Большинство исследований в области экологии изменения климата ограничиваются воздействием одной климатической переменной, такой как температура или доступность воды, на один трофический уровень за раз и часто на один вид. Например, многие исследования показали, что повышение уровня углекислого газа может ускорить рост растений.
Хотя такие исследования могут дать важную информацию, этот узкий подход также может быть экологически и климатически нереалистичным, согласно новой статье исследователей из Йельского университета.
В статье для журнала Trends in Ecology & Evolution два ученых из Йельского университета доказывают, что чрезмерно упрощенные исследования или эксперименты позволяют избежать присущей природным системам сложности и взаимосвязанности. В результате они могут давать ошибочные предсказания климата, пишут они.
«Большинство исследований в области экологии изменения климата в течение многих лет собирали низко висящие плоды», - сказал Адам Розенблатт, научный сотрудник Йельской школы лесного хозяйства и экологических исследований (F&ES) и ведущий автор. бумаги. «Часто они изучают влияние одного типа переменных. Это, безусловно, полезно, но нереалистично, потому что в природе ничто не существует изолированно».
Документ был написан в соавторстве с Освальдом Дж. Шмитцем, профессором демографической и общественной экологии Oastler в F&ES.
"Традиционно экспериментальный анализ воздействия изменения климата на экосистемы заключается в том, чтобы сосредотачиваться на одной переменной за раз. Но это приводит к довольно фрагментарной и фрагментарной картине функционирования экосистемы, - сказал Шмитц. - Мы предлагаем более комплексный подход. Несмотря на то, что он более сложный, он, тем не менее, поможет представить более полную и последовательную картину того, как изменение климата в реальном мире повлияет на экосистемы."
В частности, они предлагают уделять больше внимания исследованиям, изучающим, как изменение климата повлияет на взаимодействие между всеми компонентами пищевой цепи, включая прямое и косвенное воздействие на хищников, травоядных и растения.
Например, в то время как некоторые исследования изучают влияние, скажем, изменений количества осадков на физиологию животных и растений, влияние изменений содержания питательных веществ в растениях в нижней части пищевой сети также может иметь важные последствия..
«Все эти вещи происходят одновременно, поэтому, если взглянуть только на одну сторону, можно упустить более полную картину», - сказал Розенблатт. «Это означает, что прогнозы, которые мы пытаемся сделать о том, как пищевые сети и экосистемы будут реагировать на изменение климата, не будут такими точными, как могли бы быть."
"Наша цель - заставить людей более реалистично думать о том, как изменение климата на самом деле повлияет на экосистемы, от которых мы зависим".
Чтобы проиллюстрировать этот момент, Розенблатт поделился примером недавнего исследования, которое показало, как повышение температуры на пастбищах Новой Англии на самом деле улучшило приспособленность кузнечиков, повысив их репродуктивный потенциал. Но когда Розенблатт провел еще один эксперимент, сочетавший эффекты потепления с засухой, он обнаружил противоположную закономерность: кузнечики стали менее приспособленными.
«Установление этих базовых результатов в рамках простого сценария было ценным, - сказал он, - но чтобы сделать следующий шаг, нам нужны более масштабные эксперименты».
Следующий шаг, конечно же, связан с логистическими и экономическими проблемами. В случае таких полевых экспериментов введение дополнительных переменных требует экспоненциального увеличения количества экспериментальных обработок. Например, если ученый смотрит просто на эффекты нагревания, он может выбрать два метода лечения: согревающий и не нагревающий. Если они хотят одновременно добавить к уравнению воздействие засухи, количество обработок удваивается, чтобы учесть все четыре возможные комбинации переменных. Добавление третьей переменной снова удваивает количество процедур до восьми. И так далее.
«Реальность такова, что проводить такого рода исследования действительно сложно, поэтому мы не обвиняем и не говорим, что ученые не выполняют ценную работу», - сказал Розенблатт. «Я полностью понимаю, почему люди не занимаются этим так сильно, как исследованиями одного фактора или одного вида, потому что это легче контролировать и это дешевле.
"Однако экологи, занимающиеся изменением климата, должны подумать о том, чтобы инвестировать время, деньги и ресурсы, чтобы иметь возможность заниматься этой более сложной наукой в дополнение к более узконаправленной науке."