Как горные ручьи сигнализируют об изменении климата
Новый инструмент позволяет точнее оценить важный, но часто упускаемый из виду индикатор глобального потепления: разнообразие насекомых, червей и улиток, обитающих в высокогорных ручьях.
Водные беспозвоночные особенно уязвимы, когда климат колеблется от исторических засух до массивных наводнений. Поскольку они служат пищей для других форм альпийской жизни, таких как птицы, летучие мыши, лягушки и рыбы, экологи обеспокоены способностью этих насекомых процветать.
Понимание того, как изменение климата влияет на этих мелких существ, требует понимания того, где мы должны их находить. Однако классические экологические теории не учитывали то, что обнаружила команда экологов из UC Riverside и их коллег из UC во время недавнего исследования водной жизни в калифорнийской Сьерра-Неваде.
В качестве шага к их защите команда применила новую теорию для прогнозирования биоразнообразия к высокогорным ручьям. Эта теория и результаты полевых исследований, которые к ней привели, подробно описаны в статье в журнале Ecological Monographs.
"Мы разработали новые способы осмысления биоразнообразия в высокогорных ручьях Сьерры, потому что старые подходы нам не подходили", — сказал соавтор статьи Курт Андерсон, доцент кафедры эволюции и экологии.
"Классические теории экологии ручьев не были разработаны в Сьеррах, поэтому мы адаптируем новый набор идей, чтобы лучше объяснить то, что мы там наблюдаем", — отметил Андерсон.
Одной из таких классических теорий является концепция речного континуума, которая описывает, как функционируют экосистемы ручьев по мере их движения от истоков вниз к более крупным, открытым рекам. Согласно этой концепции, должен наблюдаться плавный градиент изменений от высоких к низким высотам. Команда провела исследование биоразнообразия ручьев вдоль такого градиента, чтобы проверить подобные концепции.
"Мы увидели изменения, но лишь частично и не по тем причинам, которые указывала теория", — сказал Андерсон. "Например, мы обнаружили, что озера, как правило, прерывали плавное изменение, которое мы должны были наблюдать".
Команда UCR отметила, что разнообразие беспозвоночных в целом увеличивалось по направлению вниз по течению и было наименьшим в ручьях, расположенных непосредственно ниже озер.
"Мы полагаем, что озера могут оказывать разъединяющий эффект и заставляют нижележащие водотоки заново "наращивать" разнообразие", — сказал эколог UCR Мэтью Грин, первый автор новой статьи.
Команда также обнаружила большое разнообразие жизненных форм в холодных, изолированных ручьях высоко в верховьях. Несмотря на общую тенденцию к увеличению разнообразия при движении вниз по течению, иногда различия в видах между изолированными верховьями могли быть такими же большими, как и между верховьями и низовьями.
"Эти водные формы жизни находятся на краю пропасти изменения климата", — сказал Дэйв Хербст, исследователь из Лаборатории водных исследований Сьерра-Невады (UC Natural Reserve) и соавтор статьи.
На участках непосредственно ниже озер доминировали лишь несколько видов беспозвоночных и насекомых, способных фильтровать частицы пищи. На других участках со смешанными источниками пищи присутствовало больше видов.
Команда рекомендует защищать взаимосвязанные системы проточных вод от перебросов и от повреждения среды обитания, вызванного неограниченным освоением земель. Когда воды могут течь естественным образом, количество ресурсов, доступных обитающим в них существам, поддерживает более высокое разнообразие.
"Именно это позволит этим маленьким, но чрезвычайно важным формам жизни процветать", — сказал Андерсон. "Там, где естественные места обитания были нарушены, усилия по восстановлению могут стать ключом к обеспечению устойчивости всей экосистемы к предстоящим невзгодам изменения климата".