К концу каждого лета медведи гризли в ущелье Скалистых гор Альберты на терпких красных ягодах кустарника, называемого канадским буйволином (Shepherdia canadensis). Не имея лосося прибрежного населения, праздник является крупнейшим калорийным событием в меню медведя гризли Альберты. Это время, когда люди набирают большую часть веса, необходимого для зимней спячки.
Но наши последние исследования, опубликованной в журнале Изменение климата, природы, показывает, что повышение температуры способствует развитию растений, таких как буйволинка, продвигая сроки этого ежегодного буфета.
К году 2080, буйволика в Скалистых горах созреет почти на три недели раньше, чем в настоящее время. Мы прогнозируем, что это изменение изменит поведение медведей гризли в регионе и, возможно, поставит под угрозу репродуктивный уровень этой уязвимой популяции.
Новый способ отслеживать развитие растений
Наша работа основана на садоводческом принципе, хорошо известном среди канадских садоводов: развитие растений тесно связано с повышением температуры. Растению нужно определенное количество тепла, чтобы перейти от одной фенологической стадии к следующей - от цветения до плодоношения, например.
Мы обнаружили, что этот принцип может применяться в любом пространственном масштабе, от отдельных растений до целых ландшафтов. Основываясь на этом, мы разработали новую стратегию, которая использует тепловые наблюдения от спутникового дистанционного зондирования для отслеживания сезонного развития определенных растений подлеска, таких как буйволинный лес, на огромных территориях.
Этот прогресс отслеживает канадскую буйволину в течение одного вегетационного периода (с апреля 30 по октябрь 7). Очень короткая фенофаза «полностью созревшие плоды» (отмеченная здесь на второй отметке 14) является единственной фенологической стадией, имеющей значительную питательную ценность для медведей гризли, подчеркивая пунктуальность этого важнейшего пищевого ресурса.
Экологический ответ на изменение климата
Компания Доклады Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) что человеческая деятельность нагрела планету на 1 C выше доиндустриального уровня. Однако экологические сообщества не реагируют на средние мировые показатели. Региональные изменения, которые могут существенно варьироваться от одного места к другому, имеют гораздо большее значение при попытке понять экологическую реакцию на потепление.
Фенология - это время сезонных явлений у растений и животных и мощная линза, с помощью которой можно наблюдать за последствиями изменения климата.
Например, японцы отслеживают появление цветов на вишневых деревьях Киото уже более 700 лет. Эти записи позволили современным исследователям восстановить весенние температуры в Японии. с девятого века, показывая холодные периоды, связанные с длительными солнечными циклами.
Воздействие изменения климата не заканчивается растениями. Изменения в фенологии растений создают другие косвенные реакции, которые могут отразиться на всей пищевой сети. У ученых есть термин для этого: фенологическое несоответствие. Это происходит, когда сезонное время одного взаимодействующего вида не совпадает с сезонным. Например, прогресс в сроках развития растительности в Гренландии повредил популяции карибу, чей ежегодный сезон отела больше не соответствует сроки самого питательного корма.
Это эколог Эрика Поставор-в-ночь«Аналогия: идея о том, что косвенные последствия изменения климата представляют наибольшую угрозу для экологических сообществ.
Изменение климата и гризли Альберты
Из четырех климатических прогнозов МГЭИК в нашем исследовании использовался сценарий умеренных выбросов (называемый RCP4.5). Мы обнаружили, что к 2080 плоды буйволы в ареале гризли Альберты созревают в среднем на три недели раньше, чем в настоящее время. Это повышение увеличивается до 37 дней в высокогорных субальпийских зонах.
Параллельное сравнение сезонного развития буйволиного кустарника гризли Альберты. Образы охватывают появление первых цветов до рассеивания фруктов. Красная волна указывает на созревание ягод.
Этот сдвиг будет иметь серьезные последствия для доминирующего всеядного края провинции, а также других местных едоков фруктов. Медведи гризли очень сосредоточены на еде, и их движения обусловлены наличием сезонных источников пищи.
В конце лета ученые зафиксировали отдельные медведи в Альберте потребляя до 200,000 ягод в день. Изменение сроков этого важного пищевого ресурса означает, что мы можем ожидать, что медведи будут время от времени и в местах, где мы не привыкли их видеть.
Угроза репродуктивным нормам
Сокращенное созревание буйволовой ягоды в середине лета также увеличит разрыв между основным сезоном кормления и зимней спячкой. Это может изменить репродуктивные показатели Угрожаемое население медведя гризли Альберты.
Медведи являются одним из немногих видов млекопитающих с «отложенной имплантацией», когда яйцеклетки, оплодотворенные весной, могут ждать месяцами до начала беременности. Прошлое исследование показал сильную корреляцию между состоянием тела самок медведя осенью и их репродуктивным успехом.
Медведи в хорошем физическом состоянии рожают раньше, лактируют дольше и имеют больше детенышей. Медведи без необходимых жировых запасов могут вообще не рожать.
Эти возникающие фенологические несоответствия могут также возвращаться к самим буйволицам. Время весеннего цветения буйволики также изменится раньше, возможно, из-за несоответствия жизненным циклам опылителей мелкой мухи растения зависит от.
Мы не обязательно ожидаем, что насекомые-опылители будут способствовать их появлению в том же темпе, что и цветки буйволы, поскольку насекомые также могут реагировать на другие сезонные сигналы такие как часы дневного света.
Это особенно проблематично для буйволицы, поскольку она является одним из первых видов кустарников, которые цветут весной, когда популяции опылителей только начинают появляться. В то время есть еще несколько вариантов для опыления.
Если в этом есть хорошие новости, это то, что наше растущее понимание экологических последствий изменения климата может помочь политикам и заинтересованным гражданам принимать обоснованные решения. Налоги на углерод, целевые показатели выбросов парниковых газов и стратегии использования возобновляемых источников энергии являются одними из ключевых вопросов, которые требуют нашего внимания.
Об авторе
Грег МакДермид, профессор, Университет Калгари; Дэвид Ласкин, аспирант, Университет Калгарии Скотт Нильсен, профессор, Университет Альберты
Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.
Книги по этой теме
