Геоэкологические проблемы в контексте климатических изменений: теоретический анализ и региональные проявления

Рассмотрена роль климатических изменений и адаптационных мероприятий в формировании геоэкологических проблем, которые по происхождению разделены на следующие группы: 1) вызванные климатогенной динамикой малонарушенных ландшафтов и трансформацией их экосистемных функций (эти последствия показаны на примере таежных ландшафтов южной криолитозоны) или спровоцированные негативным влиянием климатических изменений на природно-антропогенные процессы и геотехнические системы (эти эффекты описаны на примере перигляциальных геосистем, нарушенных горной добычей); 2) обусловленные антропогенной трансформацией ландшафтов и ее последствиями в форме изменения структуры теплового баланса земной поверхности и влагооборота в приземной атмосфере, что проявляется в учащении тепловых стрессов, засух, наводнений и др. стихийных бедствий; 3) порожденные принятием срочных мер по борьбе с изменениями климата и создающие риски для благоприятного состояния окружающей среды. Эта проблематика показана на примере замещения наиболее значимых для регулирования климата влажных тропических лесов плантациями масличной пальмы и соевых бобов, производящих сырье для биотоплива. В контексте рассмотрения средообразующей роли живого вещества охарактеризована модель географической организации биосферы, проанализировано значение ее зонально-функциональных типов для сравнительной оценки уязвимости территорий к изменениям климата. Показано, что представляющие их современные ландшафты, различающиеся по потенциалу тепло- и влагообмена, являются важной частью климатической системы Земли. Проанализированы результаты обработки тепловых инфракрасных снимков для сравнительной оценки гомеостатической функции лесных ландшафтов – важнейших регуляторов теплового баланса земной поверхности. Показана возможность использования приповерхностных температур, полученных по результатам обработки тепловых инфракрасных снимков, для идентификации ландшафтов с разными типами экологических функций в условиях бореальной криолитозоны. Обосновано индикационное значение потоков явного тепла, усиливающих потепление климата из-за продолжающейся абиотизации суши в форме прогрессирующего обезлесения, опустынивания и воздействия техногенной инфраструктуры. Обсуждаются масштабы атмосферно-экологического влияния опустыненных земель на соседние территории в условиях изменения атмосферной циркуляции. Сформулированы концептуальные основы адаптации к изменениям климата, заключающиеся в реализации мероприятий по озеленению и обводнению ландшафтов суши, восстановлению наземной фитомассы и экологической оптимизации земельного фонда стран и территорий на основе максимального учета природной структуры зональных ландшафтов.

1. Ананичева М.Д., Литвиненко Т.В., Филиппова В.В. Изменение климата в Республике Саха (Якутия) и его влияние на население: инструментальные измерения и наблюдения местных жителей // Географическая среда и живые системы. 2021. № 3. С. 6–21. https://doi.org/10.18384/2712-7621-2021-3-6-21

2. Богданова Э.Ю. Оценка воздействия на окружающую среду и принцип предосторожности: международно-правовые аспекты // Право и управление. XXI век. 2016. № 2 (39). С. 28–33.

3. Борисов Б.З., Фёдоров П.П., Чикидов И.И., Десяткин А.Р. Выделение многолетнемерзлых пород в зоне их островного распространения по тепловым каналам спутниковых снимков Landsat-7 ETM+ // Успехи современного естествознания. 2017. № 5. С. 78–82.

4. Будыко М.И. Глобальная экология. М.: Мысль, 1977. 327 с. Высоцкая А.А., Медведков А.А. Климатогенное “позеленение” курумовых ландшафтов в долине нижнего течения реки Подкаменная Тунгуска // ИнтерКарто.ИнтерГИС. 2022. Т. 28. № 1. С. 305–313. https://doi.org/10.35595/2414-9179-2022-1-28-305-313

5. Галенко Э.П. Формирование теплового режима почв хвойных экосистем бореальной зоны в зависимости от лесообразующей породы и типа леса // Изв. Коми научного центра УрО РАН. 2013. Вып. 1 (13). С. 32–37.

6. Галенко Э.П. Энергетические факторы продуктивности хвойных лесов северной тайги // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1976. № 4. С. 84–89.

7. Гиляров А.М. Неотвратимые угрозы биологическому разнообразию // Природа. 2011. № 9 (1153). С. 3–12.

8. Головин М.С., Кудрявцева О.В. Государственная политика по развитию отрасли транспортного биотоплива в Европейском Союзе // Государственное управление. Электронный вестн. 2020. Т. 78. С. 72–90. https://doi.org/10.24411/2070-1381-2020-10034

9. Горшков С.П. Концептуальные основы геоэкологии. М.: Желдориздат, 2001. 592 с.

10. Горшков С.П. Организованность биосферы и устойчивое развитие // Жизнь Земли. 2015. Т. 37. С. 62–84.

11. Горшков С.П. Учение о биосфере. Введение. М.: Географический фак-тет МГУ, 2007. 118 с.

12. Горшков С.П., Ванденберг Дж., Алексеев Б.А., Мочалова О.И., Тишкова М.А. Климат, мерзлота и ландшафты Среднеенисейского региона. М.: МГУ, 2003. 90 с.

13. Елагин И.Н. Времена года в лесах России. Новосибирск, 1994. 271 с.

14. Жукова С.А. Оценка влияние обводненности горных пород на проявление техногенной сейсмичности при отработке месторождений Хибинского массива. Автореф. дис. … канд. техн. наук / Горный институт КНЦ РАН. Апатиты, 2016. 24 с.

15. Золотокрылин А.Н. Климатическое опустынивание. М.: Наука, 2003. 246 с.

16. Исаченко А.Г. Введение в экологическую географию. СПб.: СПбГУ, 2003. 192 с.

17. Кайе А., Трикар Ж. Проблема классификации геоморфологических явлений // Вопросы климатической и структурной геоморфологии. М.: Изд-во иностранной литературы, 1959. С. 32–66.

18. Кондратьев К.Я. Неопределенности данных наблюдений и численного моделирования климата: Всемирная конф. по изменению климата. Труды конференции. М., 2004. С. 196–215.

19. Котляков В.М. Избранные сочинения. Кн. 3. География в меняющемся мире. М.: Наука, 2001. 411 с.

20. Кренке А.Н., Золотокрылин А.Н. Роль растительного покрова в формировании климата // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1984. № 11. С. 1081–1088.

21. Макеев В.М., Клоков К.Б., Колпащиков Л.А., Михайлов В.В. Северный олень в условиях меняющегося климата. СПб.: ГПА, 2014. 244 с.

22. Медведков А.А. Геоэкологические факторы жизнестойкости арктических городов в криолитозоне: теоретические подходы к изучению // Изв. РАН. Сер. геогр. 2021. Т. 85. № 5. С. 726–739. https://doi.org/10.31857/S2587556621050071

23. Медведков А.А. Картографирование криогенных ландшафтов на основе анализа тепловых снимков // ИнтерКарто/ИнтерГИС. 2016. Т. 22. № 1. С. 380–384. https://doi.org/10.24057/2414-9179-2016-1-22-380-384

24. Медведков А.А. Климатогенная динамика ландшафтов сибирской тайги в бассейне Среднего Енисея // География и природные ресурсы. 2018. № 4. С. 122–129. https://doi.org/10.21782/GIPR0206-1619-2018-4(122-129)

25. Медведков А.А. Среднетаежные геосистемы Приенисейской Сибири в условиях меняющегося климата. М.: МАКС Пресс, 2016. 144 с.

26. Медведков А.А., Высоцкая А.А., Гинзбург А.П., Козлов С.М. Итоговый отчет по проекту Рос. науч. фонда № 21-77-00048 “Эколого-географические последствия и риски климатических изменений для жизнеобеспечения кетского этноса – таежных рыболовов и собирателей”. 2023. 31 с. (карточка проекта https://rscf.ru/project/21-77-00048/) (дата обращения 05.08.2024).

27. Медведков А.А., Котова М.В. Противопожарный потенциал лесов водоохранной зоны озера Байкал (на примере территории Байкало-Ленского заповедника) // Изв. РАН. Сер. геогр. 2020. Т. 84. № 5. С. 764–775. https://doi.org/10.31857/S2587556620050118

28. Минин А.А. Некоторые аспекты взаимосвязей наземных экосистем с изменяющимся климатом // Успехи современной биологии. 2011. Т. 131. № 4. С. 407–415.

29. Мягков М.С. Влияние мегаполиса Москва на величину испарения // Метеорология и гидрология. 2005. № 3. С. 78–84.

30. Носкова Н.Е., Романова Л.И. Влияние климатических изменений на структурно-функциональные свойства мужских генеративных органов сибирских видов хвойных // Хвойные бореальной зоны. 2015. Т. 33. № 1–2. С. 38–42.

31. Павлов Д.С., Стриганова Б.Р., Букварёва Е.Н. Экологоцентрическая концепция природопользования // Вестн. РАН. 2010. Т. 80. № 2. С. 131–140.

32. Попова О.Г., Попов М.Г., Аракелян Ф.О., Недядько В.В. Изучение геодинамики геологической среды в Мурманской области Кольского полуострова с помощью сейсмо-экологического мониторинга / Сергеевские чтения. Геоэкологическая безопасность разработки месторождений полезных ископаемых. М.: РУДН, 2017. С. 549–554.

33. Попова О.Г., Попов М.Г., Аракелян Ф.О., Недядько В.В., Васютинская С.Д. Основные результаты по локальному сейсмо-экологическому мониторингу в разных регионах Российской Федерации // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2016. № 6. С. 483–496.

34. Пустыневедение как отрасль географической науки // Почвы, биогеохимические циклы и биосфера. М.: КМК, 2004. С. 226–238.

35. Титкова Т.Б., Виноградова В.В. Изменения климата в переходных природных зонах севера России и их проявление в спектральных характеристиках ландшафтов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 5. С. 310–323. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2019-16-5-310-323

36. Харук В.И., Двинская М.Л., Им С.Т. Лесные пожары в Эвенкии // Природа. 2008. № 8 (1116). С. 42–47. ACIA, Impacts of a Warming Arctic: Arctic Climate Impact Assessment. ACIA Overview report. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2004. 140 p. https://www.amap.no/documents/doc/impacts-of-a-warming-arctic-2004/786 (дата обращения 15.03.2024).

37. Artaxo P., Hansson H.C., Machado L.A.T., Rizzo L.V. Tropical forests are crucial in regulating the climate on Earth // PLOS Climate. 2022. Vol. 1 № 8. Art. e0000054. https://doi.org/10.1371/journal.pclm.0000054

38. Bonan G.B. Forests and climate change: forcings, feedbacks, and the climate benefits of forests // Science. 2008. Vol. 320. № 5882. P. 1444–1449. https://doi.org/10.1126/science.1155121

39. Darras K.F.A., Corre M.D., Formaglio G., et al. Reducing fertilizer and avoiding herbicides in oil palm plantations-ecological and economic valuations // Frontiers in Forests and Global Change. 2019. Vol. 2. Art. e65. https://doi.org/10.3389/ffgc.2019.00065

40. Duarte M., Acácio da Silva T., Paixão de Sousa J., Lemos de Castro A., Lourenço R. Fuzzy inference system for mapping forest fire susceptibility in Northern Rondônia, Brazil // Geography, Environment, Sustainability. 2024. Vol. 17. № 1. P. 83–94. https://doi.org/10.24057/2071-9388-2023-2910

41. Fargione J., Hill J., Tilman D., Polasky S., Hawthorne P. Land clearing and the biofuel carbon debt // Science. 2008. Vol. 319. P. 1235–1238.

42. Flach R., Abrahão G., Bryant B., Scarabello M., Soterroni A.C., Ramos F.M., Valin H., Obersteiner M., Cohn A.S. Conserving the Cerrado and Amazon biomes of Brazil protects the soy economy from damaging warming // World Development. 2021. Vol. 146. Art. e105582. https://doi.org/10.1016/j.worlddev.2021.105582

43. Ge Y., Abuduwaili J., Ma L., Liu D. Temporal variability and potential diffusion characteristics of dust aerosol originating from the Aral Sea basin, Central Asia // Water, Air, and Soil Pollution. 2016. Vol. 227. № 2. Art. e63. https://doi.org/10.1007/s11270-016-2758-6

44. Hofmann G.S., Cardoso M.F., Alves R.J.V., Weber E.J., Barbosa A.A., Toledo P.M., Pontual F.B., Salles L.O., Hasenack H., Cordeiro J.L.P., Aquino F.E., Oliveira L.F.B. The Brazilian Cerrado is becoming hotter and drier // Global Change Biology. 2021. Vol. 27. № 17. P. 4060–4073. https://doi.org/10.1111/gcb.15712

45. IPCC, 2020. Climate Change and Land: An IPCC Special Report on Climate Change, Desertification, Land Degradation, Sustainable Land Management, Food Security, and Greenhouse Gas Fluxes in Terrestrial Ecosystems. Summary for Policymakers / P.R. Shukla, J. Skea, E. Calvo Buendia, et al. (Eds.). 41 p.

46. IPCC Sixth Assessment Report Impacts, Adaptation and Vulnerability, 2022: Chapter 7: The Earth’s energy budget, climate feedbacks, and climate sensitivity (https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg2/) (дата обращения 01.03.2024).

47. Kharuk V.I., Shushpanov A.S., Im S.T. Climatogenic dynamics of solifluction in the permafrost zone of Central Siberia // J. of Siberian Federal Univ. Engineering & Technologies. 2015. Vol. 8. № 6. P. 744–754. https://doi.org/10.17516/1999-494X-2015-8–6-744-754

48. Khojasteh D., Haghani M., Shamsipour A., Zwack C.C., Glamore W., Nicholls R.J., England M.H. Climate change science is evolving toward adaptation and mitigation solutions // WIREs Climate Change. 2024. Art. e884. https://doi.org/10.1002/wcc.884

49. Lawrence D., Vandecar K. Effects of tropical deforestation on climate and agriculture // Nature Climate Change. 2015. Vol. 5. P. 27–36. https://doi.org/10.1038/nclimate2430

50. Marshall G.J., Vignols R.M., Rees W.G. Climate change in the Kola Peninsula, Arctic Russia, during the last 50 years from meteorological observations // J. of Climate. 2016. Vol. 29. № 18. P. 6823–6839. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-16-0179.1

51. Medvedkov A.A. Geoenvironmental Response of the Yenisei Siberia Mid-Taiga Landscapes to Global Warming during Late XX – Early XXI Centuries //Water Res. 2015. Vol. 42. № 7. P. 922–931. https://doi.org/10.1134/S0097807815070076

52. Medvedkov A.A. Response of middle-taiga permafrost landscapes of Central Siberia to global warming in the late 20th and early 21st centuries. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2016. Vol. 48. Art. e012009. https://doi.org/10.1088/1755-1315/48/1/012009

53. Medvedkov A.A. The Kets ethnos and its “feeding landscape”: ecological-geographical and socioecological problems under globalization and changing climate // Geography, Environment, Sustainability. 2013. Vol. 6. № 3. P. 108–118. https://doi.org/10.24057/2071-9388-2013-6-3-108-118

54. Medvedkov A.A., Vysotskaya A.A., Olchev A.A. Detection of geocryological conditions in boreal landscapes of the southern cryolithozone using thermal infrared remote sensing data: А case study of the northern part of the Yenisei Ridge // Remote Sens. 2023. Vol. 15. № 2. Art. e291. https://doi.org/10.3390/rs15020291

55. Millennium Ecosystem Assessment, 2005. https://www.millenniumassessment.org/en/Reports.html# (дата обращения 01.03.2024).

56. Munang R., Thiaw I., Alverson K., Liu J., Han Z. The role of ecosystem services in climate change adaptation and disaster risk reduction // Current Opinion in Environ. Sustainability. 2013. Vol. 5. № 1. P. 47–52. https://doi.org/10.1016/j.cosust.2013.02.002

57. Song X.P., Hansen M.C., Potapov P., Adusei B., Pickering J., Adami M., et al. Massive soybean expansion in South America since 2000 and implications for conservation // Nature Sustainability. 2021. Vol. 4. № 9. P. 784–792. https://doi.org/10.1038/s41893-021-00729-z

58. Vijay V., Pimm S.L., Jenkins C.N., Smith S.J. The impacts of oil palm on recent deforestation and biodiversity // PLOS ONE. 2016. Vol. 11. № 7. Art. e0159668. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0159668

59. Wu M., Schurgers G., Rummukainen M., Smith B., Samuelsson P., Jansson C., Siltberg J., May W. Vegetation–climate feedbacks modulate rainfall patterns in Africa under future climate change // Earth System Dynamics. 2016. Vol 7. № 3. P. 627–647. https://doi.org/10.5194/esd-7-627-2016