Сeгoдня вряд ли удaстся нaйти чeлoвeкa, кoтoрый нe слышaл, мoжeт быть глoбaльнoe пoтeплeниe. Влияниe измeнeния климaтa нa экoсистeмы изучaют вeздe и в рaзличныx aспeктax; прeждe всeгo рaбoт, пoсвящeнныx измeнeний фeнoлoгичeскиx пoкaзaтeлeй и aрeaлoв oбитaния или eгo oргaнизмoв. Влияниe климaтa нa динaмику числeннoсти видoв, извeстнo гoрaздo мeньшe, чтo нe удивитeльнo, пoтoму чтo сoбрaть рeпрeзeнтaтивныe кoличeствeнныe дaнныe, в тeчeниe мнoгиx лeт, oчeнь лeгкo. Eщe мeньшe удaeтся прoвoдить тaкиe исслeдoвaния бoльшoй тeрритoрии, чтoбы включить иx oтдeльныe виды, a цeлыe сooбщeствa. Нeдaвнo стaтья в журнaлe Science , пoкaзывaeт блeстящий примeр рeшeния тaкoй зaдaчи. Aвтoры прoaнaлизирoвaли связь рaспрoстрaнeния в рядe eврoпeйскиx и сeвeрoaмeрикaнскиx птиц и измeнeния климaтa пoслeдниx дeсятилeтий. Вывoды oрнитoлoгoв дoвoльнo трeвoжным: пoтeплeниe oкaзывaeт нaрaстaющee вoздeйствиe нa птиц и в нeдaлeкoм будущeм мoжeт привeсти к рeзкoму снижeнию числeннoсти мнoгиx видoв.
В пoслeднee врeмя всe чaщe гoвoрят o том, что наш мир становится «горизонтальной», «сеть». Централизованной организации место уступают широкий и неформальных объединениях, которые совместными усилиями решают различные проблемы. Не осталась в стороне и наука: появились многочисленные научно-исследовательские программы, в которых могут принять участие профессиональные. Пальма первенства здесь, безусловно, принадлежит к орнитологии: во многих странах Европы уже в течение многих десятилетий действуют общества, центр любителей птиц, которые участвуют в сборе информации о распространении, численности и образа жизни петровне. Результаты такой кооперации приобретают все более и более широкий масштаб, и свежий пример служит вышеупомянутая статья.
Рис. 2. Фото, очевидно, популярность любительской орнитологии в западных странах. Сайт board.dailyflix.net
Для многих авторов коллектива есть целая «армия» наблюдателей, участвовавших в сбор данных. Большинство из них специалисты не будут, а любители-«бердвотчеры» (фиг. 2. см. наблюдение за птицами), которые, кстати, согласно их квалификации иногда не уступают профессиональным орнитологам. В данном случае их задачей было отслеживание за количеством птиц. Для этого достаточно хорошее знание видов и владение простыми учета банан методикой учета. В системе наблюдателей осуществляется в рамках двух сетей мониторинга — PECBMS (Pan-European Общей Birds Monitoring Scheme — Общеевропейская система мониторинга обычных видов птиц) в Евросоюзе и это bbs (Разведения Птицы Обследования Исследование птенец на краю птиц и). Эта программа действует уже более 30 лет, а их результаты активно используют правительственные организации оценки воздействия человека на окружающую среду. Анализ включает в себя данные 20-Я по странам и 48 североамериканские штаты (без анклавов) 1980-го по 2010 год. — Столь долгий период исследований, которые охватывают значительную часть континентов — пожалуй, беспрецедентное событие, которое большие возможности для тщательного изучения последствий глобального потепления для Этой цели авторы выбрали 145 европейских и 380 североамериканских видов птиц, связанных с сухопутной местообитаниями. Различия в числе видов, связанные с неодинаковым богатства фаун: если в США гнездится более 780 видов птиц, то в Европе-только около 530. Группы включены наиболее многочисленные виды птиц: так, в Европе они составляют 89% ( населения. Среди них всем нам известно, большая синица, лазоревка, сорока, большой пестрый дятел и другие обычные типы.
О том, что потепление может сыграть отрицательную роль для многих птиц, известно уже давно: Так, в известной работе Ch. Both et al., 2006. Climate change and population declines in a long-distance migratory bird он показал, что сдвиг распускания листьев березы ранее предполагает изменения сроков массового развития насекомых-филлофагов (едят листья). Это привело к рассогласованию годового цикла мухоловки-пеструшки и динамики его кормовой базы: птиц стал пропустит корм для птенцов, успех размножения снижается, и в результате голландский популяция сократилась более чем на 90% всего лишь двух десятилетий.
На самом деле, здесь оказывается справедливой поговорка, кому война, а кому мать родна»: если для некоторых птиц изменение климата представляют серьезную угрозу, но они, наоборот, идут на пользу. Как заинтересованных сторон, в частности, относятся многие оседлые виды, круглый год обитающие в высоких широтах. Рост зимних температур положительно влияет на выживания в неблагоприятный период, и их число растет. Но в целом, оценить влияние потепления вид, в целом, довольно трудно, потому что часто его последствия неодинаковы в различных регионах: Скажем, если ареал вида степени повышения температуры перемещается на север, то в низких широтах ученые зафиксировали рис, как высокого роста. Поэтому прежде, чем новые авторы исследования, в первую очередь, поставлена задача выявить связь между распространением видов и различных климатических показателей. Они включили в модель трех основных факторов: годовая сумма температур выше 5°С, средняя температура самого холодного года соотношение фактической и потенциальной эвапотранспирации (объема воды, испаряемого на территории, в том числе конденсации растения). Последняя версия характеризует засушливость климата: сухой и горячий районах фактическое испарение намного меньше потенциально возможного. Все эти показатели могут внести свой вклад в определение границ видовых ареалов как непосредственно, так и косвенно, через влияние на растительность, кормовые объекты хищников, конкурентов или возбудителей заболеваний.
Потому что команда авторов включает в себя не только орнитологов, но и для профессиональных статистиков, методы моделирования довольно сложно. Использовать не один, а сразу четыре метода прогнозирования, причем каждый из вариантов включает в себя как линейным, так и нелинейным влияния факторов распространения видов. Для выбора оптимальной модели субконтиненты делится на 9 блоков; каждая модель протестирована «возможность» предсказать ареал вида: одного из них, по данным других восемь. Результаты и лучших моделей для каждого из четырех видов усреднили между ними, тем самым получая «консенсусные» оценки воздействия климата ареалы. Подчеркнем, что для распространения данных видов сам по себе не включает в себя никакой информации о динамике численности и собрались независимо от программ мониторинга.
Воздействия климатические параметры, задающие область распространения каждого вида, ученые посмотрели их изменения в конце 1980 до 2010 года по данным метеорологических прогнозов. Эти изменения сопоставить с предпочтениями птиц для каждого вида строить тенденции климатических пригодности (climate suitability тенденции, КНТ), отображает ожидаемые изменения площади кадра, и, как следствие, численности этого вида. Таким образом, получено обратной связи прогноз динамики численности видов три десятилетия, исключительно на основе изменений климата. Понятно, что климат-не единственный фактор, состояние, влияющие на численность, а сам характер этого влияния может быть неодинаковым в зависимости от особенности того или иного типа. Например, давно известно, что глобальное потепление и снижение количества пиратов идут в том же темпе, но разве это означает, что в то время как другие есть причинно-следственная связь? Вряд ли. Чтобы избежать такой ошибки выводов, авторы включили в модель не только в КНТ, но три основных характеристики исследуемых видов — массы тела предпочтительной гнездовые биотопы, расстояние миграции, а также их возможные решения. Кроме того, учли, что динамика одного типа в различных регионах (или различные виды на один район) может быть сходной сама по себе, без учета других причин. Все это позволяет установить относительный вклад каждого из факторов и выделить климатические» компонент других условий, воздействующих на птиц.
Введение климат настолько значительным, что исключение всех остальных характеристик практически не влияет на результаты моделирования (рис. 3).
Рис. 3. Показателей взаимосвязи (стандартизованные регрессионные коэффициенты) между наблюдаемыми популяционными трендами и трендами, прогнозируемыми на основе климатических динамика. Слева — Европа, справа за. Темные кружки показывают результаты моделей, которые включены не только климатический фактор (КНТ), но и три характеристики видов: массы тела, предпочтительно женщина, биотоп и расстояние миграции. Модель, результаты которых включали в себя только КНТ, показывает, светлые кружки. Как видно, в обоих случаях результаты практически совпадают, что говорит о преобладающем влиянии изменения климата на динамику численности птиц. Рисунок из обсуждаемой статьи в Science
Это свидетельствует о правильности предлагаемой гипотезы: изменение климата действительно оказать влияние на популяции птиц. Некоторое представление о силе этого влияния в разных странах сша дает рисунок. 4. как видно, на большей части территории наблюдаемые тенденции численности прямо пропорциональна КНТ. Тем не менее, авторы отмечают, что на уровне отдельных стран достоверности в этом плане мало. в частности, негативные зависимости, полученные для некоторых государств, статистически незначимы. Надежный зависимость можно получить, только объединив эти данные по всему субконтиненту.
Рис. 4. Связь в целом климатические пригодности (КНТ) и фактически трендами численности всех видов explorable на территории Европы (сверху) и (снизу). По осям отложено географические широту и долготу. Различными цветами показаны наклон линии регрессии, отражающие зависимость численности птиц в КНТ. Теплые тона соответствует прямой связи (более чем в климатических фитнеса, это более высокие показатели численности), серый — обратный. Авторы отмечают, что большинство оценок для отдельных стран, и, в частности, все случаи обратной взаимосвязи — статистически недостоверны. Рисунок из дополнительных материалов к обсуждаемой статье в Science
Потому что для авторов интерес для сообщества в целом, потребовалось их объединить результаты по отдельным видам-в мультивидовые показатели: Методы как агрегации использовались и ранее, например, на основе результатов PECBMS каждый год ожидают показатель на лесных птиц и легкий сельскохозяйственной птицы. Эти показатели отражают «средний» тенденции каждого из экологических групп и позволяют судить о благополучии заселяемых им биотопов. В настоящее время ученым потребовалось индекс, который может охарактеризовать устанавливает различные виды «отношением» глобальное потепление. В первую группу включены птицы положительно в целом климатические пригодности (positive climate suitability тенденции, КНТ+). Например, в Швеции эта группа включает в себя канюка и длиннохвостую синицу: современные изменения климата способствовали расширить круг и роста популяции этих видов. Вторая группа в совокупности виды негативного в целом (КНТ−), для которых характерны в тенденции, например, чечетку или овсянки-ремеза в той же Швеции. Причем, тот же вид в различных государствах или штатах может войти любой группы, в зависимости от его динамики в данном регионе, Например, болотная камышовка 7 европейских странах причислялась «положительной» группе, а 9 — го «отрицательного».
Нас обоих тоже подсчитали общий индекс обилия для каждого года. По этому показателю конкретного типа придавали весовой коэффициент, отражающий степень влияния климатических изменений его населения. Другими словами, вклад типа индексе пропорционален ее чувствительность к изменениям: Благодаря такой процедуре динамика «хорошие» виды показателей не затеряется на фоне других, менее чувствительны к потеплению видов. Объединив индексы все страны или штаты, авторы получили комплексные показатели, которые отражали доминирующие тенденции динамики КНТ+ и КНТ− групп, каждая субконтиненте.
Рис. 5. Изменения климата в Европе (A) и (B) в течение последних десятилетий. Синие линии — средняя годовая температура, оранжевых линий, средняя температура самого холодного месяца, зеленые линии — годовая сумма температур выше 5°C. Единицы измерения и разброс значений этих показателей не совпадают, поэтому их нормализовали и представил вертикальной оси в виде условных индексов с нулевым средним и единичной дисперсией. Прямые черные линии регрессии, которые отражают «общий» тренд всех трех климатических параметров. Наклон регрессии двух континентах не игнорирует существенные различия, так что потепление происходит более или менее синхронно. Рисунок из обсуждаемой статьи в Science
Как в Европе, так и Америке потепление климата прошла в том же темпе (рис. 5), но реакция сообщества птиц на он оказался не равны (фиг. 6). Старый континент это выразилось в негативной динамике «холодолюбивых» тип группы КНТ− в том случае, когда в Новом Свете — выраженном роста населения «теплолюбивых» КНТ+ «. в Первую очередь это связано с тем, что в рассматриваемых периода численность птиц в Европе снижалась, в том случае, когда в Северной Америке остается достаточно стабильным. как бы То ни было, частные различия не снимают принципиального сходства двух континентах КНТ+ и КНТ− группы было в тенденции, динамика.
Рис. 6. Влияние климатических условий, тенденции численности обычных видов птиц. Мультвивидовые популяционные индексы групп КНТ+ (оранжевые линии) и КНТ− (синяя линия), объединенных в странах Ес (A) и США (B). Цветные полосыпоказывают 90% надежный «интегралы». Индекс влияние климата (C — N, D — N) равна частных показателей КНТ+ и КНТ− з: Значения все показатели, выраженные в процентах, за 100% принято значение в 1980г. Горизонтальные пунктирные линии на этом уровне соответствует отсутствие тенденции на фиг. A и B, и отсутствие различия между КНТ+ и КНТ− групп рис. C и D. Рисунок из обсуждаемой статьи в Science
Больше видимость показатели объединить в один показатель воздействия изменения климата (climate impact factor, CII), вычисляемый в качестве индивидуального индексы КНТ+ и КНТ− тасс. Он остается неизменным, в том случае, когда тенденции в динамике в обеих группах одинаковы. Если между ними наблюдается в половых диспропорций, то показатель или падает или растет, что отражает смещение баланса в пользу одной из групп. В последние три десятилетия преимущества были на стороне КНТ+, поэтому CII показал рост почти линейный США и чуть более «извилистый»: На самом деле, это различие обусловлено исключительно неодинаковым объемом данных из США ведущие были как числа видов, так и по охвату территории, так что для них получилась более точной оценки. В противном случае же картина оказалась очень сходной, и в 2010 году в двух регионах CII выросли в полтора раза по сравнению с 1980 годом. Авторы пишут, что эти результаты убедительно свидетельствуют о том, значительную роль в изменении климата широкий спектр видов по всему миру.
Конечно, до сих пор обширные исследования нельзя назвать по-настоящему глобальным. Во многих регионах, значимых для понимания последствий потепления, в частности, субэкваториальный пояс, — по-прежнему остаются малоизученными. Остается надеяться, что в дальнейшем марз сбора данных будет расширена, Например, ряд стран Южной и Восточной Европы, недавно присоединившихся к мониторингу. 2010г. от это осуществляется в России. благодаря участникам программы Птицы Москвы «и Подмосковных» столичной области уже создана достаточно представительная сеть наблюдателей: Глобальное потепление никто не обходит: так, средняя годовая температура в Москве 1879-го по 2015 год увеличилась более чем на 3,5°C. из-За его относительно слабой построен трансформации, Россия поддерживает значительная часть населения многих европейских видов, поэтому процессы, которые происходят на ее территории, чрезвычайно важно для оценки влияния климатических изменений животный мир.
Источник: Филипп A. Стивенс, Люси R. Mason, Rhys E. Green, Richard D. Григорий, John R. Sauer, Джейми Элисон, Ainars Aunins, Lluís Brotons, Стюарт H. M. Butchart, Томмазо Campedelli, Томаш Chodkiewicz, Przemysław Chylarecki, Оливия Кроу, Jaanus Elts, Вирджиния Escandell, Ruud P. B. Foppen, Henning Heldbjerg, Sergi Herrando, Magne Husby, Фредерик Бак Jiguet, Aleksi Lehikoinen, Åke Lindström, Дэвид Дж. Благородный, Жан-Ив Paquet, Jiri Reif, Томас Sattler, Tibor Szép, Норберт Teufelbauer, Ливил Trautmann, Arco J. Van Strien, Крис A. M. Van Turnhout, Петр Vorisek, Стивен Дж. Уиллис. Consistent ответ bird of populations to climate change on two continents // Наука. 2016. V. 352. P. 84-87.
Антон Морковин
