется много внимания: ученые следят за состоянием и судьбой ледников, отмечают изменения в ледниковых ресурсах, рассчитывают динамику стока и гидрологические риски.
Но природа — комплексный объект, где подчас трудно разобраться, где причина, а где следствие. И до сих пор не так много известно о том, как с потеплением изменяется в горах растительный мир и как эти перемены влияют на гидрологический баланс и питание рек в регионе и на планете в целом.
Растения, покоряющие Эверест
В высокогорье растительность располагается в порядке чередования зон — в науке используют понятие высотной поясности. Каждому поясу соответствует своя экосистема и свой видовой набор растений. Когда климат начинает теплеть, а ледники — отступать, верхняя граница растительного покрова ползет вверх. Чаще всего это лишайники. За ними — уже смелее — следуют травы, потом и кустарники так называемой альпийской зоны, а там уже и лес подтягивается. Изменение климата вынуждает виды перемещаться со своих мест, вытесняя аборигенов в более суровые условия.
В Альпах, например, некоторые виды мигрируют вверх по склону со скоростью 130 метров за десять лет, при этом растения, которые раньше пытались выживать максимально высоко на вершинах, оказались в западне и многие попросту исчезли.
Исследователи из университета в британском Корнуолле отсмотрели спутниковые фотографии нескольких высочайших вершин мира, сделанные в течение 20 лет. Они увидели, что верхняя кромка растительного покрова неумолимо «ползет» к вершинам азиатских горных массивов, среди которых, кстати, и высочайшая гора мира Эверест.
Эверест, 2014 год. Фото: jo cool / Flickr
За два десятилетия некоторые виды сиганули вверх аж на километр, при этом максимальные темпы зафиксированы в последние 12 лет. И вот уже растения достигли отметки в 5,5 тысяч метров (это при высоте всего Эвереста в 8,8 км!).
Несмотря на всю нашу любовь к альпийским макам, эдельвейсам и цветным лишайникам, выводы из этого исследования не очень радостные.
Ученые обнаружили, что флора покрыла 75% высокогорной территории, до недавних пор пустовавшей или когда-то занятой льдом и снегом.
То есть зона растительности в Гималаях и других азиатских горных массивах выросла существенно и теперь в 15 раз превышает площадь ледников. Исследователям пока еще предстоит найти точные ответы на вопросы о том, как новая растительность влияет на гидрологический баланс в регионе и на биохимический состав воды, стекающей в долины и образующей крупнейшие реки мира.
Одно уже ясно: охлаждающее действие ледников на прилегающие экосистемы уменьшается, как уменьшается и альбедо (характеристика отражающей способности поверхности — прим.ред.).
«Наши результаты показывают, что расширение растительности происходит на больших высотах (> 4150 м над уровнем моря) по всей исследованной территории. Эти новые экологические системы играют важную роль в гидрологии высокогорья, и их роль будет возрастать по мере таяния ледников. Дальнейшая научная работа в этом недоступном регионе, несомненно, будет в значительной степени зависеть от анализа данных со спутника, но есть и насущная потребность в новых исследованиях на месте», — пишут в заключение авторы статьи.
И пример такого исследования «на месте» мы находим в совершенно другом высокогорном массиве.
За 50 лет вырастет лес
Субнивальная зона — так называется пространство между ледниками и альпийскими травянистыми лугами — расположена высоко и обычно малодоступна, поэтому ученые из Корнуолла использовали снимки со спутника. Однако есть места, где подойти к леднику вплотную можно и без специальной подготовки. Например, в Горном Алтае ледники не только находятся в пешей доступности, но и относятся сегодня, к сожалению, к самым быстро тающим в России.
Исследования, которые провела международная группа ученых из Томского университета, основывались не на космоснимках, а на химическом анализе и личных осмотрах. Результаты этой работы иллюстрируют в общих чертах, как растения шаг за шагом захватывают освобожденные ото льда территории.
Ледник Малый Актру, расположенный в самом центре Горного Алтая, имеет один из самых длинных рядов наблюдений: данные о его состоянии фиксируются уже более 50 лет. На протяжении этого срока он терял около 12 метров в год. Исследователи решили проанализировать зону в 600 метров от края ледника и разобраться, как шаг за шагом происходит заселение флорой освободившейся ото льда территории.
Ледник малый Актру. Фото: podnebesnie.ru
Первые 20 метров ученые вообще не обнаружили никаких растений, то есть в течение года-двух после отхода льда на его месте ничего не растет. Зато там очень быстро поселяются различные бактерии и микроорганизмы. Эти бактерии создают почвенный субстрат, на котором поселяются первые травянистые растения.
«Последовательность появления видов, — пишут авторы статьи, — демонстрирует процесс изменений по мере удаления от края ледника. Первые 120 метров, что соответствует последним 10 годам отступления ледника, населены 33 видами растений, причем больше половины всего количества составляет тундровое растение Saxifraga oppositifolia (камнеломка супротиволистная), а еще треть занимают 9 других видов высших сосудистых растений».
Чем дальше, тем больше ассортимент трав. При этом виды, живущие в таких экстремальных условиях, стремятся к взаимопомощи и сотрудничеству. Например, те же камнеломки играют роль «нянек» для других растений: они способствуют накоплению почвы и формируют точки локального биоразнообразия в высокогорьях, создавая своего рода укрытия для прочих видов.
На расстоянии примерно в 300 метров от нынешнего края ледника (то есть через 25 лет после его отступления) появляются кустарники. Ива, можжевельник и мирикария — после 450 метров высота их составляет уже 35-40 см. И примерно на 600 метрах, где ученые решили остановить свои изыскания, они зафиксировали: здесь мы можем говорить о становлении нового сообщества видов, где превалируют древесные растения, а не травы (лес). Правда, не всегда природа дает шанс этому лесу сформироваться: оползни, обвалы, мощные сезонные потоки воды с ледника — все это может легко разрушить хрупкий баланс, выстраиваемый природой на протяжении десятилетий.
Развитие новой экосистемы в течение времени, прошедшего после отхода ледников, — это явление, которое сильно изменяет ландшафт и биогеохимические циклы. По мере удаления от края ледника изменяется и количество химических элементов в почве — что понятно, поскольку биота функционирует и способствует накапливанию в почве углерода и азота, при этом кальций, к примеру, вымывается или потребляется растениями.
Верховья ледника Абдукагор перед перевалом в 1987 и в 2018 году. Коллаж: Георгий Сальников / risk.ru
На равнинах процессы, по которым можно оценивать последствия климатических изменений, растягиваются на огромные пространства, поэтому они не настолько наглядны. А высокогорье — тонкая уязвимая система, где все очень компактно и быстро реагирует на изменения окружающей среды. Как цветок эдельвейс, который, согласно легендам, может принести и счастье, и тоску из-за гибели любимого.