В течение следующих нескольких десятилетий повышение зимних температур, связанное с глобальным потеплением, может значительно расширить ареал южного соснового жука - одного из самых агрессивных насекомых-убийц в мире - на большей части севера Соединенных Штатов и юга. Канада, говорится в новом исследовании. Ареал жука резко ограничен ежегодными экстремально низкими температурами, но эти минимумы растут намного быстрее, чем средние температуры - тенденция, которая, вероятно, будет способствовать распространению жуков, говорят авторы. Исследование было опубликовано сегодня в журнале Nature Climate Change..
Исследование указывает на «огромную уязвимость обширной экосистемы», - сказал ведущий автор Кори Леск, аспирант факультета наук о Земле и окружающей среде Колумбийского университета. «Мы можем увидеть потерю биоразнообразия и знаковых региональных лесов. Это нанесет ущерб туризму и лесному хозяйству в и без того испытывающих трудности сельских районах». Соавтор Рэдли Хортон, исследователь Земной обсерватории Ламонта-Доэрти при Колумбийском университете, говорит, что зараженные леса также могут высыхать и гореть, подвергая опасности имущество и выделяя большое количество углерода в атмосферу..
До недавнего времени южные сосновые жуки жили от Центральной Америки до юго-востока Соединенных Штатов, но в последнее десятилетие или около того они также начали появляться в некоторых частях Северо-Востока и Новой Англии. Существенные вспышки начались в Нью-Джерси в 2001 году. Жуки были впервые обнаружены на Лонг-Айленде в Нью-Йорке в 2014 году и в Коннектикуте в 2015 году.
Леск и Хортон прогнозируют, что к 2020 году жуки обосноваются вдоль атлантического побережья вплоть до Новой Шотландии. Они говорят, что к 2050 году 78 процентов из 48 000 квадратных миль, которые в настоящее время занимают смоляные сосновые леса от южного штата Мэн до восточного Огайо, будут иметь новый климат, подходящий для жуков. Они ожидают, что к 2060 году жук распространится дальше от южной части Новой Англии до Висконсина, а к 2080 году климат, подходящий для жука, должен достигнуть 71 процента красных сосен и 48 процентов обыкновенных сосен, которые простираются на более чем 270 000 квадратных метров. миль на северо-востоке США и юге Канады.
Исследование является частью более крупной работы, в которой Леск и Хортон стремятся выявить риски для видов и экосистем, связанные с изменениями экстремальных температур. Многие виды чувствительны к максимумам и минимумам, которые, как ожидается, будут иметь большие колебания частоты и интенсивности по мере потепления климата. Исследователи решили сосредоточиться на южном сосновом жуке, потому что он оказывает огромное влияние на лесные экосистемы, а влияние порогов холода на его ареал было хорошо задокументировано еще в начале 20 века. По данным Лесной службы США, нашествия сосновых жуков на юго-востоке США обходятся примерно в 100 миллионов долларов в год в виде потерь древесины только с 1990 по 2004 год.
В прошлом такие анализы в основном рассматривали средние температуры июля или средние температуры января, сказал Мэтью Эйрес, профессор экологических наук Дартмутского колледжа, изучавший жуков. Это может показаться разумным, сказал он, но «эта переменная, самая холодная ночь зимы, очень важна для самых разных вещей». Самая холодная ночь зимы потеплела примерно на 6 или 7 градусов по Фаренгейту за последние 50 лет на метеостанциях во многих частях Соединенных Штатов, по сравнению со среднегодовой температурой всего на 1 градус по Фаренгейту. Хортон и Леск прогнозируют дополнительное повышение годовой минимальной температуры воздуха на 6,3-13,5 градусов по Фаренгейту на северо-востоке США и юго-востоке Канады к 2050-2070 гг..
Исследователи внимательно изучили Нью-Джерси, где распространение жуков произошло на фоне тенденции к потеплению в условиях экстремальных холодов. Температура сосновой коры, которой питаются жуки, более теплая, чем воздух, является, по-видимому, решающим фактором. Самые северные наблюдения сильно коррелировали с широтами, на которых зимняя температура коры достигала минимум 14 градусов по Фаренгейту. С 1980 года 14-градусная зимняя минимальная температура коры в Нью-Джерси мигрировала на север примерно на 40 миль за десятилетие. Начиная с 2002 года самые северные точки обнаружения жуков перемещались на север примерно на 53 мили за десятилетие.
Чтобы учесть неопределенность в своих прогнозах, Леск и Хортон включили 27 различных моделей глобального климата и модели выбросов двух парниковых газов. Они также учитывали возможность того, что жуки не смогут путешествовать по лиственным лесам с редкими соснами на севере Соединенных Штатов. Однако жукам уже удалось это во многих областях. В целом исследователи обнаружили, что неопределенность привела к 43-летнему диапазону между самым ранним и самым поздним годом, когда климат, подходящий для жуков, ожидается в среднем по всему исследуемому региону.
В документе не рассматриваются некоторые факторы неопределенности, такие как возможность того, что экстремальные холода могут измениться более резко, чем предполагают климатические модели, если модели атмосферной циркуляции или снежный покров изменятся непредсказуемым образом. Есть также вопросы о том, как жуки могут реагировать на засуху или жару; насколько уязвимыми для нападения жуков будут северные породы сосны; и как потепление может повлиять на естественных хищников жуков, таких как клетчатый жук.
Управляющие землей южнее использовали адаптивные стратегии с ограниченным успехом, в основном прореживание лесов с высокой плотностью деревьев или вырубку зараженных деревьев. Вопрос в том, сработают ли эти стратегии на севере.
Другими авторами исследования являются Итан Коффел из Колумбийского университета; Энтони Д'Амато из Университета Вермонта и Кевин Доддс из Лесной службы Министерства сельского хозяйства США.