Ocieplenie klimatu a Park Plejstoceński – eksperyment

Ocieplenie klimatu a tundrostep

Park Plejstoceński to eksperyment, który być może odpowie nam czy możemy spowolnić ocieplenie klimatu.

Sam Park to rezerwat przyrody w północno-wschodniej Jakucji (w Rosji) , w dolnym biegu rzeki Kołymy, 30 kilometrów na południe od wsi Czersk, 150 km na południe od wybrzeża Oceanu Arktycznego. Twórcą i pierwszym kierownikiem naukowym rezerwatu był rosyjski ekolog Siergiej Afanasjewicz Zimow.

Rezerwat jest eksperymentem mającym na celu odtworzenie plejstoceńskiego ekosystemu tundrostepu mamutów, który istniał na dużych obszarach półkuli północnej podczas ostatniego zlodowacenia.

Stepy tundry mamutów były przypuszczalnie dziesięć razy bardziej produktywne niż biota leśno-tundrowa i bagienno-tundrowa, która obecnie istnieje w ich miejscu. W wyniku wyginięcia dużych zwierząt roślinożernych, około 10-12 tys. lat temu (mamuty, nosorożce wełniste, jelenie szlachetne itp.) system uległ degradacji do stanu obecnego.

Ideą Parku Plejstoceńskiego jest wprowadzenie ocalałych gatunków megafauny, w celu odtworzenia gleb i krajobrazów charakterystycznych dla stepów tundry mamuciej, co powinno doprowadzić do odtworzenia wysokoproduktywnej pokrywy trawiastej.

W parku żyją obecnie: konie jakuckie, renifery, łosie, owce, woły piżmowe, jaki, żubry, marale – jelenie szlachetne i bizony.

Od 1997 roku części rezerwatu są otaczane ogrodzeniem obwodowym z żerdzi. Obecna powierzchnia rezerwatu wynosi 144 km² (z czego tylko 20 km² jest ogrodzone)

Tundrostep

Tundrostep (określany również w angielskich kręgach naukowych jako step mamuci albo preria mamucia) to niegdyś rozległy ekosystem (biotop) w polarnych i okołobiegunowych regionach Eurazji i Ameryki Północnej w plejstocenie. Niektóre reliktowe krajobrazy tundrostepowe, takie jak stepy daurijskie zachowały się w Chakasji, Ałtaju, a część tych zbiorowisk roślinnych przetrwała w rosyjskim Zabajkalje i Pribajkalje.

Podczas ostatniego maksimum lodowcowego tundrostep, zwany też stepem mamucim, był największą biosferą na Ziemi.

Tudrostep rozciągał się od terenów dzisiejszej Hiszpanii na wschód przez Eurazję do Kanady (w tym czasie Eurazję i Amerykę Północną łączyła Beringia – droga lądowa w miejscu dzisiejszej Cieśniny Beringa), w poprzek od dzisiejszych wysp arktycznych do Chin. Klimat tego biomu był zimny i suchy.

W szacie roślinnej dominowały wysokoenergetyczne, pastewne gatunki traw oraz zarośla wierzbowe. Przez cały rok stanowiły one niezawodną bazę paszową dla dużej liczby zwierząt megafauny. Głównymi roślinożercami tego okresu były żubry stepowe, konie i mamuty wełniste.

Tundra miała stabilny, charakterystyczny klimat i biosystem przez 100.000 lat. Stopniowo zanikał jako biosfera, gdy następowało ocieplenie klimatu Arktyki. Arktyka stawała się też bardziej wilgotna, działo się to 12 000 do 5 000 lat temu.

Roślinność stepu tundrowego

Główną cechą stepów tundrowych był brak lasów i prawie całkowity brak krzewów na rozległych obszarach. Suchy klimat nie pozwalał na rozwój drzew takich jak sosny, świerki, brzozy i dęby. Kiedy między 15 000 a 11 000 lat temu następowało stopniowe ocieplenie klimatu i wzrosła wilgotność, roślinność stepowa stopniowo zmieniała się, najpierw w krzewy, następnie między 12 900 a 11 700 lat temu w drzewa liściaste, a potem w tajgę. Naukowcy prześledzili zmianę z biosfery stepowej na leśną na podstawie próbek łajna pozostawionych przez mamuty.

W analizie szczątków gleb tundrowego stepu, które zachowały się w osadach w wiecznej zmarzlinie Syberii i Alaski, stwierdzono, że zawartość materii organicznej, a tym samym żyzność gleb tundrowego stepu, była na Syberii i w innych częściach dawnego tundrowego stepu bardzo wysoka w porównaniu z okresem współczesnym. Gleba stanowiła podstawę dla wzrostu wysokokalorycznych traw i rozwoju dużej liczby zwierząt.

Twórca Parku Plejstoceńskiego i jego pomysł

Ekolog Siergiej Zimow, o którym wspominaliśmy na wstępie, postanowił odpowiedzieć na pytanie dlaczego mamuty wyginęły doświadczalnie. Rozwijając projekt Pleistoceńskiego Parku, (obecnie wraz z synem Nikitą), którego celem jest odtworzenie ekosystemu stepowego na północy Jakucji, poprzez wprowadzenie dużych zwierząt kopytnych.

W 2006 roku rozmawiali z nim Aleksander Markow, doktor nauk biologicznych i paleontolog, oraz Olga Orłowa, publicystka “Advanced Science”.

Przyzwyczailiśmy się, że główną działalnością ekologów jest ochrona przyrody, więc zwykle straszą zakazami, wskazując, czego nie należy robić.

Jak zrodził się pomysł stworzenia “Parku Plejstoceńskiego”?

Nikt nie zna prawdziwych przyczyn największego kryzysu ekologicznego w tym rejonie, ale w ciągu zaledwie kilku stuleci najbogatszy ekosystem niemal całkowicie zniknął z powierzchni Ziemi.  Naukowcy od lat spierają się o to, czy to właśnie ocieplenie klimatu i topnienie wiecznej zmarzliny spowodowało zalanie stepów, pozbawiając tym samym faunę mamutów ich siedlisk.

A może to pierwotni myśliwi wytępili duże zwierzęta roślinożerne, które utrzymywały równowagę ekologiczną na stepach. 

Wydaje się, że chęć “udomowienia” natury żyje w ludzkiej krwi. (…) Ale posunęliśmy się za daleko, próbując podporządkować wszystko naszej woli.

Pomyślałem więc jako ekolog: udomówmy ekosystem, bo inaczej nie przetrwamy.

Dla mnie, w tym sensie, wszystko zaczęło się od interesującego pytania “dlaczego mamuty wyginęły ?”

A potem postawiłem pytanie jeszcze inaczej: dlaczego nie miałyby żyć ?

Trawa jest obfita na północy. Dzisiejszy klimat syberyjski jest optymalny dla mamutów.

Wersja, że mamuty nie były w stanie znieść dramatycznych zmian jakie niosło za sobą ocieplenie klimatu, nie wydała mi się przekonująca, gdyż klimat zmieniał się kilkakrotnie na przestrzeni wielu tysięcy lat, a mamuty bezpiecznie przetrwały kilka interglacjałów.

Musiało się więc wydarzyć coś innego. (…) Mówiąc dokładniej, nie mamy dowodów na to, że winni są ludzie, ale wiemy, że ocieplenie klimatu nie.

powyższy fragment wywiadu z 2006 roku za: www.polit.ru

Ocieplenie klimatu – tundrostep to spowolni ?

Obecny dyrektor Parku Plejstoceńskiego, Nikita Zimow, opowiada o niektórych, głównych aspektach prowadzonej pracy naukowej:

Lwia część naszych badań prowadzonych w rejonie Niżniekołymskim jest “skoncentrowana” na cyklu węglowym. W rzeczywistości węgiel jest podstawowym materiałem, z którego powstają wszystkie żywe istoty, rośliny i organizmy.

Temat ten jest obecnie szczególnie interesujący, ponieważ wzrasta ilość dwutlenku węgla i metanu w atmosferze. Jest to konsekwencja działalności człowieka. Ocieplenie klimatu na naszej planecie nie zmienia się w sposób równomierny.

Na niektórych obszarach klimat staje się bardziej suchy, a na innych bardziej wilgotny.W naszym północnym regionie średnia temperatura rośnie dwa razy szybciej niż średnia globalna.

Jak rośliny i ekosystemy reagują na ocieplenie klimatu ?

Dwutlenek węgla jest podstawowym materiałem budulcowym roślin: wdychają go i wydychają, gdy umierają. Węgiel ten może być magazynowany w miarę zmian klimatu lub uwalniany do atmosfery, co jeszcze bardziej przyspieszy ocieplenie klimatu.

Aby odpowiedzieć na te pytania, prowadzone są kompleksowe badania – analizowane są gleby, wody, roślinność i wiele wskaźników.

Ojciec Nikity, naukowiec Siergiej Zimow, założyciel Północno-Wschodniej Stacji Badawczej i pierwszy dyrektor Parku Plejstoceńskiego, znany jest z badań arktycznych.

Ocieplenie klimatu i rezerwuary węgla w wiecznej zmarzlinie

To Zimow, między innymi, jako pierwszy wykazał, że wieczna zmarzlina północnej Syberii jest największym rezerwuarem węgla.

Jeśli wieczna zmarzlina stopnieje, stanie się największym źródłem gazów cieplarnianych w atmosferze. Taka sytuacja przyspieszy ocieplenie klimatu.

Węgiel, który jest przechowywany w wiecznej zmarzlinie, zostanie uwolniony z powrotem do atmosfery, jako dwutlenek węgla (CO₂) lub metan (CH₄).

Trzydzieści lat temu Sergiej Zimow rozpoczął pierwsze eksperymenty mające na celu odtworzenie ekosystemów trawiastych w Arktyce.

Obecna rola Parku Plejtoceńskiego

Teraz zadaniem Parku Plejstoceńskiego jest nie tylko odtworzenie bogactwa północnej przyrody, ale także walka ze skutkami, jakie niesie ocieplenie klimatu.

Powiązanie działań Parku związanych z odbudową tundrostepu z ochroną przez ociepleniem klimatu zachodzi w następujący sposób.

Śnieg jest wydeptywany na pastwiskach zimowych przez zwierzęta zdolne mieszkać w klimacie arktycznym, dzięki czemu gleba i wieczna zmarzlina są głębiej zamarznięte, co chroni wieczną zmarzlinę przed topnieniem, a zmagazynowany w niej węgiel pozostaje nienaruszony.

Odtworzenie tundrostepu – jego fauny i flory długoterminowy i niezwykle ciekawy eksperyment, a także rodzaj walki z wyzwaniami, przed którymi obecnie stoimy, zwłaszcza ociepleniem klimatu.

Jaki to może dać efekt ?

Wcześniej, gdy takie ekosystemy istniały, na terenie współczesnej Syberii, miały one silny efekt chłodzący.

A jeśli uda nam się odtworzyć taki ekosystem, może to przynieść także jego efekt chłodzący.

Ale oczywiście projekt ma swoich krytyków, mimo ewidentnych zalet choćby w kwestii: ocieplenie klimatu.

Niektórzy podnoszą, że istnieje niebezpieczeństwo, że wprowadzenie obcych gatunków może zniszczyć ekosystem tundry. Jednak Zimow, że tundra nie jest ekosystemem. Głupotą byłoby tworzenie pustyni zamiast tundry, ale jeśli powstaniu tam tundrostep, z pewnością poprawi to ekologię i przy okazji też gospodarkę lokalną. Oczywiście trzeba być bardzo ostrożnym, na przykład wypuszczanie małych zwierząt, bez kontroli, byłoby niebezpieczne. Ale w przypadku dużych zwierząt nie ma tego niebezpieczeństwa, można skontrolować ich populację.

Inni krytycy podnoszą kwestię trudności wprowadzenia nowych zwierząt na obszary parku, w tak trudnych warunkach klimatycznych. Na przykład konie jakuckie, mimo że żyją w parku od kilku pokoleń, tolerują -60 °C, ale prawdopodobnie zginęłyby z głodu już podczas pierwszej śnieżnej zimy. Krytycy Ci nie biorą jednak pod uwagę znanych z terenu Rosji przykładów. Od czasów drugiej wojny światowej, żyją na niezamieszkałych wyspach kurylskich, dzikie konie, potomkowie koni pozostawionych tam jeszcze przez wojska japońskie. Pomimo obfitego śniegu (głębszego niż w Jakucji) z potrafią przetrwać zimę bez dokarmiania.

Idea reaktywacji tundrostepu w Rosji

Pomysł reaktywacji tundrostepu, znalazł naśladowców.

Introdukcja (celowe wprowadzenie) wołów piżmowych umożliwiło odtworzenie plejstoceńskiego stepu na chronionym obszarze Uralu Polarnego.

Projekt ochrony stepów orłowskich, na liczącym ponad 16tys ha, wyżynnym terenie byłego poligonu wojskowego. Celem jest ochrona naturalnych stepów, niepoddanych działalności rolniczej i introdukcja tam zwierząt, m.in koni Przewalskiego. Stepy te – ich roślinność będzie można utrzymać tylko, gdy na terenie będzie występowała odpowiednio duża liczba dużych zwierząt żerujących na tych pastwiskach. Z tym wiąże się oczywiście kwestia wspomnianego wcześniej wpływu, jakie mają tudndrostepy na ocieplenie klimatu ( jego spowolnienie).

Artykuł powstał w ramach:

Projekt dofinansowany  ze środków Centrum Polsko-Rosyjskiego Dialogu i Porozumienia w ramach Otwartego Konkursu na Dofinansowanie Zdalnych Przedsięwzięć na rzecz Dialogu i Porozumienia w Stosunkach Polsko-Rosyjskich