Используя прошлое для предсказания будущего: влияние изменения климата на полынные степи

Ученые из Университета штата Юта разработали новый способ использования долгосрочных данных о популяциях для моделирования реакции видов на изменение климата в будущем.

На основе тысяч наблюдений за ростом большой полыни (Artemisia tridentata) от Аризоны до Вашингтона, Энди Кляйнхессинк и Питер Адлер показали, что популяции полыни на холодных участках увеличивались после более теплых, чем в среднем, лет, тогда как популяции на жарких участках сокращались. В условиях быстрого потепления это говорит о том, что в будущем популяции полыни могут сократиться на жаркой границе ареала вида, но увеличиться в холодных районах. Эти изменения могут серьезно повлиять на дикую природу, например, на большого шалфейного тетерева (Centrocercus urophasianus), который зависит от полыни как от среды обитания и пищи.

Новизна и сила этого исследования — в объединении измерений, проводившихся на протяжении десятилетий на сотнях локаций. В исследование вошли 8175 наблюдений за межгодовыми изменениями численности полыни на 131 участке мониторинга в западной части Северной Америки. Рост полыни на каждом участке сравнивался с записями о температуре и осадках, чтобы определить, как межгодовые колебания погоды влияют на рост.

Ключевой вывод исследования заключается в том, что влияние погоды на рост полыни меняется в зависимости от географического ареала вида. Теплые годы помогают полыни на холодных участках высокогорья, но вредят ей на жарких низкогорных участках. Эта закономерность согласуется с результатами предыдущих исследований, основанных только на данных о распространении полыни. Однако, поскольку текущее исследование объединяет долгосрочные данные с записями о встречаемости, оно устанавливает более прямую связь между климатом, распространением и численностью вида.

Одно из ключевых преимуществ этого подхода для полыни и других видов — возможность для экологов делать краткосрочные количественные прогнозы о том, как популяции будут реагировать на ежегодные климатические колебания. Поскольку такие прогнозы можно делать для эффектов краткосрочных изменений климата (1–10 лет), их, теоретически, можно проверить относительно быстро. Это создаст цикл тестирования и уточнения моделей, который в конечном итоге может улучшить долгосрочные прогнозы и укрепить уверенность в предсказаниях экологов.

Хотя модели распространения видов для полыни уже предсказывали, что глобальное потепление может привести к увеличению ее численности в холодных регионах и сокращению в жарких, новая работа использует совершенно новый подход к моделированию и независимый набор данных. Однако исследование также показало, что полынь может быть менее чувствительна к осадкам, чем ожидалось: полынь в засушливых местах не росла сильнее после влажных лет по сравнению с полынью во влажных местах. В целом, результаты позволяют предположить, что долгосрочные изменения температуры могут быть более важны для будущего полыни, чем изменения в количестве осадков.