По мере того, как Земля нагревается из-за антропогенного изменения климата, экстремальные климатические явления, такие как волны тепла, засухи и скачки температуры океана, участились и, по прогнозам, станут еще более частыми к концу этого века.
В то время как ученые борются с поведенческими, экологическими и эволюционными последствиями экстремальных климатических явлений, журнал Philosophical Transactions of the Royal Society B создал специальный июньский выпуск, чтобы изучить то, что известно по этой теме, и предложить новые подходы к этой сложной проблеме. и быстро расширяющаяся область исследования. Выпуск, который был опубликован в Интернете 8 мая 2017 года, редактировался совместно с биологом Океанографического института Вуд-Хоул (WHOI) Стефани Женуврье.
«Экологические последствия этих экстремальных климатических явлений для и без того подверженных стрессу экосистем неизвестны, - говорит Женуврие, популяционный биолог, - но понимание последствий имеет решающее значение для будущих усилий по сохранению».
В дополнение к своей роли соредактора, Женуврье также является соавтором исследования, представленного в специальном выпуске, в котором рассматривается, как экстремальные явления потепления океана еще больше нагружают и без того сокращающуюся популяцию чернобровых альбатросов в Французские южные и антарктические земли.
«Предыдущие исследования воздействия изменения климата на экосистемы в основном были сосредоточены на изменениях средней температуры - средней температуры за определенный период времени», - говорит Женуврие.
Глядя на средние температуры из года в год, ученые могут определить тенденции, чтобы определить, повышается ли температура, остается неизменной или становится холоднее, и изучать, как эти тенденции влияют на экосистемы. Однако, поскольку тренд отражает средние температуры, он «сглаживает» изменчивость и экстремальные явления, а также драматические последствия, которые эти явления могут иметь для видов и экосистем. Именно влияние такой изменчивости и экстремальных явлений температуры океана на популяцию альбатросов было решено изучить Женуврье и ее командой..
«Изменения в изменчивости могут иметь самые разные последствия для динамики популяций как животных, так и растений», - говорит Женуврие.
Чтобы оценить воздействие на альбатросов, Женуврие и ее соавторы из Центра биологических исследований Шизэ во Франции изучили данные о температуре поверхности моря и записи об экстремальных потеплениях с 1978 года для альбатросов, размножающихся на острове Кергелен. Для этого они разработали компьютерные демографические модели для сравнения влияния изменений как средней (средней) температуры поверхности моря, так и изменчивости температуры поверхности моря на рост населения и долю возрастных групп в составе населения.
Изменение изменчивости температуры приводит к более частым более теплым и более холодным явлениям, в то время как изменение среднего значения температуры увеличивает частоту более теплых явлений, но снижает частоту более холодных явлений. Исследователи обнаружили, что изменения в колебаниях температуры океана оказали тройное влияние на скорость роста популяции альбатросов по сравнению с изменениями только средней температуры океана. Возрастающие колебания температуры океана - температуры, которые колеблются значительно ниже или выше оптимальной для вида - приводят к сокращению популяции, в то время как увеличение средней (средней) температуры океана приводит к увеличению популяции.
Хотя более частые более жаркие экстремальные явления приведут к сокращению популяции, изменение среднего значения приводит к более частым более теплым явлениям, которые благоприятствуют этой конкретной популяции, поскольку оптимальное значение для альбатросов на самом деле выше, чем текущая историческая температура. Другими словами, эффект экстремальных явлений можно смягчить, когда виды живут в более прохладных, чем оптимальные, условиях, обеспечивая своего рода «климатический запас безопасности» для этих видов.
«В этом случае историческое среднее (или среднее значение) температуры поверхности моря было ниже, чем оптимальная температура для этого вида», - объясняет Женуврье. «Если средняя температура потеплеет, эти альбатросы будут испытывать температуры, которые чаще будут находиться в оптимальном диапазоне для вида или близки к нему, поэтому эти изменения среднего значения будут смягчать негативные последствия экстремального потепления».
Однако, даже для тех видов, которые действительно испытывают буферный эффект от запаса климатической безопасности, это, вероятно, будет только временным, поскольку будущие температуры продолжают подниматься выше их оптимального температурного диапазона, добавляет она.
Исследователи также изучили воздействие экстремальных явлений на различные возрастные группы популяции альбатросов. Обе модели - одна из которых увеличивает среднее значение температуры, а другая - колебания температуры поверхности моря - для более молодых популяций: воздействие с потенциально важными последствиями для сохранения вида, поскольку более молодые птицы, скорее всего, попадаются на ярусные рыболовные крючки.
"В этом специальном выпуске журнала мы разработали дорожную карту как для продвижения исследований, так и для включения того, что было изучено в смежных областях", - добавляет Женуврье. «Понимание поведенческих, экологических и эволюционных последствий экстремальных климатических явлений имеет решающее значение, когда эти явления быстро увеличиваются по частоте и интенсивности из-за глобального изменения климата».