Введение

Воздействие изменения климата на сельское хозяйство, лесное хозяйство и экосистемы

Цель настоящего обзора – дать оценку потенциальных воздействий изменения климата на вредные для растений организмы и, как следствие, на здоровье растений. Вредный для растений организм, далее именуемый «вредный организм», – это любой вид, разновидность или биотип растений, животных или патогенных агентов, вредный для растений или растительных продуктов, в соответствии с определением, приведенным в Международном стандарте по фитосанитарным мерам (МСФМ 5), который был утвержден Комиссией по фитосанитарным мерам Международной конвенции по карантину и защите растений (МККЗР).

Изменение климата определяется как увеличение совокупных температур воздуха у поверхности земли и температур поверхности моря, усредненных по всему миру за 30-летний период. Потепление выражается по отношению к периоду 1850-1900 гг., используемому для определения приближенного значения доиндустриальных температур. Тенденция потепления с доиндустриальных уровней по сравнению с десятилетием 2006-2015 гг. оценивается в 0,87 °C. С 2000 года оценочный уровень вызванного антропогенными факторами потепления соответствует уровню наблюдаемого потепления в пределах ±20 процентов с учетом неопределенности, связанной с солнечной и вулканической активностями в течение исторического периода (IPCC, 2018). Климатические модели демонстрируют устойчивые различия в характеристиках регионального климата между сегодняшним днем и условиями при глобальном потеплении на 1,5 °C, а также между потеплением на 1,5 и 2,0 °C. Эти различия заключаются в увеличении следующих показателей: средней температуры в большинстве регионов суши и океана, экстремально жаркой погоды в большинстве населенных районов, сильных атмосферных осадков в ряде регионов, а также вероятности засухи и нехватки атмосферных осадков в некоторых регионах (IPCC, 2018).

Изменение климата по-прежнему создает проблемы для жизни и обеспечения средствами к существованию по всему миру (Altizer et al., 2013; IPCC, 2018). Наблюдаемые изменения включают в себя увеличение глобальных температур над сушей и океаном (рис. 1), потерю ледяных щитов и снежного покрова, повышение уровня моря, усиление закисления океана, более частые экстремумы тепла, более вариабельный характер распределения осадков и учащение случаев выпадения обильных осадков и засух (рис. 2). Эти изменения объясняются увеличением антропогенных выбросов парниковых газов с доиндустриального периода из-за интенсификации сельскохозяйственной и промышленной деятельности, сжигания ископаемых видов топлива и изменений в землепользовании (рис. 3 и 4). Химический анализ льда и осадочных пород показывает, что концентрации углекислого газа (CO2), метана (CH4) и закиси азота (N2O) в атмосфере выросли до уровней, являющихся беспрецедентными, по меньшей мере, за последние 800 000 лет.

Рисунок 1

Источник: IPCC (2013).

Следующее оригинальное полное описание рис. 1 опубликовано в IPCC (2013):

Рисунок РП.8. Карты средних значений, полученных по моделям ПССМ5 в рамках сценариев РТК2.6 и РТК8.5 для 2081–2100 гг., (а) среднегодового изменения приземной температуры; (b) среднего процента изменений среднегодового количества осадков; (с) площади морского льда в сентябре в Северном полушарии и (d) изменения рН на поверхности океана. Изменения в частях «а», «b» и «d» показаны по сравнению с 1986–2005 гг. Количество моделей ПССМ5, использованных для расчета среднего по модельному ансамблю значения, указано в верхнем правом углу каждой части. В частях «а» и «b» штриховкой показаны регионы, для которых среднее модельное значение мало по сравнению с естественной внутренней изменчивостью (т. е. менее одного стандартного отклонения естественной внутренней изменчивости 20-летних средних). Точечной штриховкой обозначены регионы, в которых среднее модельное значение велико по сравнению с естественной внутренней изменчивостью (т. е. более двух стандартных отклонений естественной внутренней изменчивости 20-летних средних) и по которым среди 90 % моделей есть согласие в отношении знака изменений (см. вставку 12.1). В части «с» линии представляют полученные по моделям средние значения за 1986–2005 гг.; закрашенные области относятся к концу столетия. Среднее значение по ансамблю моделей ПССМ5 показано белым цветом, а голубым цветом показана прогнозируемая средняя площадь морского льда по подгруппе моделей (количество моделей приводится в скобках), наиболее точно воспроизводящих среднее климатическое состояние и тренд площади морского льда в Арктике в 1979–2012 гг. Дополнительную техническую информацию см. в дополнительном материале к Техническому резюме. {Рисунки 6.28, 12.11, 12.22 и 12.29; рисунки ТР.15, ТР.16, ТР.17 и ТР.20}

Больше информации можно найти в оригинальном источнике (IPCC, 2013). Публикуется с любезного разрешения Межправительственной группы экспертов по изменению климата.

Рисунок 2

Источник: IPCC (2013).

Следующее оригинальное полное описание рис. 2 опубликовано в IPCC (2013):

Рисунок РП.2. Карты наблюдаемого изменения количества осадков с 1901 по 2010 гг. и с 1951 по 2010 гг. (тренды ежегодного аккумулирования, рассчитанные с использованием тех же критериев, что и на рисунке РП.1) по одному массиву данных. Более подробную техническую информацию см. в дополнительном материале к Техническому резюме. {TFE.1 ТР, рисунок 2; рисунок 2.29}

Больше информации можно найти в оригинальном источнике (IPCC, 2013). Публикуется с любезного разрешения Межправительственной группы экспертов по изменению климата.

Рисунок 3

Источник: IPCC (2013).

Следующее оригинальное полное описание рис. 3 опубликовано в IPCC (2013):

Рисунок РП.10. Повышение средней глобальной приземной температуры как функция совокупных глобальных выбросов СО2, полученных по различным данным. Результаты, полученные по многим моделям класса «климат-углеродный цикл» для каждого сценария РТК до 2100 г., показаны цветными линиями и средними десятилетними значениями (точки). Некоторые десятилетние средние помечены для ясности (например, 2050 означает десятилетие 2040–2049 гг.). Результаты, полученные на модели за исторический период (1860–2010 гг.), показаны черным цветом. Цветной шлейф иллюстрирует межмодельный разброс по четырем сценариям РТК, а его меньшая яркость показывает уменьшение количества моделей в сценарии РТК 8.5. Среднее значение и диапазон, рассчитанные по моделям ПССМ5, с учетом роста СО2 на 1 % в год (расчетный рост СО2 на 1 % в год), показаны тонкой черной линией и серым цветом. Для конкретного объема совокупных выбросов СО2 расчет роста СО2 на 1 % в год дает меньшее потепление, чем в случае с РТК, которые включают дополнительные воздействия иных, нежели СО2, газов. Значения температуры приводятся относительно базового периода 1861–1880 гг., а выбросы – относительно 1870 г. Средние значения по десятилетиям соединяются прямыми линиями. Дополнительную техническую информацию см. в дополнительном материале к Техническому резюме. {Рисунок 12.45; TFE.8 ТР, рисунок 1}

Больше информации можно найти в оригинальном источнике (IPCC, 2013). Публикуется с любезного разрешения Межправительственной группы экспертов по изменению климата.

Рисунок 4

Источник: IPCC (2013).

Следующее оригинальное полное описание рис. 4 опубликовано в IPCC (2013):

Рисунок РП.5. Оценки радиационного воздействия в 2011 г. по сравнению с 1750 г. и агрегированные неопределенности основных факторов изменения климата. Значения показывают глобальное среднее радиационное воздействие (РВ¹⁴) в разбивке по выбрасываемым соединениям или процессам, что дает комбинацию факторов. Наилучшие оценки чистого радиационного воздействия показаны черными ромбами с соответствующими интервалами неопределенности; численные значения приводятся в правой части рисунка, наряду со степенью достоверности чистого воздействия (ВВ – весьма высокая, В – высокая, С – средняя, Н – низкая, ВН – весьма низкая). Воздействие, обусловленное снижением альбедо из-за технического углерода на снегу и льду, включен в «полоску» аэрозолей и технического углерода. Незначительные воздействия от конденсационного следа (0,05 Вт.м^-2, включая порожденные им перистые облака), а также ГФУ, ПФУ и SF6 (в общей сложности 0,03 Вт.м^-2) не показаны. РВ по газам с учетом их концентраций могут быть получены путем суммирования параметров «полосок» одного цвета. Вулканическое воздействие не учитывается, поскольку его эпизодический характер затрудняет сравнение с другими механизмами воздействия. Значения совокупного антропогенного радиационного воздействия предоставляются за три разных года в сопоставлении с 1750 г. Более подробная техническая информация, включая диапазоны неопределенности по отдельным компонентам и процессам, приведена в дополнительном материале к Техническому резюме. {8.5; рисунки 8.14-8.18; рисунки ТР.6 и ТР.7}

Больше информации можно найти в оригинальном источнике (IPCC, 2013). Публикуется с любезного разрешения Межправительственной группы экспертов по изменению климата.

Их воздействие, наряду с воздействием других антропогенных факторов, таких как обезлесение, является основной причиной потепления, наблюдаемого с середины двадцатого века (МГЭИК, 2014a, 2014b, IPCC 2018; Wuebbles and Hayhoe, 2002). Важно отметить, что глобальное изменение климата, особенно глобальное потепление, по всей вероятности, продолжится. По данным Специального доклада МГЭИК по глобальному потеплению, глобальное потепление, вероятно, достигнет увеличения на 1,5 °C¹ в период между 2030 и 2052 годами по сравнению с доиндустриальными уровнями, если сохранятся текущие темпы потепления (IPCC 2018). Риски, связанные с изменением климата, выше в случае глобального потепления на 1,5 °C по сравнению с текущими рисками², однако в случае глобального потепления на 2 °C риски – гораздо серьезнее. Риски зависят от степени и темпов потепления, географического местоположения, уровней регионального и местного развития и уязвимости, а также от проводимых мероприятий по адаптации и смягчению последствий (IPCC, 2018).

Изменение климата уже оказывает влияние на природные и человеческие системы, в том числе оно становится причиной изменения количества и качества воды, и для многих наземных, пресноводных и морских видов – причиной сдвигов в географических ареалах, сезонной активности, характере миграции, численности видов и во взаимодействии с другими видами (МГЭИК, 2014), при этом влияние на урожайность большинства сельскохозяйственных культур носит скорее отрицательный, чем положительный, характер (Porter et al., 2019). Есть основания полагать, что изменение климата влияет на биологические системы на различных уровнях, начиная с генов и заканчивая экосистемами (Garrett et al., 2006; Sutherst et al., 2011). По данным Scheffers et al. (2016), изменение климата, обусловленное антропогенными факторами, негативно сказалось на 82-х процентах 94-х основных различаемых биологами экологических процессов – от генетического разнообразия до функционирования экосистем.

Более того, в двадцать первом веке и в последующий период умножатся уже существующие риски, в частности, нехватка пресной воды, и возникнут новые риски. К будущим последствиям относится возросший риск вымирания. Например, большинство видов растений не может естественным образом менять свой ареал достаточно быстро, чтобы не отставать от скорости изменения климата, а морские организмы столкнутся со снижением концентрации кислорода и с увеличением закисления, к чему они, возможно, не смогут приспособиться. Дальнейшее изменение климата также может представлять угрозу для продовольственной безопасности ввиду воздействия на продовольственные культуры и корма для животных растительного происхождения. Ожидается, что наихудшее воздействие на пшеницу, рис и кукурузу будет иметь место в тропиках и субтропиках, при этом прогнозируется отрицательное воздействие изменения климата на производство в регионах, где температура повысится на 2 °C или более по сравнению с уровнями конца двадцатого века, хотя некоторые отдельные места могут получить преимущества благодаря такому изменению, особенно в более высоких широтах и на большей высоте над уровнем моря. Также пострадают общемировое производство продовольственных и технических культур, защита растений и биозащита растений, которые включают все стратегии оценки рисков, представляемых инфекционными болезнями, карантинными регулируемыми вредными организмами, инвазивными чужеродными видами, живыми модифицированными организмами в естественных и управляемых экосистемах, и управления этими рисками (Gregory et al., 2009; Stack, Fletcher and Gullino, 2013).

Цель настоящего доклада – предоставить информацию о том, (i) что произошло за последние десятилетия; (ii) что, как ожидается, произойдет в предстоящие десятилетия в результате изменения климата; и (iii) что мы можем сделать для смягчения последствий и адаптации к изменению климата на местном, региональном и глобальном уровнях.

Рассмотрение причин изменения климата или предоставление всестороннего обзора всех результатов, опубликованных за последние 30 лет, не входит в рамки настоящего доклада. Вместо этого приводится множество примеров публикаций для дальнейшего подробного изучения.