Можно ожидать, что изменения климата дифференциально изменят успех возобновления и скорость роста гибели разных видов деревьев. Весьма вероятно, что изменения в конкурентоспособности различных таксонов приведут к изменению состава леса. Изменение условий увлажнения может повлиять на вероятность пожаров и скорость их распространения. Более теплые зимы могут привести к уменьшению смертности зимующих насекомых-паразитов и увеличить вероятность, а может быть, и интенсивность вспышек их численности.
Величина этих эффектов в некоторых случаях может быть очень значительна даже при относительно небольших изменениях климата. Более того, они, вероятно, будут настолько специфичны, что их будет трудно обобщать для всех лесов. Например, потепление в одном в одном регионе может вызвать рост продуктивности леса с преобладанием коммерчески ценных пород деревьев, в то время как аналогичное потепление в другом регионе может привести к увеличению повторяемости пожаров и сокращению соответствующих площадей.
Немедленная ожидаемая реакция при росте концентрации СО2 включает изменения продуктивности лесов. Например, можно ожидать, что при потеплении продуктивность незначительно увеличится в лесах, лимитированных по питательным веществам. Тем не менее для многих типов лесов существует положительная связь между температурой и общей продуктивностью. Если воды и питательных веществ достаточно, можно ожидать, что глобальное потепление в общем повысит продуктивность леса. Однако, поскольку большинство лесов в той или иной степени лимитировано недостатком воды и питательных веществ, это обобщение следует принимать с осторожностью [9].
3.1.3 Изменения экосистем
Охрана природы. Многие национальные парки и заповедники служат местом обитания редких и вымирающих видов животных и растений. Эти парки занимают сравнительно небольшие площади. Если изменения окружающих среды сделают эти местообитания неблагоприятными, неизвестно, удастся ли найти им адекватную замену или переместить соответствующие виды в другое место. Риск широкомасштабного исчезновения редких видов, особенно с локальным распространением, вследствие изменения климата может быть весьма велик.
Экологические процессы. При изменении климата может измениться ход и распространенность многих экологических процессов в естественных системах. Хотя предсказание соответствующих изменений связано с большой неопределенностью, уже сейчас очевидно, что их потенциальное воздействие весьма велико.
Гидрология. Климатические изменения могут изменить характеристики гидрологического цикла региональных экосистем, особенно лесов. Уменьшение транспирации за счет прямого влияния увеличения концентрации СО2 на растительность может, например, увеличить сток и усилить эффект увеличения количества осадков. Изменение речного стока и паводков может сильно повлиять как на сами реки, так и на прилегающие к ним экосистемы, а также на различные виды деятельности человека, зависящие от качества и количества воды [3].
3.1.4 Воздействия изменений климата на урожайность и производство зерновых культур
Для центральных частей североамериканских и европейских зерновых районов наиболее вероятным эффектом быстрого повыше6ния средних температур будет уменьшение урожаев зерна. При повышении температуры на 2оС урожайность зерновых может уменьшиться, по грубым подсчетам, на 3-17 %.
Отрицательное воздействие повышения температуры на урожайность на урожайность зерновых заключается в увеличение эвапотранспирации, ускорении развития растений и сокращении периода формирования урожая.
Увеличение количества осадков сглаживает воздействие потепления на урожайность зерновых, тогда как уменьшение количества осадков усиливает воздействие потепления.
На всех широтах вероятность самых неблагоприятных воздействий изменения климата на сельскохозяйственные культуры наиболее велика на окраинах зерновых районов.
Изменения климата влияют на вредителей сельскохозяйственных растений и болезни, которые являются причиной значительных потерь урожаев зерновых [3].
3.2 Перспективы на будущее
Существуют проекты по насыщению земных океанов углекислотой из атмосферы, закачке ее в нефтяные скважины, угольные карьеры или обширные подземные озера. Это называется «секвестированием» содержание углекислого газа в атмосфере и представляет по сути совокупность методов связывания и удаления диоксида углерода из атмосферы вместо поисков путей сокращения его выбросов.
В последнее время интерес ученых и функционеров от экологии к улавливанию и связыванию диоксида углерода возрос.
Развивающиеся страны стоят перед дилеммой - они не могут тратить огромные средства на экологически безопасные технологии производства энергии, и вместе с тем мировое сообщество оказывает на них давление в целях предотвращения увеличения выбросов парниковых газов.
Технологии же «углеродного секвестирования» могут быть в этом случае точкой компромисса. При этом никто, конечно, не отказывается и от более привычных методик сокращения выбросов диоксида углерода. На первом месте стоит банальная экономия энергии: чем меньше энергии необходимо затратить, тем меньше горючего придется сжечь для ее производства и тем меньше количества углекислоты попадает в атмосферу.
Некоторые наиболее краткосрочные (по срокам внедрения) технологии связывания углекислоты могут даже не только не требовать затрат, но и приносить прибыль, помогая в производстве полезных продуктов.
Некоторые технологии, находящиеся в разработке в настоящий момент:
Нефтяные месторождения.
Нагнетание углекислого газа в нефтяные месторождения могло бы помочь в добыче нефти. Создавая давление в пористых породах, где залегают нефтяные озера, углекислота «выдавливала» бы нефть к добывающим скважинам. Этот метод уже используется в настоящее время на многих нефтяных месторождениях. Однако сейчас нефтяники больше упирают на добычу нефти, а не на захоронение углекислоты. Для целей «углеродного секвестирования» потребуется поменять акценты.
Угольные карьеры.
Неплохим местом для «складирования» углекислоты являются месторождения угля, слишком глубокие для экономически эффективной разработки. Однако они могут служить неплохим источником природного газа - молекулы метана сорбированы на поверхности угля. Накачивая в такие глубокие шахты углекислоту, можно вызвать десорбцию метана и, таким образом, получать природный газ из заброшенных месторождений угля. Эта идея считается очень перспективной и находится в разработке.
Почва
Естественными «насосами», откачивающими углекислоту, являются растения. Их надземные части поглощают углекислоту, связывают ее в органические вещества и транспортируют полученные продукты а корневую систему, где они складируются. Возобновляя вырубаемые леса, человечество не только будет способствовать снижению концентрации углекислоты в атмосфере, но и решению целого комплекса прочих экологических проблем.
Естественные хранилища
В Северном море, у берегов Норвегии, на шельфовых месторождения природного газа с 1996 года работает процесс по захоронению попутно извлекаемого углекислого газа. Вместо сброса в атмосферу, газ под давлением закачивается в слои пористого песчаника на глубину около 1 км ниже океанского дна.
Для наземных месторождений возможен аналогичный выход – закачка углекислоты в водные слои, на глубину примерно одного километра. Эта вода бесполезна в качестве питьевой. Такие глубинные слои, как правило, располагаются под скалистыми слоями, препятствующими выделению газа на поверхность. То, что в природе существуют природные «хранилища» углекислоты и то, что эти хранилища остались непотревоженными в течение многих тысячелетий – неплохое подтверждение практической осуществимости этого метода и одновременно гарантия того, что однажды заключенный в подскальные воды газ никогда больше не выберется на поверхность.
Возможность захоронения углекислоты в океане - самый спорный момент в технологиях углеродного секвестирования. Один из возможных подходов к связыванию углекислоты водой выглядит так – жидкий газ закачивают по трубам на глубину около 1100 м. В зависимости от глубины закачки, возможны два варианта. В первом (неглубокая закачка) жидкая углекислота остается жидкой и растворяется в океане. Во втором случае, при более глубоком введении, жидкая углекислота в результате реакции с водой жидкая углекислота образует подобные льду куски, которые опустятся на дно океана и пролежат там весьма длительное время, так как скорость растворения газа на больших глубинах будет весьма низкой.
Потенциал мирового океана как хранилища углекислоты огромен. Начиная с 1700-х годов, содержание диоксида углерода в атмосфере возросло примерно на 30%. Но даже если бы концентрация за это время удвоилась, содержание газа в океане увеличилось бы всего на 2%.
Однако никто точно не представляет себе, как складирование углекислоты в океане отразится на морских экосистемах. Большинство ученых, хотя и признают огромный потенциал этой идеи, считают риск очень большим. Дело в том, что растворение углекислоты в воде повышает ее кислотность - изменяет кислотно-щелочной баланс. И как скажется глобальное подкисление океана на живущих в нем организмах, пока никто точно предсказать не может.
Если масштабные сбросы углекислоты в океан станут реальностью, надо учитывать, что примерно пятая часть газа вернется обратно в атмосферу. Однако, по подсчетам ученых, на это уйдет от нескольких сотен до тысячи лет. Несомненно, за такое время человечество откажется от использования ископаемых топлив, таких как уголь, нефть, природный газ и связанных с ними парниковых проблем. Скорее даже, не «откажется», а просто исчерпает все доступные месторождения [10].