Нова цифрова карта ділить сушу Землі на 20 суббіомів для клімату

Від класифікації до повної ГІС-карти

Нова карта є картографічним доповненням до схеми класифікації, яку команда під керівництвом фахівця з рослинності Хав’єра Лоїді (Javier Loidi) запропонувала роком раніше. У тій роботі дослідники описали всеосяжну типологію біомів у широкому розумінні — великих комплексів екосистем, визначених поєднанням клімату та рослинності, а не політичними кордонами чи окремими групами організмів.

Класифікація була задумана так, щоб пояснювати загальні закономірності біорізноманіття по всій суші планети, включно з ділянками, які часто ігнорують на глобальних картах рослинності, наприклад, вільні від льоду узбережжя Антарктиди чи високогірні пояси.

Тепер цю концептуальну схему перетворили на набір ГІС-векторних шарів, які можна запитувати, вимірювати та поєднувати з іншими просторовими даними.

Як побудована карта і які формати доступні

Технічно карта складається з полігонів, які автори вручну окреслювали в середовищі з відкритим кодом QGIS. Межі між біотичними одиницями проводили за кліматичними та рослинними критеріями, що зробило процес трудомістким, але контрольованим.

Шари розповсюджуються в архіві, що містить чотири поширені формати: GeoJSON, ESRI shapefile, KML та файл налаштувань шару для QGIS. Система координат — EPSG:4326 (WGS 84), стандартна широта-довгота, яку використовують GPS-пристрої та більшість веб-карт, а кодування символів UTF-8 забезпечує коректне відображення назв одиниць.

Такий набір форматів і проєкції означає, що дані можна безпосередньо завантажувати як у комерційні ГІС-пакети, так і у вільні інструменти на кшталт QGIS чи браузерні платформи на зразок Google Earth.

Ієрархія в атрибутах: від суббіомів до доменів

Кожен полігон на карті має розширену атрибутивну таблицю, яка перетворює простий малюнок на аналітичний інструмент. Для кожного об’єкта вказано унікальний ідентифікатор, коди суббіому, біому, еко зони та домену, а також зрозумілі назви всіх цих рівнів.

Критично важливо, що в таблиці збережено площу кожного полігона в квадратних кілометрах. Її обчислювали в рівноплощинній проєкції World Cylindrical Equal Area (ESRI:54034), яка зберігає реальні співвідношення площ. Звичні меркаторські проєкції сильно спотворюють розміри поблизу полюсів і роблять порівняння площ біомів некоректним.

Оскільки ієрархія зашита в атрибутах, користувач може «згортати» полігони вгору, отримуючи карти на будь-якому з чотирьох рівнів — від двадцяти найдрібніших суббіомів до чотирьох найширших доменів.

Чотири домени і їхній кліматичний сенс

На верхньому рівні виділено чотири домени, названі за кліматичними режимами, що ними керують. Кріократичний домен охоплює холодні кліматичні області з низькими температурами та мерзлотними умовами. Мезократичний домен відповідає помірним кліматам, включно з прохолодними тропічними горами.

Ксерократичний домен об’єднує посушливі регіони, де головним обмежувальним фактором є вода. Термократичний домен охоплює теплі тропічні кліматичні пояси.

Кожен домен поділяється на еко зони, які відображають тонші сезонні ритми вологості та температури, наприклад, помірну омброестивальну еко зону з літніми дощами, помірну аридіестивальну з літньою посухою чи гіперконтинентальну степову еко зону внутрішніх материкових районів. Усередині еко зон виділяють біоми, а в біомах — двадцять суббіомів як найдрібніші одиниці системи.

Які суббіоми та біоми домінують на планеті

Числа показують, як саме розподілена суша між різними типами рослинності. Найбільший суббіом на Землі — тропічні плувісезонні ліси та рідколісся, тобто пояс сезонно сухих тропічних лісів і саванних рідколісь у частинах Південної Америки, Африки, Азії та Австралії. Він займає 21 532 324,6 км², або 16,2% суші.

На другому місці — <strongнизинна бореальна тайга з площею 16 964 468,7 км² (12,7%), а далі йдуть тропічні дощові ліси з 15 042 477 км² (11,3%). Разом лише три суббіоми охоплюють близько 40% суші, що підкреслює, наскільки сильно клімат визначає поширення основних типів рослинності.

Якщо агрегувати дані до рівня біомів, то лідирують тропічні плувісезонні ліси та чагарники — 29 576 514,8 км², або 22,2% суші. На другому місці — біом пустель і напівпустель аридних регіонів з площею 26 046 887,6 км² (19,6%). Він поділений на холодні, помірні та теплі пустельні суббіоми, кожен з яких займає від приблизно 5,5 до 10,4 млн км². Третє місце посідає біом бореальних лісів з 19 716 082,4 км² (14,8%).

На рівні доменів найбільшим виявився термократичний домен теплих кліматів, який займає 33,5% суші. Далі йдуть мезократичний домен з 23,7%, кріократичний з 23,2% і ксерократичний з 19,6%.

Рідкісні одиниці: узбережні ліси, хмарні тропічні гори та тундри

Найменші за площею одиниці мають власні екологічні історії. Суббіом прибережних хвойних лісів, до якого належать помірні дощові ліси тихоокеанського узбережжя Північної Америки, займає лише 207 387,7 км², тобто близько 0,16% суші. Це одна з найменших і найпросторово обмеженіших одиниць на карті.

Суббіом тропічних гірських хмарних лаврових і вічнозелених хвойних лісів, що формується на тропічних горах, де орографічні хмари постійно зволожують рослинність, охоплює 2 316 614 км².

Тундри поділено на три суббіоми за широтою та висотою: полярна тундра (7 918 667 км²), тундри помірних гір у кріоробельті (2 538 587 км²) та тундри тропічних гір (798 811 км²). Такий поділ відображає важливий екологічний висновок: альпійські та полярні холодні кліматичні зони формують подібну рослинність, навіть якщо розташовані на дуже різних широтах.

Навіщо це потрібно для клімату та охорони природи

Автори прямо вказують, що одним із головних застосувань карти є моніторинг зміни клімату. Оскільки біотичні одиниці визначені кліматичними умовами, зміщення їхніх меж у часі може слугувати індикатором того, як потепління перерозподіляє життєві зони планети.

Бореальна тайга та полярна тундра, які разом із гірськими тундрами формують 23,2% кріократичного домену, очікувано будуть особливо динамічними в умовах потепління. Щоб виявити скорочення або зсув цих зон, потрібна чітка базова лінія, і нова карта саме її надає.

Планувальники охоронюваних територій можуть використовувати карту, щоб оцінити, наскільки добре мережі заповідників і національних парків представляють кожен суббіом. Рідкісні одиниці, такі як прибережні хвойні ліси, можуть потребувати непропорційно більшої уваги, ніж це випливає з їхньої малої площі.

Ієрархічний дизайн робить карту гнучкою. Дослідник, який моделює поширення видів, може працювати на рівні суббіомів, щоб врахувати тонкі кліматичні відмінності. Натомість глобальне дослідження вуглецевого балансу може агрегувати дані до рівня доменів, щоб спростити аналіз.

Оскільки набір даних оприлюднений у відкритих форматах із повною документацією атрибутів, він придатний для оцінок біорізноманіття, біогеографічних досліджень, палеоекологічних реконструкцій та освіти. Надаючи послідовний, повний і вільно доступний поділ суші на біотичні одиниці, автори пропонують міжнародній спільноті спільну «географічну мову» для опису екосистем — мову, значення якої лише зростатиме, коли клімат і надалі змінюватиме проведені нею межі.

Нова цифрова карта ділить сушу Землі на 20 суббіомів для клімату з’явилася спочатку на Цікавості.

cikavosti.com