От Арктики до пустыни Мохаве наземные и морские среды обитания быстро меняются. Эти изменения затрагивают животных, адаптированных к определенным экологическим нишам, иногда вытесняя их или сокращая их численность. С их привилегированной позиции спутники особенно хорошо подходят для наблюдения за изменением среды обитания и помогают ученым прогнозировать воздействие на распределение, численность и миграцию животных.
На пресс-конференции в понедельник на собрании Американского геофизического союза в Сан-Франциско трое исследователей обсудили, как подробные спутниковые наблюдения способствовали экологическим исследованиям изменений с течением времени. Выступающие обсудили, как изменения арктического морского ледяного покрова помогли ученым предсказать 30-процентное сокращение мировой популяции белых медведей в течение следующих 35 лет. Они также рассказали о том, как спутниковые снимки снижения продуктивности растений из-за засухи в Северной Америке дают представление о том, как будут жить мигрирующие травоядные и их хищники. Наконец, они также обсудили, как спутниковые данные о росте растений показывают, что концентрация стад диких северных оленей на Крайнем Севере России не привела к чрезмерному выпасу их среды обитания, как считалось ранее..
Долгосрочное снижение численности белого медведя
Белые медведи зависят от морского льда почти во всех аспектах своей жизни, включая охоту, путешествия и размножение. Спутники НАСА и других агентств отслеживают изменения морского льда с 1979 года, и данные показывают, что арктический морской лед сокращался в среднем примерно на 20 500 квадратных миль (53 100 квадратных километров) в год за период с 1979 по 1979 год. 2015 год. В настоящее время состояние субпопуляций белого медведя изменчиво; в некоторых районах Арктики численность белого медведя, вероятно, сокращается, но в других она остается стабильной или, возможно, растет.
«Когда мы заглядываем вперед на несколько десятилетий, климатические модели предсказывают такую глубокую потерю арктического морского льда, что почти нет сомнений, что это негативно повлияет на белых медведей на большей части их ареала из-за их критической зависимости от морского льда», - сказал он. Кристин Лайдре, исследователь Центра полярных наук Вашингтонского университета в Сиэтле и соавтор исследования прогнозов глобальной популяции белых медведей. Эрик Регер из Службы рыболовства и дикой природы США в Анкоридже, Аляска, руководил исследованием, которое было опубликовано 7 декабря в журнале Biology Letters.
«В краткосрочных масштабах мы можем по-разному реагировать на потерю морского льда среди субпопуляций белых медведей», - сказал Лайдре. «Например, в некоторых частях Арктики, таких как Чукотское море, белые медведи кажутся здоровыми, жирными и хорошо размножаются - это может быть связано с тем, что этот район очень экологически продуктивен, поэтому вы можете потерять немного льда, прежде чем увидите негативные последствия для медведей.. В других частях Арктики, таких как западная часть Гудзонова залива, исследования показали, что выживание и размножение снижаются по мере уменьшения наличия морского льда».
Результаты Регера, Лайдре и их коллег являются результатом оценки белых медведей, занесенной в Красную книгу Международного союза охраны природы (МСОП). Чтобы определить уровень угрозы для вида, МСОП просит ученых спрогнозировать, какой будет численность популяции вида через три поколения. Используя данные, полученные от взрослых самок в 11 субпопуляциях белых медведей в Арктике, команда Регера и Лайдре рассчитала продолжительность поколения белых медведей - средний возраст размножающихся взрослых самок - в 11,5 лет. Затем они использовали спутниковые данные о протяженности арктического морского льда, чтобы рассчитать темпы потери морского льда, а затем спрогнозировали эти темпы в будущем, чтобы оценить, насколько еще может уменьшиться ледовый покров примерно за три поколения белых медведей, или 35 лет.
Наконец, ученые оценили различные сценарии взаимосвязи между численностью белых медведей и морским льдом. В одном из них численность медведя уменьшалась прямо пропорционально морскому льду. В других сценариях исследователи использовали существующие, хотя и скудные, данные о том, как численность белых медведей изменилась по отношению к таянию морского льда, используя все доступные данные о субпопуляциях белых медведей в четырех существующих экорегионах белых медведей, и прогнозировали на будущее. эти наблюдаемые тенденции. Они пришли к выводу, что, исходя из медианного значения по всем сценариям, существует высокая вероятность 30-процентного сокращения глобальной популяции белых медведей в течение следующих трех-четырех десятилетий, что поддерживает включение этого вида в Красный список МСОП как уязвимый.
«Трудно предсказать, какой будет численность популяции в будущем, особенно для животных, которые живут в обширных и отдаленных регионах», - сказал Регер. «Но, в конце концов, белым медведям нужен морской лед, чтобы быть белыми медведями. Это исследование дополняет растущее количество доказательств того, что этот вид, вероятно, столкнется со значительным сокращением численности по мере продолжения утраты среды обитания».
Засуха и горные львы
Юго-запад Соединенных Штатов, как ожидается, станет более подверженным засухе из-за изменения климата. В результате потеря растительности повлияет не только на травоядных, таких как олень-мул; их главный хищник, горные львы, может пострадать еще сильнее.
Для оценки численности и распределения оленей-мулов и горных львов в Юте, Неваде и Аризоне Дэвид Стоунер, эколог дикой природы из Университета штата Юта в Логане, штат Юта, использовал изображения продуктивности растений, полученные с помощью спектрорадиометра с изображением среднего разрешения., запущенные на спутниках НАСА Terra и Aqua, а также радиотелеметрические измерения плотности и перемещений животных. Он обнаружил, что существует очень сильная связь между продуктивностью растений и плотностью оленей и горных львов.
Измерение численности оленя-мула в западной части Соединенных Штатов технически сложно, опасно и очень дорого. Для горных львов все еще хуже, - сказал Стоунер. - Но измерение изменений в растительности относительно просто и доступно. С помощью этого исследования мы предоставили модель, которую специалисты по охране дикой природы могут использовать для оценки плотности оленей и горных львов, двух крупных видов дичи, имеющих большое экономическое значение».
Используя карты продуктивности растительности во время сильной засухи, случившейся на юго-западе США в 2002 году, Стоунер смоделировал распределение и численность оленей и горных львов, если экстремальная засуха станет нормой.
«В 2002 году произошло 30-процентное снижение количества осадков по сравнению с историческим рекордом», - сказал Стоунер. «Используя измерения растительности, подверженной засухе, наша модель предсказала снижение плотности оленей на 22 процента. Для горных львов снижение составило 43 процента. Горные львы встречаются с гораздо меньшей плотностью, чем олени, поэтому любая потеря их добычи может иметь непропорционально большие последствия. влияет на их репродуктивную способность и общую численность."
Олени-мулы являются популярными промысловыми животными, приносящими сотни миллионов долларов в сельские районы за счет развлекательной охоты и туризма. Но олени также могут иметь неблагоприятные экономические последствия; они вызывают столкновения транспортных средств, пожирают урожай и повреждают сады.
«Засухи сделают человеческие ландшафты более привлекательными для оленей, потому что фермы и пригороды орошаются и остаются довольно зелеными», - сказал Стоунер. «И горные львы пойдут туда, где есть олени. Мы потеряем некоторые экономические выгоды от содержания этих животных, потому что их будет меньше, но затраты возрастут, потому что оставшиеся животные будут привлечены». в города и фермы."
Дальние путешествия для диких северных оленей
Таймырское стадо северных оленей в самом северном регионе России является крупнейшим стадом диких северных оленей в мире и ключевым источником пищи для коренного населения Таймырского полуострова.
«Популяция северных оленей сокращается во всем мире, местами катастрофически; на Таймыре с 2000 года произошло примерно 40-процентное падение, и поголовье сейчас составляет 600 000 голов», - сказал Андрей Петров, адъюнкт-профессор Университета Северной Айовы в Сидар-Фолс.
Петров изучил исторические данные, начиная с 1969 года, и определил, что в распределении и характере миграции диких северных оленей происходят постоянные изменения из-за изменения климата и давления человека. Олени двинулись на восток, подальше от человеческой деятельности. В то же время стадо теперь путешествует дальше на север и выше в течение лета, возможно, чтобы избежать повышения температуры и увеличения численности комаров.
«Сейчас таймырским оленям приходится преодолевать большие расстояния между зимними и летними угодьями, и это вызывает более высокую смертность телят», - сказал Петров. «Другими факторами, способствующими более высокой смертности, являются усиление беспокойства комаров и тот факт, что реки открываются раньше, чем раньше, и животные должны пересекать их во время миграции."
Петров также использовал снимки спутниковой программы НАСА/Геологической службы США Landsat, чтобы определить, как присутствие северных оленей на их летних угодьях влияет на растительность. Он обнаружил, что, как и ожидалось, растительная биомасса уменьшилась, пока олени паслись, но восстановилась через несколько недель после того, как животные покинули этот район. Этот вывод свидетельствует против чрезмерного выпаса скота как возможного фактора сокращения популяции северных оленей Таймыра, которое произошло после 2000 года.
«Работа, обсуждаемая на сегодняшней пресс-конференции, является символом многих способов, которыми спутниковое дистанционное зондирование поддерживает наши усилия по управлению природными ресурсами и сохранению дикой природы», - сказал Вуди Тернер, научный сотрудник Программы биологического разнообразия НАСА в штаб-квартире НАСА. в Вашингтоне.