11 просмотров

Изменение климата и биоразнообразие

Холодной и суровой зимней ночью на поле валунов под толстым слоем снега уютно и безопасно спит горный карликовый опоссум. Как ни странно, именно снег согревает опоссума; распушенный бесчисленными карманами воздуха, неслежавшийся снег изолирует землю и не дает теплу уйти в ночь. Под этим белым покрывалом горный карликовый опоссум может впасть в спячку на всю зиму.

Карликовый опоссум может быть уютным, но те из нас, кто беспокоится за его будущее, не могут позволить себе самодовольство. Это всего лишь один пример австралийского вида, который может потерять свою среду обитания перед лицом изменения климата. Биоразнообразие, лежащее в основе уникальных экосистем Австралии, находится под угрозой из-за повышения температуры суши и океана и изменения погодных условий.

Карликовый опоссум сидел на руке.

Изменение климата

Мир нагревается. Увеличение концентрации парниковых газов, таких как CO2, в атмосфере Земли заставляют климатическую систему планеты удерживать больше энергии. Средняя температура поверхности Земли увеличилась примерно на 0,7°C с начала 20-го века и, согласно самым последним прогнозам Межправительственной группы экспертов по изменению климата, может повыситься на 1,6–4,3°C по сравнению с 1850 г. -1900 базовый уровень к 2100 году.

Обратите внимание, что на приведенных выше рисунках используется компиляция как инструментальных, так и косвенных данных.

Эффекты повышенного содержания CO2 в атмосфере и изменяющихся климатических условиях, как ожидается, будут включать:

  • более частые экстремально высокие максимальные температуры и менее частые экстремально низкие минимальные температуры, а также более теплые зимние условия
  • уменьшение снежного покрова: спутниковые наблюдения показывают, что площадь планеты, покрытая снегом, уже уменьшилась на 10 процентов с 1960-х годов.
  • повышенная изменчивость климата с изменениями как частоты, так и серьезности экстремальных погодных явлений.
  • изменение распространения некоторых инфекционных заболеваний
  • повышение уровня моря
  • повышенное закисление океана
Статья в тему:  Насколько Китай способствует глобальному потеплению

В Австралии ожидается существенное потепление климата. Ученые CSIRO прогнозируют, что к 2030 году средняя температура повысится по сравнению с уровнем 1990 года примерно на 0,7–0,9 °C в прибрежных районах и примерно на 1–1,2 °C во внутренних районах. На таком теплом континенте, как Австралия, такое увеличение может иметь серьезные экологические последствия. Ожидается, что количество экстремальных осадков, например, приводящих к наводнениям, также увеличится, хотя в целом ожидается, что большая часть страны станет более засушливой в 21 веке.

Сдвиги климатических оболочек

Чтобы оценить влияние изменения климата на виды, ученые используют то, что они называют климатической оболочкой (иногда также называемой биоклиматической оболочкой), которая представляет собой диапазон температур, количества осадков и других параметров, связанных с климатом, в которых в настоящее время существует вид.

По мере потепления климата географическое положение климатических оболочек будет значительно меняться, возможно, даже до такой степени, что виды больше не смогут выживать в своем нынешнем местонахождении. Такие виды должны будут следовать своим климатическим условиям, мигрируя в более прохладную и влажную среду, обычно в гору или на юг в южном полушарии. Морские виды также должны будут адаптироваться к более высоким температурам океана.Есть несколько хорошо задокументированных случаев вызванных климатом сдвигов в распределении растений и животных в северном полушарии, но меньше информации доступно для видов южного полушария.

Однако во многих случаях такая миграция может оказаться невозможной из-за неблагоприятных параметров окружающей среды, географических или антропогенных барьеров и конкуренции со стороны видов, уже обитающих в районе. Горный карликовый опоссум особенно уязвим к потере среды обитания, связанной с изменением климата.

Статья в тему:  Как влияет интенсивность ураганов на результат глобального потепления

Хотя есть данные, свидетельствующие о том, что распространение некоторых животных, таких как летучие лисицы и птицы, реагирует на более высокие температуры в Австралии, часто бывает трудно отделить влияние климата от других воздействий на среду обитания.

Поскольку деятельность человека, особенно сельское хозяйство, а также заселение и промышленное развитие, расширились за последние несколько столетий, естественная растительность, такая как леса, луга и вересковые пустоши, была вырублена на больших участках. Некогда обширные растительные сообщества уменьшились в размерах и разбиты на более мелкие участки. Это сокращение и фрагментация среды обитания представляет собой проблему, поскольку ограничивает способность многих видов мигрировать в районы с благоприятными условиями. Аналогичная проблема возникнет у видов на горных вершинах, островах и полуостровах.

Спутниковые снимки вырубки лесов на Гаити.

В целом виды с ограниченными климатическими условиями, небольшими популяциями и ограниченной способностью к миграции, скорее всего, пострадают от быстрого изменения климата. По оценкам, 25 процентов австралийских эвкалиптов, например, распространены в районах, где среднегодовая температура колеблется менее чем на 1 °C. Даже относительно небольшое повышение средней температуры сдвинет климатические оболочки таких видов за пределы их современного распространения. Моделирование предполагает, что к 2070 году большинство видов в наших охраняемых природных заповедниках и национальных парках столкнутся с новыми климатическими условиями, с которыми они не сталкивались в своем историческом прошлом.

Угрозы биоразнообразию

Скачки температуры

Изменение климата повлияет физиологически на ряд видов. Имеются данные о том, что некоторые виды физиологически уязвимы к скачкам температуры. Например, зеленый кольцехвостый опоссум, эндемичный вид тропических лесов Квинсленда, не может контролировать температуру своего тела, когда температура окружающей среды поднимается выше 30°C. Длительная волна тепла на севере Квинсленда может убить большую часть его населения.

Статья в тему:  Как глобальное потепление связано с экстремальной погодой?

Отбеливание кораллов

Причиной увеличения явления, называемого обесцвечиванием кораллов, считают повышение температуры поверхности моря. Это отбеливание кораллов, вызванное тем, что коралл изгоняет свои зооксантеллы, симбиотические фотосинтезирующие водоросли, которые живут в тканях коралла и обеспечивают его необходимыми питательными веществами. Зооксантеллы также придают кораллам впечатляющую гамму цветов. Зооксантеллы выбрасываются, когда коралл испытывает стресс от факторов окружающей среды, таких как аномально высокая температура воды и/или загрязнение. Поскольку зооксантеллы помогают кораллам в производстве питательных веществ, их потеря может повлиять на рост кораллов и сделать кораллы более уязвимыми для болезней. Крупные события обесцвечивания произошли на Большом Барьерном рифе в 1998, 2002 и 2006 годах, что привело к значительной гибели кораллов в некоторых местах. Подкисление океана представляет собой еще одну проблему для кораллов, потому что кораллам становится труднее строить свои скелеты.

Отбеленный коралл

Увеличение экстремальных явлений

Прогнозируемые изменения в интенсивности, частоте и масштабах нарушений, таких как пожары, циклоны, засухи и наводнения, вызовут стресс у существующей растительности и благоприятствуют видам, способным быстро заселить обнаженные участки. Во многих случаях это будет означать распространение чужеродных видов «сорняков» и серьезные изменения в распределении и численности многих местных видов. Волны тепла могут повлиять на биоразнообразие морских экосистем, как это наблюдалось летом 2010–2011 годов на юго-западе Западной Австралии.Продолжительные периоды более высоких температур моря привели к прекращению добычи морского морского ушка и миграции китовых акул и скатов манта дальше на юг и восток, чем обычно.

Статья в тему:  Как высоко поднимутся океаны из-за глобального потепления

Изменения количества осадков

Австралия — сухой континент. Его растения и животные в основном хорошо приспособлены к засухе и разработали широкий спектр стратегий, позволяющих справиться с экстремальными климатическими условиями страны. Однако маргинальный характер окружающей среды означает, что даже незначительные изменения в режиме выпадения осадков могут иметь серьезные последствия для дикой природы. Бассейн Мюррей-Дарлинг (крупнейший водосборный бассейн Австралии) и юго-запад Западной Австралии уже находятся под угрозой засоления и других экологических проблем. Прогнозируемое уменьшение количества осадков и последующее понижение речного стока в обоих регионах окажут серьезное воздействие на водную биоту. Пресноводные водно-болотные угодья, такие как болота Маккуори в центрально-западной части Нового Южного Уэльса, а также зависящие от них лягушки, водоплавающие птицы, черепахи и другие водные обитатели, также находятся под угрозой из-за изменения качества и количества воды.

Мертвые деревья и эродированные земли, вызванные засолением

Повышенный уровень CO2 и рост растений

Основные ингредиенты для фотосинтеза включают углекислый газ и воду. Увеличение содержания углекислого газа в атмосфере вызывает ускорение роста многих видов растений. Это хорошая новость для фермеров, но только в том случае, если этот эффект «удобрения» углекислым газом сочетается с достаточной влажностью почвы и другими питательными веществами. Животным, питающимся листьями, таким как коалы, возможно, не так повезло: повышенная концентрация углекислого газа может снизить питательную ценность листвы.

Много CO2 то, что было выброшено в атмосферу, было поглощено океанами. Это привело к снижению рН океана, что, в свою очередь, влияет на скорость, с которой многие морские организмы строят скелеты, а это означает, что рифы, поврежденные обесцвечиванием или другими факторами, будут восстанавливаться медленнее.

Статья в тему:  Как производство цемента способствует глобальному потеплению

Повышение уровня моря

Согласно последнему докладу МГЭИК, к 2100 году прогнозируется повышение уровня моря на 26–98 сантиметров из-за теплового расширения океанов и таяния полярных ледяных шапок и ледяных щитов. В сочетании с последствиями штормовых нагонов, которые, как ожидается, будут иметь большую силу в более теплом мире, это повышение уровня моря может угрожать многим прибрежным экосистемам. Также в зоне риска находятся мангровые леса и низменные пресноводные водно-болотные угодья в национальном парке Какаду.

Австралийский змеелаз сушит крылья в мангровых зарослях.

Что означало бы быстрое исчезновение видов для Австралии?

Прогнозируется, что изменение климата в следующем столетии будет происходить быстрее, чем когда-либо, по крайней мере, за последние 10 000 лет. В сочетании с другими факторами, такими как продолжающаяся расчистка земель, это может означать вымирание видов даже быстрее, чем когда динозавры исчезли около 65 миллионов лет назад. Некоторые виды, не находящиеся под непосредственной угрозой исчезновения, могут, тем не менее, страдать от сокращения численности популяции, уменьшая внутривидовое генетическое разнообразие (и, следовательно, сталкиваться с повышенной уязвимостью).

Имеет ли значение, если многие виды вымрут? Мир, безусловно, был бы менее интересным местом с меньшим биоразнообразием, но повлияет ли это на нас?

Разнообразие видов увеличивает способность экосистем делать такие вещи, как удерживать почвы вместе, поддерживать плодородие почвы, поставлять чистую воду в ручьи и реки, обеспечивать круговорот питательных веществ, опылять растения (включая сельскохозяйственные культуры) и защищать от вредителей и болезней — это иногда называют «экосистемные функции» или «экосистемные услуги». Исчезновение видов может уменьшить эту способность, особенно если в то же время быстро меняются условия окружающей среды. Вполне возможно, что по мере изменения климата и исчезновения видов с территории мы увидим изменение некоторых функций экосистемы; это может означать усиление деградации земель, изменение продуктивности сельского хозяйства и снижение качества воды, поставляемой населению.

Статья в тему:  Каковы обе стороны аргумента глобального потепления

Источник: CSIRO на YouTube.Посмотреть детали видео и расшифровку.

Адаптация к изменениям

Земля будет продолжать нагреваться в течение некоторого времени, даже если выбросы парниковых газов каким-то образом мгновенно обуздать. Некоторые виды, прежде всего микроорганизмы и беспозвоночные с коротким периодом генерации, могут адаптироваться к меняющимся условиям или эволюционировать в ответ на изменение климата. Но для многих, особенно для тех, которые уже являются редкими и населяют ограниченные климатические оболочки, глобальное потепление может стать непреодолимой проблемой.

Стратегии адаптации не будут ограничиваться усилиями человеческих обществ; некоторые виды, возможно, уже адаптируются и развиваются в ответ на изменение климата. Изменение климата, вероятно, всегда играло роль в эволюции, хотя ученые спорят о природе этой роли. По крайней мере, некоторые данные неубедительны: например, исследования жуков в течение четвертичного периода (последние 2 миллиона лет или около того) показывают, что жуки пережили изменение климата в прошлом, главным образом, рассеявшись в новых условиях, то есть следуя своим климатические оболочки.

Эволюционные ответы

Австралийские ученые обнаружили то, что, по их мнению, является эволюционной реакцией на быстрое изменение климата у плодовой мушки дрозофилы — вида, который часто используется в генетических экспериментах. Это насекомое несет ген под названием Adh; Считается, что разновидность этого гена, названная Adhs, помогает насекомому выживать в засушливых условиях. Обычно Adhs чаще встречается в северной Австралии, где жарче и суше, но ученые обнаружили, что распространение гена сместилось на 400 км к югу — предположительно в ответ на повышение температуры и уменьшение количества осадков.

Статья в тему:  Как глобальное потепление влияет на альбедо

Поведенческие реакции

Ученые, изучающие взаимосвязь между сезонами и биологическими явлениями, изучили многолетние записи показателей изменения от одного сезона к другому, таких как температура, осадки и количество часов солнечного света.Они обнаружили, что изменение климата изменило время смены времен года — весна наступает раньше, а осень длится дольше — и что дикая природа адаптируется к этим изменениям, изменяя свое поведение. Ряд растений стабильно формирует бутоны и цветет весной раньше, а также изменились сроки миграции и размножения птиц.

В Австралии для ряда исчезающих видов были подготовлены планы действий, направленные на устранение возможных последствий глобального потепления. Например, план восстановления горного карликового опоссума, подготовленный Службой национальных парков и дикой природы Нового Южного Уэльса, включает разработку модели, иллюстрирующей пригодность среды обитания в текущих снежных условиях, и определение ключевых убежищ для опоссума в условиях прогнозируемых последствий изменения климата. План действий, подготовленный правительством Австралийской столичной территории для северной лягушки-корробори, включает в себя обязательство по скоординированной программе исследований фактического и потенциального воздействия глобального потепления на этот вид.

На национальном уровне изменение климата также стало центральным элементом Стратегии сохранения биоразнообразия Австралии на 2010–2030 годы. Этот новый план направлен на устранение угроз и повышение устойчивости экосистем Австралии, чтобы помочь им адаптироваться к изменению климата и другим угрозам. В плане делается попытка привлечь всех австралийцев к сохранению биоразнообразия и предлагаются конкретные и измеримые шаги по развитию устойчивости экономически эффективным способом. К сожалению, угрозы, связанные с изменением климата, продолжают расти из-за неспособности правительств во всем мире достичь консенсуса в отношении сокращения выбросов CO.2 и других парниковых газов до уровней, ограничивающих воздействие на биоразнообразие.

Статья в тему:  Какие острова исчезнут с глобальным потеплением

Некоторые последствия изменения климата могут быть внезапными, но во многих случаях у общества будет несколько лет, чтобы адаптировать свое управление биоразнообразием по мере изменения условий.Расширение нашего понимания последствий изменения климата для биоразнообразия и разработка практических способов смягчения таких последствий имеют решающее значение для ограничения ущерба. Тем не менее, опасности велики — как для людей, так и для наших родных растений и животных. Не только горные карликовые опоссумы могут потерять свое защитное одеяло.

открывалка

Лягушка корробори обитает на небольшой территории Нового Южного Уэльса и Виктории. Планируются дальнейшие исследования, чтобы оценить, как глобальное потепление может повлиять на этот исчезающий вид. Изображение предоставлено: Австралийские Альпы на Flickr.

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