1 просмотров

Распространение видов и изменение климата

Почему виды располагаются там, где они есть? Это основной вопрос, который давно задают экологи, и классический ответ заключается в том, что растительность зависит от климата, материнского материала, организмов, нарушений, топографии и времени (1). Доисторические записи показывают, что климат менялся с течением времени, как и роль организмов (включая людей) и такие возмущения, как пожары. Однако в настоящее время климат быстро меняется. Выбросы парниковых газов, вызванные деятельностью человека, подняли пиковые уровни углекислого газа в атмосфере выше 400 частей на миллион впервые как минимум за 3 миллиона лет.Изменение климата влияет на распространение видов через изменения в росте, размножении и смертности, с возрастающей вероятностью более заметных изменений в ближайшие десятилетия. Климатические изменения могут оказывать непосредственное влияние на распространение видов (например, засухи, наводнения, ветер), а также косвенно (например, связанные с температурой и погодой изменения характера лесных пожаров, насекомых и вспышек болезней).

Вероятные изменения

Ареалы некоторых видов сместились за последние десятилетия, весьма вероятно, в ответ на изменение климата. Например, метаанализ 764 видов (в основном членистоногих) показал, что средняя скорость миграции к полюсу составляет 16,9 км за десятилетие (2). Более ранний метаанализ с использованием 99 видов птиц, бабочек и альпийских трав показал, что средняя миграция к полюсу составляет 6,1 км за десятилетие (3). Для древесных пород прямые свидетельства широтных сдвигов более ограничены. Косвенные свидетельства очевидны в некоторых исследованиях на востоке США (4, 5, 6) и на крайнем севере в лесных экотонах ели черной (7) и ели белой (8, 9) или сосны сибирской (10). Несмотря на то, что подходящие места обитания деревьев меняются, для обнаружения фактического смещения ареалов деревьев могут потребоваться десятилетия или более. Однако в прошлом мы знаем, что ареалы деревьев смещались к полюсу в ответ на потепление климата. Оцененные по пыльце скорости миграции деревьев в течение последнего позднеледникового периода 10 000–20 000 лет назад показывают движение со скоростью около 1–10 км/десятилетие (11, 12), скорость намного выше, чем могут объяснить эксперименты и механистические модели ( Парадокс Рида, 13). Объяснения быстрой послеледниковой колонизации до сих пор включают редкое расселение на большие расстояния и повторное заселение из устойчивых изолированных популяций (14). Послеледниковая миграция произошла, когда виды не замедлились из-за фрагментации леса, что может снизить ожидаемую скорость миграции более чем наполовину (15, 16).

Статья в тему:  Как глобальное потепление вызывает холод

Серьезной проблемой сегодня является то, что миграция деревьев может не успевать за темпами изменения климата.Средняя скорость изменения глобальных температур в 2050–2100 годах для ансамбля сценариев средних выбросов (A1B) оценивается в 3,5 км/десятилетие для широколиственных и смешанных лесов умеренной зоны, 1,1 км/декаду для хвойных лесов умеренной зоны и 4,3 км/декаду для бореальных лесов и тайги (17). Рельеф может оказать существенное влияние на требуемую скорость миграции. Леса в равнинной местности должны мигрировать примерно на 145 км по широте, чтобы достичь аналогичных зон с разницей температур в 1 o C, тогда как леса в гористой местности должны мигрировать только на ~167 м по высоте (18). Эти и многие другие показатели свидетельствуют о том, что маловероятно, что деревья и другие организмы смогут мигрировать достаточно быстро, чтобы не отставать от темпов изменения климата, без помощи человека.

Модели предоставляют полезные методы для оценки потенциальных изменений в распространении видов, если учитывать предостережения при интерпретации моделей («все модели неверны, некоторые полезны»!). Прогнозные модели изменения растительности часто делятся на две категории: модели, основанные на процессах, которые обычно представляют собой моделирование динамики растительности при таксономическом разрешении видов или форм жизни, и эмпирические модели (часто называемые моделями распределения видов, или SDM), которые устанавливают статистические данные. отношения между видами или формами жизни и (часто многочисленными) предикторными переменными. Все больше и больше появляется гибридных моделей, расширений SDM, которые включают элементы моделей процессов, которые обеспечивают дополнительные возможности и возможности для использования преимуществ обоих миров. Однако всегда будет компромисс между использованием сложных механистических моделей и более простых эмпирических моделей, чтобы связать изменения в местах обитания видов с прогнозами изменений окружающей среды (19, 20). Дальнейшее обсуждение достоинств каждой категории моделей можно найти в следующих разделах.

Статья в тему:  Как туризм влияет на глобальное потепление

Варианты управления

Управление в условиях изменения климата усложняется, но основной набор инструментов тот же, что и для текущего управления.Как обсуждалось в другом месте, управление лесами в условиях изменения климата можно разделить на смягчение последствий, адаптацию или и то, и другое. Некоторые конкретные действия при рассмотрении того, как виды могут меняться в ответ на изменение климата, включают: 1. Поощрение расширения связей между видами, которые, согласно модели, увеличиваются с изменением климата; 2. Оценить потенциал сопровождаемой миграции; 3. Поощрять сохранение рефугиумов, которые могут способствовать сохранению видов, численность которых, согласно модели, сокращается при изменении климата; 4. Подготовьтесь к дополнительным затратам, которые, вероятно, потребуются для поддержания здоровья леса из-за повышенного стресса и нарушений (например, насекомых-вредителей, болезней, пожаров, льда, засухи); и 5. Определить виды, которые могут быть особенно уязвимыми.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x