Аномальный сезон интенсивного таяния ледников в 2002 году вызвал многочисленные отчетливые изменения в физических и биологических характеристиках Сухих долин Мак-Мердо в Антарктиде в течение следующего десятилетия, как показывает новое исследование, проведенное Университетом Колорадо в Боулдере.
Выводы показывают, что даже внезапные кратковременные климатические явления могут вызывать долговременные изменения в полярных регионах, которые разворачиваются в течение нескольких лет и впоследствии изменяют общую траекторию экосистемы.
Новое исследование опубликовано в журнале Nature Ecology and Evolution.
Сухие долины Мак-Мердо (MDV) являются крупнейшим свободным ото льда регионом Антарктиды и считаются средой полярной пустыни из-за низкой влажности и скудных осадков. В рамках долгосрочного экологического исследования McMurdo Dry Valleys (LTER) Национального научного фонда, которому исполняется 25 лет, на исследовательском полигоне MDV ведется непрерывная многолетняя запись атмосферных и экологических данных.
В период с 1987 по 2000 год в регионе MDV наблюдался период похолодания, в течение которого средние летние температуры неуклонно снижались, а солнечная радиация постепенно увеличивалась. Эта тенденция привела к ожидаемым изменениям большинства биологических переменных, включая снижение речного стока и увеличение толщины постоянного ледяного покрова на озерах.
В 2002 году, однако, летний сезон на MDV был аномально теплым и солнечным, что вызвало наибольшее количество талой ледниковой воды с 1969 года. Это резкое событие вызвало многочисленные изменения в озерах, ручьях и почвах MDV в течение следующих десятилетие.
«Этот паводок был поворотным моментом», - сказал Майкл Гусефф, научный сотрудник Института арктических и альпийских исследований Университета Боулдера (INSTAAR) и ведущий исследователь проекта MDV LTER. «До этого все физические и биологические показатели двигались в одном направлении».
Вместо строго коррелированных изменений биологические реакции на сезон 2002 г. различались, а в некоторых случаях отставали на годы. Например, исследователи обнаружили, что один из доминирующих видов почвы, численность которого ранее сокращалась, медленно увеличивался после паводкового года, в то время как более редкие виды более позитивно реагировали на пульс влаги, и рост популяции переносился на последующие лета..
«Долговременные записи необходимы для понимания того, как и когда сообщества организмов могут реагировать вместе или как отдельные виды на резкие изменения окружающей среды», - сказал Росс Вирджиния, директор Института арктических исследований в Дартмутском колледже. и соавтор исследования.«По мере изменения климата в сухих долинах такие биотические реакции и взаимодействия будут формировать его будущее биоразнообразие».
Пол Катлер, руководитель программы NSF по двум LTER в Антарктиде, отметил, что эти результаты подчеркивают ценность сбора данных в течение десятилетий.
«Мир природы работает нелинейно и в разных временных масштабах, от ежедневных циклов до процессов, которые занимают века», - сказал Катлер. «LTER играют важную роль в измерении и расшифровке этих сложностей, чтобы обеспечить базовое понимание функционирования экосистем и уточнить прогнозы будущего критически важных экосистем, особенно в таких областях, как Сухие долины, которые поддерживают древний, но потенциально хрупкий экологический баланс."
Выводы свидетельствуют о том, что в настоящее время происходят значительные преобразования антарктических экосистем, и будущие климатические явления будут продолжать влиять на них.
«Единственный сезон экстремального таяния пород привел к асинхронному паттерну», - сказал Гусефф, который также является доцентом кафедры гражданского, экологического и архитектурного проектирования Калифорнийского университета в Боулдере. «Это могут быть внезапные, кратковременные события, происходящие в ответ на изменение климата, которые вызывают долгосрочные изменения физических и биологических аспектов полярных экосистем».