Jokaisen kesän lopulla Grizzly-karhut Albertan Kalliovuorilla kulkevat Kanadan buffaloberry-nimisen pensasen hapokas punaisilla marjoilla (Shepherdia canadensis). Koska rannikkoväestön lohi puuttuu, juhla on Alberta-harmaakarhun ruokalistan suurin kaloritapahtuma. Tämä on aika, jolloin yksilöt saavat suuren osan lepotilaan tarvittavasta painosta.
Mutta uusimmat tutkimuksemme, julkaistu lehdessä Luonto Ilmastonmuutos, osoittaa, että nousevat lämpötilat edistävät sellaisten kasvien, kuten puhveli, kehitystä ja edistävät tämän vuotuisen buffetin ajoitusta.
Vuoteen 2080 saakka pellavapuut kypsyvät melkein kolme viikkoa aikaisemmin kuin nykyisin. Ennustamme, että tämä muutos muuttaa alueen grizzlykarhujen käyttäytymistä ja ehkä uhkaa tämän haavoittuvan väestön lisääntymisastetta.
Uusi tapa seurata kasvien kehitystä
Työskentelymme perustuu puutarhanhoitoperiaatteeseen, joka tunnetaan Kanadan puutarhureiden keskuudessa: kasvien kehitys liittyy tiiviisti lämpötilan kertymiseen. Kasvi tarvitsee tietyn määrän lämpöä siirtyäkseen fenologisesta vaiheesta toiseen - esimerkiksi kukinnasta hedelmäksi.
Havaitsimme, että tätä periaatetta voidaan soveltaa missä tahansa alueellisessa mittakaavassa yksittäisistä kasveista kokonaisiin maisemiin. Tämän perusteella kehitimme uuden strategian, joka käyttää satelliitin kaukokartoituksen lämpöhavaintoja seuraamaan tiettyjen ymmärtävien kasvien, kuten puhvelikkaan, kausittaista kehitystä valtavissa alueilla.
Tämä eteneminen seuraa Kanadan puhveliherkkua yhden kasvukauden ajan (huhtikuu 30 - lokakuu 7). Hyvin lyhyt ”täysin kypsien hedelmien” fenofaasi (nähdään tässä 14-toisen merkinnän kohdalla) on ainoa fenologinen vaihe, jolla on merkittävää ravintoarvoa harmaakalkaisille, mikä korostaa tämän kriittisen ruokavaran täsmällisyyttä.
Ekologinen vastaus ilmastonmuutokseen
- Hallitustenvälisen ilmastonmuutospaneelin (IPCC) raportit että ihmisen toiminta on lämmittänyt planeettaa 1 C: llä esiteollisen tason yläpuolelle. Ekologiset yhteisöt eivät kuitenkaan reagoi globaaleihin keskiarvoihin. Alueelliset muutokset, jotka voivat vaihdella huomattavasti paikasta toiseen, ovat paljon merkityksellisempiä yrittäessä ymmärtää lämpenemisen lämpötilojen ekologista vastetta.
Fenologia on kasvien ja eläinten kausiluonteisten tapahtumien ajoitus ja voimakas linssi, jonka avulla voidaan tarkkailla ilmastomuutoksen vaikutuksia.
Esimerkiksi japanilaiset ovat seuranneet kukintojen syntymistä Kioton kirsikkapuissa yli 700 vuoden ajan. Nämä tiedot ovat antaneet nykyaikaisten tutkijoiden mahdollisuuden rekonstruoida kevätlämpötilat Japanissa yhdeksännestä vuosisadasta lähtien, paljastaa pitkäaikaisiin aurinkosykleihin liittyvät kylmät ajanjaksot.
Ilmastomuutoksen vaikutukset eivät lopu kasveihin. Kasvofenologian muutokset luovat muita epäsuoria reaktioita, jotka voivat kaikua koko ruokarainassa. Tutkijoilla on termi tähän: fenologinen epäsuhta. Ne ilmenevät, kun yhden vuorovaikutuksessa olevan lajin kausittainen ajoitus putoaa synkronoitumattomasti toisen lajin kanssa. Esimerkiksi Grönlannin kasvillisuuden kehityksen eteneminen on vahingoittanut karibu-populaatioita, joiden vuotuinen poikimiskausi ei enää vastaa ravinteimman rehun ajoitus.
Tämä on ekologin Eric Postin “varas-in-the-iltana”Analogia: ajatus, että ilmastonmuutoksen epäsuorat vaikutukset ovat suurin uhka ekologisille yhteisöille.
Ilmastonmuutos ja Albertan harmaasävyiset karhut
IPCC: n neljästä ilmastoennusteesta tutkimuksemme käytti maltillisten päästöjen skenaariota (nimeltään RCP4.5). Havaitsimme, että 2080: llä Alberta: n harmaakalvon valikoimassa olevat puhvelihedelmävalmisteet kypsyvät keskimäärin kolme viikkoa nykyistä aikaisemmin. Tämä eteneminen kasvaa 37-päiviin korkeammalla sijaitsevilla subalpiinivyöhykkeillä.
Vertailu kausipuhvelan kehityksestä Alberta-harmaakarhualueella. Kuvat kattaa ensimmäisten kukien ulkonäön hedelmän leviämiseen. Punainen aalto osoittaa marjojen kypsymisen.
Tällä muutoksella on suuria vaikutuksia provinssin hallitsevaan kaikkiruokaajaan sekä muihin paikallisiin hedelmäsyöjiin. Grizzlykarhut ovat keskittyneet voimakkaasti ruokaan, ja niiden liikkeitä ohjaa kausiluonteisten ruokalähteiden saatavuus.
Loppukesän aikana tutkijat ovat dokumentoineet yksittäiset karhut Albertassa kuluttaa jopa 200,000-marjoja päivässä. Tämän kriittisen ruokaresurssin ajoituksen muuttaminen tarkoittaa, että voimme odottaa karhuja toisinaan ja paikoissa, joissa emme ole tottuneet näkemään niitä.
Uhka lisääntymisasteelle
Lyhennetty puhvelin kesän puolivälissä kypsyminen myös kasvattaa eroa ruokintakauden ja talvehtumisen välillä. Tämä voisi muuttaa hedelmällisyyden lisääntymisasteita Albertan uhanalainen harmaakarhupopulaatio.
Karhut ovat yksi harvoista nisäkäslajeista, joiden implantointi viivästyy, ja keväällä hedelmöitetyt munat voivat odottaa kuukausia ennen raskauden alkua. Aiempi tutkimus on osoittanut vahvan korrelaation syksyllä olevien naiskarhujen kehon tilan ja heidän lisääntymismenestyksensä välillä.
Hyvin fyysisessä kunnossa olevat karhut synnyttävät aikaisemmin, laktaatit pidempään ja niissä on enemmän poikasia. Karhut, joilla ei ole tarvittavia rasvavarastoja, eivät välttämättä synny.
Nämä ilmenevät fenologiset epäsuhteet saattavat myös kiertää takaisin itse puhvelikkaan. Myös puhvelikkaan kevään kukinnan ajoitus muuttuu aikaisemmin, ehkäpä poistamalla se synkronoinnin kasvien pienikärpäsen pölyttäjien elinkaaren kanssa riippuu.
Emme välttämättä odota, että hyönteisten pölyttäjät etenevät tulemisessaan samassa tahdissa kuin puhvelikkakukat, koska hyönteiset saattavat myös reagoida muut vuodenaikojen signaalit kuten tunnin päivänvaloa.
Tämä on erityisen ongelmallista puhvelinmarjalle, koska se on yksi ensimmäisistä pensaslajeista, jotka kukkivat keväällä, kun pölyttäjäpopulaatiot ovat vasta alkamassa. Tuolloin pölytykseen on muutama vaihtoehto.
Jos tässä on hyviä uutisia, kasvava ymmärrysmme ilmastonmuutoksen ekologisista vaikutuksista voi auttaa päätöksentekijöitä ja sitoutuneita kansalaisia tekemään tietoisia päätöksiä. Hiilivero, kasvihuonekaasupäästöjen tavoitteet ja uusiutuvan energian strategiat ovat keskeisiä aiheita, jotka vaativat huomioamme.
Author
Greg McDermid, professori, University of Calgary; David Laskin, tohtorintutkinto, University of Calgaryja professori Scott Nielsen, University of Alberta
Tämä artikkeli julkaistaan uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.
Liittyvät kirjat
