Akademie věd a změna klimatu: nové studie a zjištění

Změna klimatu je komplexní problém, kterému se věnuje řada vědeckých institucí po celém světě. I Akademie věd České republiky (AV ČR) se aktivně podílí na výzkumu v této oblasti. V tomto článku se podíváme na několik studií a zjištění, na kterých se AV ČR podílela a které přispívají k lepšímu pochopení dopadů klimatických změn.

Vliv emisí na vlny veder

Nová studie publikovaná v odborném žurnálu Nature přímo spojila dvě stě velkých vln veder od roku 2000 s emisemi z výroby fosilních paliv a cementu. Autoři vycházeli z desítek let dat, která používá mezinárodní panel IPCC, tedy údajů, jimž věří drtivá většina států celého světa. Pracovali pak s metodou takzvané atribuční klimatologie.

Tato metoda nemůže ze své podstaty říct, jestli klimatická změna způsobila nějaký extrémní jev, ale může naznačit, o kolik byl pravděpodobnější nebo ničivější ve světě s klimatickou změnou ve srovnání se světem bez ní. Obor, který se anglicky jmenuje Climate Attribution a česky se někdy označuje jako „přisuzování vlivu klimatu“, se zabývá zkoumáním toho, do jaké míry za konkrétní jev nebo událost může změna klimatu způsobená člověkem.

Vědci například sledují extrémní počasí - vlny veder, sucha, povodně či hurikány - a snaží se zjistit, jestli a jak moc se pravděpodobnost nebo intenzita takové události zvýšila kvůli globálnímu oteplování. Prakticky se to dělá pomocí klimatických modelů a statistiky. Vědci si představí dva „světy“ - jeden s dnešními emisemi a oteplováním a druhý, kde by člověk neovlivňoval atmosféru. Pak porovnávají, jak často by se v každém z těchto světů vyskytla sledovaná událost. Pokud je například vlna veder desetkrát častější v „našem“ světě, pak se dá říct, že změna klimatu významně zvýšila její pravděpodobnost.

Climate Attribution tak pomáhá lépe chápat rizika, informovat veřejnost i politiky a ukázat, že dopady klimatické změny jsou patrné už dnes a nejsou tedy jen věcí vzdálené budoucnosti.

Čtěte také: Článek o aplikované ekologii

Podle zjištění autorů studie k 213 vlnám veder v posledních dvou dekádách zásadně přispěly emise skleníkových plynů od 180 světových výrobců cementu, ropy a plynu. Dle výsledků by až třiapadesát vln veder bylo bez přispění čtrnácti největších znečišťovatelů „prakticky nemožných“. Zplodiny zvyšují jak pravděpodobnost, tak intenzitu extrémních veder.

„Nějakou dobu se tvrdilo, že každý jednotlivý faktor přispívající ke změně klimatu má příliš malý nebo příliš rozptýlený vliv, než aby mohl být spojován s nějakým konkrétním dopadem. A tato nová vědecká studie, stejně jako další studie, ukazuje, že to není pravda,“ řekl agentuře Associated Press Chris Callahan, klimatolog z Indiana University, který se na studii nepodílel.

Výsledky studie nejsou velkým překvapením z hlediska vědy - v podstatě potvrzují to, o čem klimatologové už dlouhou dobu hovoří a na co odkazuje více různých menších výzkumů, jež sledují jednotlivé vlny veder. Podle agentury AFP by ale tento výzkum mohl díky své komplexnosti a množství důkazů podpořit právní snahy o to, aby největší znečišťovatelé světa nesli větší odpovědnost za důsledky svých emisí.

V červenci letošního roku totiž Mezinárodní soudní dvůr rozhodl, že státy, které nezabrání škodám na klimatu, mohou být povinny zaplatit odškodné, a už v květnu německý nejvyšší soud rozhodl, že hlavní producenti emisí mohou nést odpovědnost za dopady na klima. Některé státy USA už také přijaly podobné zákony.

Přestože od roku 2004 byly podány desítky žalob, žádný soud zatím společnosti, které jsou hlavním zdrojem emisí, nepokutoval za způsobení klimatických změn, uvedli autoři studie v doprovodném stanovisku, které vydali společně se samotnou studií také v odborném žurnálu Nature.

Čtěte také: Akademie věd ČR a kvalita ovzduší

„Jako vědec nemohu přiřadit právní odpovědnost za tyto události,“ řekl časopisu Nature hlavní autor studie Yann Quilcaille, klimatolog z Federálního institutu technologie ve Švýcarsku.

Rozšíření hub a klimatické změny

Ačkoliv se houby významně podílejí na fungování ekosystémů, vědci si doposud nebyli zcela jisti, které faktory ovlivňují jejich výskyt a diverzitu. Vědci z Mikrobiologického ústavu AV ČR se snažili porozumět jejich rozšíření v prostředí, a tak shromáždili údaje získané metodami masivního paralelního sekvenování (tzv. high-throughput-sequencing). Sestavili datový soubor, který použili k popisu výskytu hub a jejich vztahu s různými faktory prostředí, jako je klima, půda a vegetace.

Houby jsou eukaryotické mikroorganismy, které hrají základní roli při regulaci klíčových ekosystémových procesů. Kromě toho půdní houby významně přispívají k produkci čisté vody, potravy a vzduchu a k potlačování půdních organismů způsobujících onemocnění rostlin a živočichů. S ohledem na rozsah probíhajících globálních změn je proto velmi důležité určit, jak klima a další faktory životního prostředí ovlivňují rozmanitost a distribuci houbových komunit.

Doposud se jen málo studií zaměřilo na distribuci hub a rozmanitost v celosvětovém měřítku. Zatímco se tyto jednotlivé studie zaměřily na omezený počet biomů nebo užší taxonomické skupiny hub, vědci z Mikrobiologického ústavu AV ČR (MBÚ) provedli komplexní meta-studii publikovaných údajů o složení společenstev půdních hub. Tento přístup jim umožnil znovu analyzovat více datových souborů z různých biogeografických oblastí a biomů, a sestavit tak velký datový soubor distribuce houbových taxonů po celém světě.

Jejich meta-studie je založena na sekvenčních datech z 3084 vzorků půdy, což představuje nejrozsáhlejší existující databázi houbových komunit. „Získané údaje překvapivě ukazují, že maximum diverzity u hub neleží v tropech, jako je tomu u rostlin, ale spíše v chladných oblastech,“ říká Petr Kohout, jeden z autorů studie a pracovník laboratoře environmentální mikrobiologie MBÚ AV ČR.

Čtěte také: Dějiny Ústavu ekologie krajiny

Ukazuje se také, že různé druhy mykorhizních hub, které usnadňují rostlinám získávání minerální živiny z půdy, a na jejichž aktivitě závisí zemědělská a lesnická produkce, se vyskytují obvykle pouze v úzkém rozmezí klimatických podmínek. Jiné skupiny hub včetně patogenních druhů mají k teplotě a množství srážek daleko větší toleranci. Zatímco u 453 nejběžnějších druhů mykorhizních hub je obvyklé rozmezí průměrných ročních teplot, které tolerují, zhruba 5 °C, mezi 160 druhy, které jsou patogenní pro rostliny je to 9 °C. "Bohužel proto hrozí, že se změny klimatu negativně projeví na výskytu prospěšných hub, zatímco ohrožení zemědělsky významných rostlin patogeny může vzrůst," zdůrazňuje Petr Kohout.

Geografické rozšíření a environmentální preference téměř všech hub zůstávají neznámé. Posoudit jejich současný stav a budoucí hrozby jejich existence je proto obtížné.

Změny v Arktické tundře

Klimatická změna rychle proměňuje arktickou tundru, potvrdila rozsáhlá mezinárodní studie, kterou publikoval časopis Nature. Vědci po čtyři desetiletí sledovali více než 2 000 rostlinných společenstev napříč Arktidou a zjistili, že změny nejsou jednotné - zatímco některé oblasti zaznamenaly přírůstek druhů, jiné naopak ztrácely svou biologickou rozmanitost. Mezi výzkumníky, kteří se na projektu podíleli, byl i Petr Macek z Biologického centra Akademie věd ČR.

„Arktida je překvapivě rozmanitá. Ekosystémy tundry mohou na jednom čtverečním metru hostit desítky druhů rostlin,“ uvedla hlavní autorka studie Dr. Mariana García Criado (University of Edinburgh). Studie ukazuje, že biodiverzita se v rychle se oteplující Arktidě může ubírat různými směry. V některých místech se objevují nové druhy, jinde dochází k úbytku biodiverzity. S vyššími teplotami se v tundře objevuje více druhů, ale ne plošně. Arktické prostředí výrazně proměňují keře, avšak nikoliv všude stejným způsobem. Jinými slovy - druhové složení rostlin se sice mění, ale celkově ve společenstvu není vítězů ani poražených.

Hlavními hybateli těchto změn jsou oteplování a konkurence mezi rostlinami. Studie ukazuje, že změny vegetace mohou být včasným varovným signálem hlubších proměn celých ekosystémů. Emeritní profesor Greg Henry (University of British Columbia) k tomu podotýká: „Dlouhodobý výzkum je ve zkoumání Arktidy zásadní - změny v ekosystému začínají u rostlin.“

Výzkum publikovaný v časopise Nature pokrýval sledování 2 174 ploch na 45 stanovištích od Kanadské Arktidy přes Aljašku po Skandinávii po dobu 40 let.

• Více tepla, více druhů: V teplejších oblastech a na jihu Arktidy bývá rostlinná diverzita vyšší. Na každé 2 °C zvýšení teploty připadá v průměru jeden nový druh.
• Keře mění společenstva tundry: V místech, kde se rozšířily keře, často došlo k úbytku druhů, zejména kvůli tomu, že vyšší keře vytlačily menší rostliny.
• Většina lokalit zaznamenala výměnu druhů a proměny společenstev: Teplejší oblasti a místa s výraznějším oteplováním zaznamenaly větší druhovou obměnu.

Role disturbancí v lesích

Zatímco tropické lesy budou podle předpovědi v budoucnu více sužovat požáry a větrné bouře, v severských lesích naopak může oheň a vítr hrát menší roli než dnes, větší vliv však budou mít škůdci a choroby. To je jeden ze závěrů studie vědců a vědkyní z Botanického ústavu AV ČR, kteří vytvořili mapy současných i budoucích příčin narušení lesa.

Lesy jsou neustále narušovány požáry, větrem, škůdci a chorobami či sesuvy půdy. Tato narušení (disturbance) mají zásadní vliv na koloběh uhlíku, druhovou bohatost lesů a zásoby vody. S probíhající klimatickou změnou se navíc mění frekvence výskytu i intenzita různých typů disturbancí.

„Dosud nebylo ve světovém měřítku popsáno, jakou roli hrají jednotlivé typy disturbancí v různých částech světa, poznatky byly spíš útržkovité, založené převážně na krátkodobých pozorováních na malém území. Na základě dat ze všech kontinentů a biomů, která získali studiem výsledků několika set prací publikovaných v minulosti, sestavili vědci mapu rizika jednotlivých typů disturbancí. Zahrnutím klimatických předpovědí pak modelovali jejich budoucí posun v globálním měřítku, ale i na menších úrovních kontinentů a jednotlivých zemí.

Při vytváření map vědci pracovali zejména se záznamy z letokruhů stromů. Ty jsou jediným zdrojem, který poskytuje současně relativně dlouhou délku záznamu (staletí až tisíciletí) a velmi vysoké časoprostorové rozlišení.

Vliv klimatu na germánské společnosti

Společný výzkum vědců z Archeologického ústavu AV ČR, Brno, a CzechGlobe - Ústavu výzkumu globální změny AV ČR ukazuje, jak klimatické podmínky a také vztahy s Římskou říší formovaly v prvních čtyřech stoletích našeho letopočtu vývoj germánských společností, obývajících střední Evropu. Článek, který byl právě publikován v prestižním časopise PLOS ONE, kombinuje novým způsobem data získaná archeologickým výzkumem s poznatky o klimatu ve starověku.

Politika, společnost, klima - vzájemně provázané fenomény, které přispívají k pozitivním změnám, ale jsou i příčinou rozsáhlých krizí. Zejména ke konci 3. Germánské kmeny obývaly během prvních čtyř století našeho letopočtu rozsáhlá území Evropy včetně dnešní Moravy, Rakouska a Slovenska. Nejvyšší nárůst osídlení se obecně odehrál v době převážně příznivých klimatických podmínek tzv. římského klimatického optima během 1. a 2. století.

Studie uvádí, že první výrazný pokles germánského osídlení je patrný během druhé poloviny 2. století. V průběhu následujícího, 3. století se osídlení překrývá s obecně příznivými klimatickými podmínkami a houstne. Později přišel další výkyv - hlavním důvodem tentokrát nebyly války, ale výrazně nepříznivý vývoj klimatu od konce 3. století. Pro většinu germánských sídlišť, která v té době zanikla, se podstatně zhoršily podmínky pro zemědělství. Na přelomu 4. a 5.

„Spolupráce archeologie a environmentálních věd je klíčová pro pochopení dlouhodobých vztahů mezi člověkem a přírodou,“ uvádí Miroslav Trnka. „Naše práce ukazuje, že i předindustriální společnosti reagovaly na klimatické výzvy způsobem, který lze dnes vědecky zkoumat. Tento výzkum představuje významný pokrok ve studiu klimatické odolnosti předindustriálních populací doby římské a přináší cenné poznatky i pro současné globální výzvy.

Tabulka: Přehled studií Akademie věd ČR a změny klimatu

tags: #akademie #ved #zmena #klimatu #studie

Oblíbené příspěvky:

• Česká adaptace Chlastu: Ženský element
• Umělecké stavby Land Art
• Lukov: emise a související služby
• Uhlí Ledvice - aktuální cena
• Více o problémech ryb v Nizozemsku