53 процента площади экосистем, существование которые зависит от доступа к грунтовым водам, приходится на зоны, где эти воды истощаются. При этом только пятая часть таких экосистем находится под охраной или устойчивым управлением со стороны государства, а прочие не наделены таким статусом, и в регионах вроде Сахеля попадают на зоны военных конфликтов и продовольственной нестабильности. К таким выводам пришли ученые, составив первую карту этих экосистем с высоким разрешением. Результаты их исследования опубликованы в журнале Nature.
Примерно 40 процентов суши приходится на засушливые районы, в которых затруднен доступ к пресной воде. На таких территориях проживает около двух миллиардов человек, и в своем хозяйстве они полагаются преимущественно на грунтовые воды, уровень которых постоянно снижается, и до них становится сложнее добраться и людям, и экосистемам. Такие экосистемы, зависимые от грунтовых вод, нуждаются в охране и мониторинге — их сохранение позволяет укреплять берега рек, улучшать качество поверхностных вод и бороться с наводнениями. При этом их распространение в мире и точные размеры до сих пор не известны.
Ученые под руководством Мелиссы Роде (Melissa Rohde) из Университета штата Нью-Йорк составили наиболее детализированную (разрешение 30 метров) мировую карту экосистем, существование которых зависит от доступности грунтовых вод. Для создания модели они использовали 11 переменных-предикторов, включая различные водные и вегетационные индексы, аномалии температур поверхности и отношение эвапотранспирации (суммарного испарения с поверхности почвы и растительного покрова) к осадкам.
Оказалось, что такие экосистемы присутствуют на 36 процентах засушливых земель и покрывают 8,34 миллиона квадратных километров суши. На них приходится несколько важных очагов биоразнообразия — Мезоамерика, тропические Анды, Калифорнийская флористическая провинция и некоторые другие. Только 21 процент территории этих экосистем (1,76 миллиона квадратных километров) имеют какую-то степень защиты со стороны государства, то есть приходятся на особо охраняемые природные территории или юрисдикции с устойчивой политикой в области управления грунтовыми водами. А вот, например, в Сахеле они тесно пересекаются с зонами военных конфликтов и продовольственной нестабильности.
Точность своей модели авторы оценили в 81 процент, а наиболее важными предикторами экосистем, зависящих от грунтовых вод, назвали отношение испарения к осадкам и температуру поверхности земли. Они отметили, что 53 процента (3,81 миллиона квадратных километров) площади таких экосистем приходится на зоны с тенденцией к истощению грунтовых вод. Наибольшие доли экосистем в зоне риска приходятся на Европу (90 процентов), Азию (75 процентов) и Северную Америку (65 процентов). В Африке и Южной Америке угроза пока выражена не столь сильно. Полученные данные свидетельствуют о том, что зависимые от грунтовых вод экосистемы нуждаются в повсеместной защите.
Помимо того, что грунтовых вод становится все меньше, падает их качество. Недавно ученые дали первую оценку их потепления в глобальном масштабе. Они установили, что с 2000 по 2020 годы их температура выросла в среднем на 0,3 градуса Цельсия. Даже при существенных ограничениях антропогенных выбросов парниковых газов к концу века до 188 миллионов человек будет проживать в зонах, где температуры грунтовых вод превысят порог, допустимый для питьевой воды.