Дослідження провів PIK спільно з Віденським університетом природних ресурсів і наук про життя (BOKU). Публікація вийшла 15 серпня 2025 року.

Що таке «цілісність біосфери»

Функціональна цілісність біосфери — це здатність рослинного світу через фотосинтез підтримувати матеріальні потоки вуглецю, води та азоту, які забезпечують функціонування екосистем і стабільність Земної системи, попри масштабні людські втручання. У межах аналітичної рамки «планетарних меж» вона разом із втратою біорізноманіття та зміною клімату входить до ядра безпечного простору для людства.

Два виміри катастрофи

Автори застосували два індикатори для вимірювання навантаження та ризику.

Перший — частка природної первинної продуктивності, яку люди спрямовують на власні потреби через врожай, залишки біомаси та деревину, плюс втрати фотосинтетичної активності через культивацію та запечатування ґрунтів.

Другий — комплексний індикатор ризику дестабілізації екосистем, що фіксує структурні зміни у рослинності та в балансах води, вуглецю й азоту.

На основі цих показників кожній території присвоєно статус: безпечний простір, зона зростання ризику або зона високого ризику.

425 років деградації

Дослідники використали глобальну модель біосфери LPJmL, яка моделює потоки води, вуглецю та азоту щоденно з роздільністю пів градуса довготи й широти. Це дозволило створити детальний інвентар змін для кожного року від 1600-го до сьогодні, враховуючи як кліматичні зміни, так і трансформацію землекористування.

Тривожні сигнали з’явилися ще на початку XVII століття в помірних широтах. До 1900 року — на зорі індустріальної епохи — 37% світової суші вже вийшло за межі локально безпечної зони, а 14% опинилося в зоні високого ризику. Сьогодні картина значно гірша: 60% території планети перебуває поза безпечними межами, з них 38% — у критичній зоні.

Найдраматичніша ситуація склалася там, де людство найактивніше перетворювало природні ландшафти на сільськогосподарські угіддя — у Європі, Азії та Північній Америці. Саме ці регіони стали епіцентрами порушення біосферної цілісності, демонструючи, що інтенсивне землекористування впливало на планетарну систему задовго до того, як кліматичні зміни стали очевидними.

Голоси науковців

Фабіан Штенцель, провідний автор дослідження та член дослідницької групи PIK «Безпечний наземний операційний простір», зазначає:

«Існує величезна потреба цивілізації у використанні біосфери — для їжі, сировини, а в майбутньому також для захисту клімату». Він додає: «Тому стає ще важливішим кількісно оцінити навантаження, яке ми вже чинимо на біосферу — у регіонально диференційований спосіб і з плином часу — щоб виявити перевантаження. Наше дослідження прокладає шлях для цього».

Вольфганг Лухт, керівник департаменту аналізу Земної системи PIK та координатор дослідження, пояснює:

«Рамка тепер чітко ставить енергетичні потоки від фотосинтезу в світовій рослинності в центр тих процесів, які спільно регулюють планетарну стабільність». Він наголошує: «Ці енергетичні потоки керують усім життям — але люди тепер спрямовують значну їх частку на власні цілі, порушуючи динамічні процеси природи».

Йохан Рокстрем, директор PIK та один зі співавторів дослідження, наголошує:

«Ця перша світова карта, що показує перевищення межі функціональної цілісності біосфери, зображуючи як людське привласнення біомаси, так і екологічне порушення, є проривом з наукової точки зору». І додає: «Це також дає важливий імпульс для подальшого розвитку міжнародної кліматичної політики… Уряди повинні розглядати це як єдине всеохоплююче питання: комплексний захист біосфери разом із потужною кліматичною дією».

Перша світова карта біосферного колапсу

Ключові факти дослідження:

— Створено першу деталізовану світову карту перевищення межі функціональної цілісності біосфери за двома індикаторами

— Індустріалізація й перетворення земель почали впливати на стан Земної системи раніше, ніж потепління клімату

— Робота спирається на оновлення рамки Planetary Boundaries 2023 року і доповнює її просторовою діагностикою для політик землекористування, біоенергетики та збереження вуглецевих стоків

Чому це важливо знати

Для України — країни з інтенсивним землекористуванням і великою часткою агросектора — висновки роботи мають безпосереднє значення. Перевищення локальних порогів цілісності біосфери означає вразливість природних вуглецевих стоків (ліси, ґрунти), нестабільність водних і ґрунтових циклів та ризики для врожайності.

Інтеграція політики користування землями з кліматичною, зокрема щодо біоенергетики із захопленням і зберіганням вуглецю, має відбуватися з урахуванням локальних біомних порогів: те, що зменшує викиди, не повинно руйнувати біосферні функції.

Для критичної інфраструктури це також питання стійкості: деградація ландшафтів підсилює уразливість до посух, пожеж і паводків, що впливають на логістику, енергетику та продовольчу безпеку. Позиція PIK — розглядати захист біосфери та клімат одночасно — підсилює аргументи України на міжнародних майданчиках щодо фінансування відновлення природних стоків вуглецю, модернізації агровиробництва й лісовідновлення як елементів безпеки.