Потепління призводить до перебудов в екосистемах Арктики • Анна Каспарсон • Новини науки на "Елементи" • Екологія

Потепління призводить до перебудов в екосистемах Арктики

Чисельність білого ведмедя – символу тане Арктики – продовжує знижуватися. Фото з сайту dogoodclub.org

За останні 150 років середня температура поверхні Землі збільшилася на 0,4 градуса. В Арктиці ж швидкість потепління вище майже в три рази. Зараз зростання середньорічних температур на території цього району перевершує зростання, що мав місце на кордоні плейстоцену і голоцену (11-12 тис. Років тому), що супроводжувався значним перетворенням спільнот і масовим вимиранням видів. Звичайно, в порівнянному масштабі оцінити наслідки нинішнього потепління зможуть лише наші далекі нащадки, але деякі зміни організації арктичних екосистем ми можемо простежити вже сьогодні.

Колектив з 25 вчених Норвегії, Швеції, Фінляндії, Данії, Гренландії, Канади, США, Великобританії і Франції, очолюваний Еріком Постом (Eric Post) з Університету штату Пенсільванія (США), об'єднав дані про функціонування екологічних систем Арктики, зібрані після закінчення четвертого Міжнародного полярного року. Отримані результати прямо або побічно пов'язані зі зміною одного параметра – температури.

Мал. 1. Скорочення площі суші Північної півкулі, покритої влітку (в період з червня по вересень) снігом (сині точки), А також площі морських вод Північної півкулі, що залишаються влітку під льодом (червоні точки). По осі абсцис відкладені роки, по осі ординат: зліва – площа снігового покриття (в млн км2), справа – площа вкритих льодом морських вод (в млн км2). Мал. з обговорюваної статті вScience

Збільшення середньорічних температур на території Арктики призводить до танення покриває сушу снігу і морського льоду (рис. 1). Так, за останні 20-30 років мінімальна річна площа льодового покриву Північного Льодовитого океану щорічно скорочувалася приблизно на 45 000 км2. В першу чергу це вплинуло на такі види, як біла чайка (Pagophila eburnea), Морж (Odobenus rosmarus divergens), Кільчаста нерпа (Phoca hispida), Хохлач (Cystophora cristata), Нарвав (Monodon monoceros) І білий ведмідь (Ursus maritimus). Наприклад, відомо, що біла чайка, один з рідкісних видів розмножуються в Арктиці птахів, взимку проводить чимало часу тримаючись на кромці багаторічних дрейфуючих льодів, звідки ці птахи літають на пошуки їжі. Недавнє дослідження виявило скорочення чисельності популяції білої чайки на території Північної Канади за 20 років на 80%.

Зростання температури поверхневих вод Баренцева моря призвело до прогріванню глибинних вод, де годується морж.Це, в свою чергу, позначилося на арктичних бентосних спільнотах, які стали все більше схожим на субарктические – менш придатні для харчування моржів. Ранній весняний льодохід у Гудзоновом затоці і танення снігу в період появи на світло цуценят кольчатой ​​нерпи привели до уповільнення поповнення популяції цього виду. Це, в сукупності з рядом інших факторів, впливає на чисельність білого ведмедя.

Мал. 2. У зв'язку з потеплінням на території Гренландії спостерігається все більш раннє цвітіння рослин. Графіки показують зміна дати початку цвітіння представників шести різних родів судинних рослин за період з 1996-го по 2008 рік (види різних родів показані різним кольором). По осі абсцис відкладені роки, по осі ординат – дні календарного року; наприклад, 150-й день – 30 травня (у високосні роки 29 травня). Мал. з обговорюваної статті вScience

Потепління клімату призвело також до того, що за останнє десятиліття в окремих частинах Арктики початок цвітіння деяких видів судинних рослин (рис. 2) і активності дорослих комах стало припадати на більш ранні терміни.

У той же час спостерігається поширення на північ видів, типових для більш низьких широт.У північних регіонах все частіше з'являються дерева і чагарники, які до цього часу лише на півдні Арктики. При цьому було показано, що чагарники сприяють накопиченню снігу на поверхні підстилки, підвищенню температури взимку в товщі грунту і збільшення активності ґрунтових мікроорганізмів. Це призводить до більш інтенсивної мінералізації органічних сполук, що, в свою чергу, може надавати позитивний ефект на зростання тих же чагарників.

Просування на північ дерев і чагарників стримується в деякій мірі північним оленем (Rangifer tarandus) І вівцебика (Ovibos moschatus): Копитні витоптують мохи і одночасно удобрюють ґрунт, тим самим сприяючи просуванню на північ злаків.

У деяких випадках наступ з півдня одних видів поєднується зі скороченням чисельності інших, типових арктичних видів. Фактично ми можемо спостерігати поступове заміщення одних видів іншими. Так, зниження чисельності песця (Alopex lagopus) На деяких ділянках Арктики супроводжується розширенням ареалу рудої лисиці (Vulpes vulpes).

Мал. 3. Зростаючий розрив у часі між початком отелення в гренландской популяції північного оленя (Rangifer tarandus; показано синім кольором) І початком вегетації рослин (показано червоним кольором). Вегетація починалася все раніше, а терміни отелення не змінювалися. По осі абсцис відкладені роки спостережень, по осі ординат – дні календарного року. Мал. з обговорюваної статті вScience

Зміна організації арктичних спільнот виражається також у розбудові трофічних зв'язків. Так, в Гренландії, незважаючи на більш ранні терміни вегетації судинних рослин, зсуву початку отелення у північного оленя не спостерігається (рис. 3), оскільки період спарювання оленя є фіксованим, що закріпився в процесі еволюції цього виду, а терміни вагітності теж залишаються незмінним. Але через те, що змінюються терміни проростання насіння і швидкість розвитку рослин, розрив у часі між максимальною потребою розмножуються самок в їжі і максимальною доступністю ресурсу з кожним роком стає все більш вираженим. Почасти цим пояснюється спостерігається в даний час зниження чисельності практично всіх вивчених на території Арктики популяцій північного оленя.

Мал. 4. Що спостерігається останнім часом зміна типової динаміки чисельності популяцій дрібних гризунів.На наведеному прикладі популяції лемінга з північно-східної Гренландії видно, що зникли характерні періодичні спалахи чисельності. Причина – зміна якості снігового покриву, під яким лемінги взимку активно живуть і розмножуються. По осі абсцис – роки спостережень. По осі ординат – щільність изучавшейся популяції лемінгів (кількість особин на гектар). Мал. з обговорюваної статті вScience

Зміни трофічних зв'язків проявляються і на більш високих рівнях організації харчових мереж. Наприклад, викликані потеплінням зміни структури снігового покриву і затоплення підсніжних ходів лемінга (Lemmus lemmus) Призвели до зниження чисельності цього виду. В результаті припинилися типові для дрібних гризунів циклічні коливання чисельності (чергування швидкого зростання і спаду) лемінга (рис. 4). Це може мати серйозні наслідки для тих ділянок харчових мереж, в яких цей вид є ключовим.

Нарешті, потепління вплинуло і на біогеохімічні цикли в арктичних екосистемах. Так, у зв'язку зі зростаючою часткою дощів в загальній кількості опадів збільшилася змивання з суші органічних сполук у водойми, що веде до збільшення їх евтрофікації.Певні зміни в переміщеннях азоту, фосфору, вуглецю, а також інших елементів в екосистемах теж виявляються наслідком більш раннього танення снігу на суші і сходу льоду водойм, а також порушення сформованих взаємодій всередині спільнот Арктики.

джерело: Eric Post et al. Ecological Dynamics Across the Arctic Associated with Recent Climate Change // Science. 2009. V. 325. P. 1355-1358.

Див. також:
1) Eric Post et al. Додаткові матеріали до статті Ecological Dynamics Across the Arctic Associated with Recent Climate Change // Science. 2009. V. 325. P. 1355-1358.
2) Потепління на півночі Європи змушує голодувати пташенят мухоловки-форель, «Елементи», 05.05.2006.
3) Перелітні птахи не так вже й бояться потепління, «Елементи», 11.01.2007.
4) Зміни клімату за 15 років: прогнози і реальність, «Елементи», 18.05.2007.
5) Лемінги страждають від неправильного снігу, «Елементи», 18.11.2008.

Анна Каспарсон


Like this post? Please share to your friends:
Залишити відповідь

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: