Введение 

Арктика — огромный и уникальный регион, охватывающий восемь стран на двух континентах, самые протяжённые в мире береговые линии, тундровые и лесные экосистемы, ледники и места проживания многочисленных коренных народов. Это регион, в котором происходят быстрые изменения, прежде всего потепление климата, которое, по последним оценкам, происходит в четыре раза быстрее, чем в среднем по миру (Rantanen et al., 2022). Эти изменения и их влияние были в центре внимания нескольких обзоров и отчётов в последние годы (например, AMAP, 2017; Constable et al., 2022). В последнем отчёте МГЭИК делается вывод о том, что происходящие климатические изменения в Арктике требуют быстрого реагирования с целью снижения рисков для социальных и экологических систем (Constable et al., 2022). В этом выпуске Environmental Research Letters собраны десять статей, посвящённых быстрым изменениям в Арктике и тому, как междисциплинарные исследования и коммуникации могут быть использованы для решения некоторых из следующих социально-экологических проблем.

 Быстро меняющаяся Арктика 

Как описано в статьях этого тематического выпуска, быстрое потепление в арктическом регионе приводит к наблюдаемым изменениям морского ледяного покрова, снега, многолетней мерзлоты, характера и времени выпадения осадков (дождь или снег), распределения местообитаний и погодных условий в средних широтах. Ожидается также каскадное воздействие изменений в одной части экосистемы на другую. Overland et al. (2021) описывают каскадные изменения, связанные с атмосферной циркуляцией, таянием морского льда, повышением температуры атмосферы и моря и воздействующие на экосистемы. Они также показывают, как такие изменения атмосферной циркуляции распространяются за пределы Арктики в районы средних широт. Сосредоточив внимание на динамике арктического морского льда (его протяжённости, но особенно его мощности) за последние десятилетия по спутниковым снимкам, Li et al. (2022) сообщают об экстремальной потере льда в течение одного года (2010–2011 гг.), что вызвало усиливающую альбедо льда положительную обратную связь, которая ускорила сокращение площади льда в последующие годы. Такие результаты ясно показывают уязвимость арктических сред к нелинейным (т.е. пороговым) возмущениям, вызванным климатом. Serreze et al. (2021) резюмируют кумулятивное и каскадное воздействие явлений «дождь на снегу» не только на наземные экосистемы и зависящие от них популяции животных, но также на морскую и прибрежную среду, пресноводные экосистемы и местные сообщества. Ясно, что события «дождь на снегу», вероятно, станут более распространёнными при потеплении в Арктике, оказывая глубокое воздействие на свойства снежного и ледяного покрова.

В центре внимания также находятся исследования таяния многолетней мерзлоты и её каскадного воздействия на круговорот воды, эрозию и распространение патогенов. Более половины населённых пунктов, расположенных в настоящее время на многолетней мерзлоте в прибрежной зоне, к 2050 году испытают на себе воздействие оттепелей (Bartsch et al., 2021). Guimond et al. (2022) исследуют, как потепление и связанные с ним таяние многолетней мерзлоты и изменения уровня моря влияют на величину и солёность сброса подземных вод в прибрежные воды. Их результаты показывают, что можно ожидать увеличения стока в прибрежных районах, где наблюдается таяние многолетней мерзлоты, но ограниченный подъём уровня моря, в то время как в районах, где подъём уровня моря больше, расход подземных вод может уменьшиться. В наземных экосистемах деградация многолетней мерзлоты может привести к распространению на север болезней, традиционно поражающих южные районы (Waits et al., 2018). Stella et al. (2021) определяют условия окружающей среды и географические районы, подверженные риску вспышек сибирской язвы, используя данные с географической привязкой, например, для оленеводства и таяния многолетней мерзлоты в виде утолщения деятельного слоя. В дополнение к увеличению активного слоя Ward Jones et al. (2019) показывают, что признаки резкого оттаивания, такие как термоэрозионные овраги и регрессивные оползни оттаивания, стали более частыми и охватывающими большие пространства в последние годы в сравнительно холодных высокоарктических островных регионах, где многолетняя мерзлота ещё непрерывна. Местные топографические условия, содержание подземного льда и тип почвы, по-видимому, оказывают значительное влияние на развитие этих особенностей таяния в дополнение к региональной динамике климата.

 Последствия арктических изменений  

Описанные выше изменения создают проблемы для местных арктических обществ, а также для людей, живущих за пределами Арктики. В местном масштабе эти изменения негативно сказываются на традиционных источниках средств к существованию и источниках пищи. Прибрежные экосистемы составляют основу продуктов питания для многих арктических сообществ. Galappaththi et al. (2022) отмечают, что климатические изменения влияют на методы промысла рыбы, такие как потеря доступа к определённым местам рыболовства из-за таяния многолетней мерзлоты, изменение состояния морского льда и изменения в миграции и распределении морской рыбы. Аналогичным образом, Hauser et al. (2021) описывают, как резкое сокращение продолжительности сезона морского льда ограничило период охоты на морского зайца, являющегося важнейшим морским ресурсом для коренного прибрежного сообщества на Аляске. Изменения в прибрежных системах подземных вод, прогнозируемые Guimond et al. (2022), могут иметь дополнительные последствия для здоровья и функционирования прибрежных экосистем (Taniguchi et al., 2019). Воздействие на крупных травоядных, таких как северный олень/карибу и овцебык, составляющих важную часть средств к существованию для многих коренных народов Арктики, кратко изложено в Stella et al. (2021) и Serreze et al. (2021). Рост заболеваемости такими болезнями, как сибирская язва, распространяющаяся более высокими темпами из-за таяния многолетней мерзлоты, обнажающей заражённые трупы, может привести к потере важных источников пищи для местных сообществ. Например, недавняя вспышка сибирской язвы на Ямале в России привела к гибели тысяч северных оленей, госпитализации и даже гибели местных жителей (Stella et al., 2021). Это усугубляет воздействие на популяции копытных экстремальных погодных явлений, таких как «дождь на снегу». Serreze et al. (2021) сообщают о многогранных социальных последствиях событий «дождь на снегу», особенно когда они происходят в начале зимы. Как правило, связанные с кратковременными (от часов до дней) потеплениями, сопровождаемыми резкими падениями температуры, явления «дождь на снегу» приводят к образованию твёрдой ледяной корки толщиной в несколько сантиметров внутри или у основания снежного покрова. Эти слои льда создают барьеры, препятствующие добыче корма крупным травоядным, и могут привести к массовому вымиранию и связанным с этим социально-экономическим последствиям для местных сообществ, особенно оленеводов (например, нарушению продовольственной безопасности, транспорта, культурной жизнеспособности).

Изменения в арктических экосистемах влияют не только на местный традиционный образ жизни коренных народов. Землепользование в Арктике постоянно расширяется, особенно в связи с нефтегазовой промышленностью и добычей полезных ископаемых в течение последних двух десятилетий (Bartsch et al., 2021). Пятая часть всех поселений, расположенных на многолетней мерзлоте в Арктике, т.е. один миллион человек, расположена в прибрежных районах (Ramage et al., 2021), а 15% всех освоенных человеком территорий в пределах 100-километровой буферной зоны от затронутой арктической многолетней мерзлотой береговой линии являются новыми (Bartsch et al., 2021). Это не только влияет на местную природную среду, но и увеличивает количество инфраструктуры, потенциально подверженной риску из-за оттаивания многолетней мерзлоты. Кроме того, некоторые изменения имеют последствия за пределами Арктики. Например, как показано Overland et al. (2021), последствия длительных погодных явлений, локально воздействующих на морской лёд и морскую жизнь, могут также затронуть людей в регионах с умеренным климатом в виде периодов похолодания.

 Необходимость общения в арктической науке  

Стремясь понять эти изменения и вызовы, которые они ставят перед обществом, арктическая научная продукция увеличилась за последние пару десятилетий. Например, в научной литературе о многолетней мерзлоте и так называемой обратной связи «многолетняя мерзлота-углерод» наблюдался экспоненциальный рост с конца ХХ века: более 90% публикаций были выпущены после 2005 г., а 80% — в течение последнего десятилетия (Sjöberg et al., 2020; Schuur et al., 2022). С таким ростом научных результатов возникает необходимость донести наше текущее понимание сложных физических процессов и обратных связей за пределы научного сообщества, чтобы позволить обществам реагировать на связанные с этим проблемы. Нетрадиционный коммуникационные стратегии, такие как мультфильмы, описывающие некоторые аспекты арктических исследований, например, оказали заметное воздействие на школьников и учителей, объясняя роль арктических экосистем для местных сообществ как части глобальной климатической системы (например, Nääs et al., 2017; Bouchard et al., 2018). 

В этом тематическом выпуске Overland et al. (2021) обсуждают, почему связи между погодными системами Арктики и средних широт трудно объяснить неспециалистам, поскольку они, как правило, прерывисты и контролируются несколькими взаимодействующими процессами. Они демонстрируют, как можно использовать конкретные примеры наблюдаемых погодных явлений в Северной Америке и Восточной Азии для иллюстрации таких связей, а также подчёркивают, как эти явления повлияли на экосистемы и людей в Арктике и за её пределами.

Материалы, представленные в этом тематическом выпуске, показывают, как многие из проблем, с которыми сегодня сталкиваются арктические общества, могут выиграть от более тесного сотрудничества между различными дисциплинами, а также между учёными, жителями Арктики и учреждениями. Одним из таких примеров является то, как отсутствие надёжных данных с географической привязкой создаёт серьезную проблему для выявления рисков для животных и людей, связанных с таянием многолетней мерзлоты (Bartsch et al., 2021; Stella et al., 2021). Наблюдения жителей Арктики, в т.ч. Сообщества коренных народов о событиях «дождь на снегу» играют ключевую роль в улучшении понимания и прогнозировании таких явлений в сочетании с другими средствами и инструментами наблюдения (например, спутниковыми снимками, метеорологическими станциями) (Serezze et al., 2021). Потенциальные преимущества такого сотрудничества ранее также признавались молодыми учёными, работающими в Арктике, но отсутствие достаточного финансирования, сетевых возможностей и времени ограничивало такое сотрудничество (Sjöberg et al., 2018). 

Дисциплинарная и фундаментальная наука могут извлечь дополнительную пользу из совместного получения знаний и междисциплинарных подходов к исследованию для понимания изменений в экологических и социальных системах. Такие подходы привлекают учёных, специализирующихся в разных дисциплинах, на протяжении всего исследовательского процесса и сосредоточены на решении реальных проблем (Serrao-Neumann et al., 2015). Galappaththi et al. (2022) подхватывают эту тему, преследуя две цели: во-первых, описать, как концепция устойчивости используется в управлении морскими и миграционными промыслами на севере и за его пределами; и, во-вторых, определить способы реализации адаптивного совместного управления, способствующего устойчивости. Авторы утверждают, что руководящие принципы адаптивного совместного управления нуждаются в улучшении перед лицом быстрых изменений окружающей среды, появления новых руководящих принципов для оценки и повышения устойчивости и призывают к согласованию посредством исследований и управления. Они предлагают пять пересмотренных шагов по повышению устойчивости для реализации адаптивного совместного управления: (а) дискуссионные форумы, (б) совместное социально-экологическое исследование на местах, (в) разработка управленческих действий по повышению устойчивости, (г) совместный мониторинг и e) совместная оценка процессов. Реализуя аналогичные идеи, Hauser et al. (2021) применяют междисциплинарный подход для изучения влияния потери морского льда на охоту на тюленей в коренном сообществе на Аляске. Авторы подчёркивают важность сосредоточения знаний коренных народов как движущей силы науки, основанной на гипотезах, и передачи права решений от команды междисциплинарных учёных местному суверенному племенному правительству. Они утверждают, что этот междисциплинарный подход может привести к более устойчивым и инклюзивным результатам исследований и возможностям для разработки политики под руководством коренных народов.

В то время как исследования в Арктике всё больше вдохновляются подходами коренных народов и совместными усилиями, Doering et al. (2022) рассматривают роль финансирования для удовлетворения потребностей коренных народов и организаций, а также их союзников в исследованиях, не принадлежащих к коренному населению. Они разрабатывают набор всеобъемлющих рекомендаций, охватывающих все этапы, от этапа предварительного запроса финансирования до этапа ответственности и осмысления полученных результатов в конце каждого проекта. Так, например, проекты, независимо от их размера, должны финансироваться в течение как минимум пяти лет, чтобы обеспечить построение взаимных отношений, расширение прав и возможностей сообщества и подлинное совместное творчество на основе равенства всех вовлечённых партнёров, а также в качестве средства решения проблемы колониального наследия неравного распределения власти. Авторы приходят к выводу, что не только должен быть справедливо признан опыт носителей знаний и землепользователей, долгое время маргинализированных, но также должны быть учтены различные отношения, духовность и ответственность за разработку и результаты исследований.

Направления будущих исследований и обмена информацией об изменениях в Арктике 

Будущие исследования должны охватывать весь спектр последствий изменения климата, включая обратные связи и каскадные эффекты. Источники средств к существованию и продовольствия, инфраструктура, здоровье и благополучие, водные ресурсы, транспорт и снабжение являются ключевыми затронутыми областями, также как глобальный климат. Потребности в исследованиях существуют внутри и между дисциплинами и требуют общения и сотрудничества с местными заинтересованными сторонами. Например, Serreze et al. (2021) настоятельно рекомендуют объединять информацию данных метеорологических станций, местных носителей знаний и знаний коренных народов (например, оленеводов), спутникового дистанционного зондирования (например, записи радаров) и реанализов атмосферы в качестве способа продвижения вперед в лучшем понимании событий «дождь на снегу» и их экологических и социальных последствий. 

Междисциплинарные подходы и совместное получение знаний могут обеспечить эффективные средства для адаптации и реагирования на вызовы, возникающие в результате быстро меняющегося климата. Междисциплинарные исследования и совместное накопление знаний могут укрепить исследовательский потенциал коренных и местных жителей в Арктике и тем самым принести больше пользы как местным обществам, так и научному сообществу (Doering et al., 2022). Это также может иметь основополагающее значение для повышения устойчивости, например, путём сосредоточения внимания на понимании движущих сил изменений, формирующих социально-экологические системы (Galappaththi et al., 2022). Это признаётся в самой последней главе отчёта МГЭИК о полярных регионах, в которой делается вывод о том, что включение знаний коренных народов в исследования и управление ресурсами не только поддерживает устойчивость к изменению климата, но также может способствовать преодолению колониализма в Арктике (Constable et al., 2022). Однако для таких исследований могут потребоваться новые структуры и механизмы финансирования, обеспечивающие долгосрочные взаимоотношения и наращивание потенциала, а также расширение прав и возможностей арктических сообществ (Doering et al., 2022). 

Быстро меняющаяся Арктика, где проживает большое число разных коренных народов, обычно тесно связанных с окружающей средой, может предложить уникальные возможности для междисциплинарной науки, несмотря на свою колониальную историю. Материалы, посвящённые этому основному вопросу, конкретно иллюстрируют, как сообщества, зависящие от прибрежных экосистем, испытывают каскадные изменения, связанные с морским льдом, многолетней мерзлотой, качеством воды и землепользованием, для которых междисциплинарные подходы обеспечивают эффективные средства для устранения воздействия на местные социокультурные и экологические системы.

Список литературы: 

1. AMAP 2017 Snow, water, ice and permafrost in the arctic (SWIPA) 2017 (Oslo: Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP)) pp xiv +269 
2.  Bartsch A, Pointner G, Nitze I, Efimova A, Jakober D, Ley S, Högström E, Grosse G and Schweitzer P 2021 Expanding infrastructure and growing anthropogenic impacts along Arctic coasts Environ. Res. Lett. 16 11 
3. Bouchard F et al 2018 Frozen-ground cartoons: permafrost comics as an innovative tool for polar outreach, education, and engagement Polar Res. 54 5–6 
4. Constable A J, Harper S, Dawson J, Holsman K, Mustonen T, Piepenburg D and Rost B 2022 Cross-chapter paper 6: polar regions Climate Change 2022: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change ed H-O Pörtner et al (Cambridge: Cambridge University Press) pp 2319–68 
5. Doering N N et al 2022 Improving the relationships between Indigenous rights holders and researchers in the Arctic: an invitation for change in funding and collaboration Environ. Res. Lett. 17 065014 
6. Galappaththi E K, Falardeau M, Harris L N, Rocha J C, Moore J-S and Berkes F 2022 Resilience-based steps for adaptive co-management of Arctic small-scale fisheries Environ. Res. Lett. 17 083004 
7. Guimond J A, Mohammed A A, Walvoord M A, Bense V F and Kurylyk B L 2022 Sea-level rise and warming mediate coastal groundwater discharge in the Arctic Environ. Res. Lett. 17 045027 
8. Hauser D D W et al 2021 Co-production of knowledge reveals loss of Indigenous hunting opportunities in the face of accelerating Arctic climate change Environ. Res. Lett. 16 095003 
9. Li X, Yang Q, Yu L, Holland P R, Min C, Mu L and Chen D 2022 Unprecedented Arctic sea ice thickness loss and multiyear-ice volume export through Fram Strait during 2010–2011 Environ. Res. Lett. 17 095008 
10. Nääs H et al 2017 Frozen-Ground Cartoons: An International Collaboration between Artists and Permafrost Scientists (Potsdam: Bibliothek Wissenschaftspark Albert Einstein) p27 
11. Overland J E, Kim B-M and Tachibana Y 2021 Communicating Arctic-midlatitude weather and ecosystem connections: direct observations and sources of intermittency Environ. Res. Lett. 16 105006 
12. Ramage J, Jungsberg L, Wang S, Westermann S, Lantuit H and Heleniak T 2021 Population living on permafrost in the Arctic Popul. Environ. 43 22–38 
13. Rantanen M, Yu Karpechko A, Lipponen A, Nordling K, Hyvärinen O, Ruosteenoja K, Vihma T and Laaksonen A 2022 The Arctic has warmed nearly four times faster than the globe since 1979 Commun. Earth Environ. 3168 
14. Schuur E A G et al 2022 Permafrost and climate change: carbon cycle feedbacks from the warming Arctic Annu. Rev. Environ. Resour. 47 343–71 
15. Serrao-Neumann S, Schuch G, Harman B, Crick F, Sano M, Sahin O, van Staden R, Baum S and Low Choy D 2015 One human settlement: a transdisciplinary approach to climate change adaptation research Futures 65 97–109 
16. Serreze M C et al 2021 Arctic rain on snow events: bridging observations to understand environmental and livelihood impacts Environ. Res. Lett. 16 105009 
17. Sjöberg Y, Gomach S, Kwiatkowski E and Mansoz M 2018 Involvement of local Indigenous Peoples in Arctic 
18. research—expectations, needs and challenges perceived by early career researchers Arct. Sci. 527–53 
19. Sjöberg Y, Siewert M B, Rudy, A C A, Paquette M, Bouchard F, Malenfant-Lepage J and Fritz M 2020 Hot trends and impact in permafrost science Permafr. Periglac. Process. 31 461–71 
20. Stella E, Mari L, Gabrieli J, Barbante C and Bertuzzo E 2021 Mapping environmental suitability for anthrax reemergence in the Arctic Environ. Res. Lett. 16 105013 
21. Taniguchi M, Dulai H, Burnett K M, Santos I R, Sugimoto R, Stieglitz T, Kim G, Moosdorf N and Burnett W C 2019 Submarine groundwater discharge: updates on its measurement techniques, geophysical drivers, magnitudes, and effects Front. Environ. Sci. 7 
22. Waits A, Emelyanova A, Oksanen A, Abass K and Rautio A 2018 Human infectious diseases and the changing climate in the Arctic Environ. Int. 121 703–13 
23. Ward Jones M K, Pollard W H and Jones B M 2019 Rapid initialization of retrogressive thaw slumps in the Canadian high Arctic and their response to climate and terrain factors Environ. Res. Lett. 14 055006 

Ссылка: https://www.researchgate.net/publication/366927470_Focus_on_Arctic_change_transdisciplinary_research_and_communication