Экосистемы с обилием бабочек лучше адаптировались к внезапным засухам
![]()
Lei Gu et al. / Nature Geoscience, 2025 Экстремальные температуры делают внезапные засухи более разрушительными и долгими, и за последние 70 лет жаркая погода стала сопровождать засухи все чаще. Лучше всего предсказать такие явления можно по влажности почвы, а более устойчивыми к ним экосистемы могут стать благодаря биоразнообразию. Например, устойчивость к засухам выше у экосистем, в которых много бабочек. Об этом говорится в статье, опубликованной в Nature Geoscience. Засухи возникают из-за дефицита влаги, и как правило, он развивается в течение нескольких месяцев или даже лет: в регионе выпадает слишком мало осадков, почва иссушается, грунтовые воды истощаются и их уровень опускается. Но иногда засухи разворачиваются всего за несколько дней — тогда их называют внезапными (flash droughts). Они наиболее опасны, поскольку их сложно предсказать и у людей остается очень мало времени на преодоление их последствий, а природным экосистемам после них сложнее восстанавливаться. Внезапные засухи не всегда вызываются жаркой погодой, но на фоне изменения климата все чаще ей сопровождаются. Ученые под руководством Гу Лэй (Lei Gu) из Швейцарской высшей технической школы Цюриха исследовали, как экстремально высокие температуры отражаются на внезапных засухах. Они использовали спутниковые данные и реанализы ERA5 и ERA5-Land с 1950 по 2022 годы о температуре, осадках, точке выпадения росы, потоках тепла, влажности почвы в корнеобитаемом слое, валовой первичной продукции (органическом веществе, которое образуют растения) и суммарном испарении — то есть испарении влаги растениями и почвой. Если развитие внезапной засухи сопровождалось экстремально высокими температурами, то она протекала на 6,7–90,8 процента интенсивнее, а восстановление уровня влаге в почве и экосистеме в целом занимало на 8,3–114,3 процента больше времени, чем если бы температуры были обычными. Также они приводили к более резкому снижению продуктивности экосистем, особенно на сельскохозяйственных землях. Очагами таких явлений в мире оказались восток и север Северной Америки, юг Южной Америки, юг Африки, а также Центральная и Северная Азия, в том числе Сибирь. При этом в высоких широтах жаркая погода усугубляла течение засух, а в тропических — смягчала, поскольку ограничивала суммарное испарение. Механизм возникновения внезапной засухи при экстремально высокой температуре авторы описали как сочетание следующих условий: сильная положительная аномалия нисходящей солнечной радиации (+34 ватта на квадратный метр), резкое повышение максимальной температуры воздуха на 6,2 градуса Цельсия и более, падение относительной влажности на 8,4 процента, усиление потоков скрытого (из-за испарения растениями) и явного (из-за нагрева воздуха от поверхности почвы) тепла на 11,6 и 8,1 ватта на квадратный метр. От засух при обычных температурах механизм отличается втрое более сильными потоками тепла и втрое более резким падением относительной влажности. Машинное обучение методом случайного леса показало, что лучшие предикторы для внезапных засух в сочетании с экстремально высокими температурами — влажность почвы, потоки тепла, долгосрочные климатические характеристики региона (например, средние температуры за более чем 30 лет) и биофизические свойства. К биофизическим свойствам относятся тип экосистемы, индекс листовой поверхности, фитомасса, соотношение растительных видов с С3 и С4 типами фотосинтеза и биоразнообразие. Как отмечают авторы, экосистемы с высоким разнообразием бабочек (то есть разнообразием опылителей и большим количеством трофических связей) оказывались более устойчивыми к засухам, поскольку бабочки поддерживали размножение и генетическое разнообразие наиболее адаптированных к дефициту влаги растений. Дальнейшее потепление и все более частые экстремально высокие температуры неизбежны, но известны некоторые методы борьбы с засухами и смягчения их последствий. Например, если провести озеленение на 20 процентах территории Европы, которая приходится на неорошаемые земли сельскохозяйственного назначения, то уже к концу XXI века среднегодовое количество осадков в регионе вырастет почти на восемь процентов.
11 июня 2025, 14:53
Lei Gu et al. / Nature Geoscience, 2025 Экстремальные температуры делают внезапные засухи более разрушительными и долгими, и за последние 70 лет жаркая погода стала сопровождать засухи все чаще. Лучше всего предсказать такие явления можно по влажности почвы, а более устойчивыми к ним экосистемы могут стать благодаря биоразнообразию. Например, устойчивость к засухам выше у экосистем, в которых много бабочек. Об этом говорится в статье, опубликованной в Nature Geoscience. Засухи возникают из-за дефицита влаги, и как правило, он развивается в течение нескольких месяцев или даже лет: в регионе выпадает слишком мало осадков, почва иссушается, грунтовые воды истощаются и их уровень опускается. Но иногда засухи разворачиваются всего за несколько дней — тогда их называют внезапными (flash droughts). Они наиболее опасны, поскольку их сложно предсказать и у людей остается очень мало времени на преодоление их последствий, а природным экосистемам после них сложнее восстанавливаться. Внезапные засухи не всегда вызываются жаркой погодой, но на фоне изменения климата все чаще ей сопровождаются. Ученые под руководством Гу Лэй (Lei Gu) из Швейцарской высшей технической школы Цюриха исследовали, как экстремально высокие температуры отражаются на внезапных засухах. Они использовали спутниковые данные и реанализы ERA5 и ERA5-Land с 1950 по 2022 годы о температуре, осадках, точке выпадения росы, потоках тепла, влажности почвы в корнеобитаемом слое, валовой первичной продукции (органическом веществе, которое образуют растения) и суммарном испарении — то есть испарении влаги растениями и почвой. Если развитие внезапной засухи сопровождалось экстремально высокими температурами, то она протекала на 6,7–90,8 процента интенсивнее, а восстановление уровня влаге в почве и экосистеме в целом занимало на 8,3–114,3 процента больше времени, чем если бы температуры были обычными. Также они приводили к более резкому снижению продуктивности экосистем, особенно на сельскохозяйственных землях. Очагами таких явлений в мире оказались восток и север Северной Америки, юг Южной Америки, юг Африки, а также Центральная и Северная Азия, в том числе Сибирь. При этом в высоких широтах жаркая погода усугубляла течение засух, а в тропических — смягчала, поскольку ограничивала суммарное испарение. Механизм возникновения внезапной засухи при экстремально высокой температуре авторы описали как сочетание следующих условий: сильная положительная аномалия нисходящей солнечной радиации (+34 ватта на квадратный метр), резкое повышение максимальной температуры воздуха на 6,2 градуса Цельсия и более, падение относительной влажности на 8,4 процента, усиление потоков скрытого (из-за испарения растениями) и явного (из-за нагрева воздуха от поверхности почвы) тепла на 11,6 и 8,1 ватта на квадратный метр. От засух при обычных температурах механизм отличается втрое более сильными потоками тепла и втрое более резким падением относительной влажности. Машинное обучение методом случайного леса показало, что лучшие предикторы для внезапных засух в сочетании с экстремально высокими температурами — влажность почвы, потоки тепла, долгосрочные климатические характеристики региона (например, средние температуры за более чем 30 лет) и биофизические свойства. К биофизическим свойствам относятся тип экосистемы, индекс листовой поверхности, фитомасса, соотношение растительных видов с С3 и С4 типами фотосинтеза и биоразнообразие. Как отмечают авторы, экосистемы с высоким разнообразием бабочек (то есть разнообразием опылителей и большим количеством трофических связей) оказывались более устойчивыми к засухам, поскольку бабочки поддерживали размножение и генетическое разнообразие наиболее адаптированных к дефициту влаги растений. Дальнейшее потепление и все более частые экстремально высокие температуры неизбежны, но известны некоторые методы борьбы с засухами и смягчения их последствий. Например, если провести озеленение на 20 процентах территории Европы, которая приходится на неорошаемые земли сельскохозяйственного назначения, то уже к концу XXI века среднегодовое количество осадков в регионе вырастет почти на восемь процентов.