Новости искусства

Сегодня едва ли удастся найти человека, который не слышал бы глобальное потепление. Влияние изменения климата на экосистемы исследовали везде, и в самых различных аспектах; несколько работ, посвященных изменениям фенологических показателей и местообитаний или других организмов. О влиянии климатической динамики на количество известных видов гораздо меньше, что не удивительно, потому что для сбора репрезентативных количественных данных в течение длительного ряда лет, очень трудно. Реже можно проводить такие исследования на большой территории и включает в себя в них не личности, а всего общества. В недавней статье в журнале Science , демонстрирует блестящий пример решения такой проблемы. Авторы проанализировали связь между распространением ряда европейских и североамериканских птиц и изменения климата в последние десятилетия. Выводы орнитологи оказались весьма тревожными: глобальное потепление оказывает рост на птиц, и в ближайшем будущем может привести к резкому снижению численности многих видов.

В последнее время все чаще говорится о том, что наш мир становится «горизонтальной», «сети». Централизованной организации уступает место широкой и неофициальных объединений, которые совместными усилиями решить целый ряд задач. Не осталась в стороне и наука: появилось много научно-исследовательских проектов, в котором могут принять участие профессионалы. Пальма первенства здесь, безусловно, принадлежит орнитологии: во многих Европейских странах уже десятки лет работают общества любителей птиц, которые вовлечены в сбор информации о распространении, численности и образа жизни пернатых. Результаты такого сотрудничества становятся все более широкий масштаб, и свежим примером является упомянутая выше статья.

Рис. 2. Фото наглядно демонстрирует популярность любительской орнитологии в западных странах. Фото на сайте board.dailyflix.net

По многочисленным коллективом авторов-это «армия» наблюдателей, которые участвовали в сборе данных. Большинство из них — не профессионалы, а любители-«бердвотчеры» (рис. 2; см. наблюдение за птицами), которые, кстати, квалификации, иногда, не являются профессиональным орнитологам. В этом случае их задачей было слежение за численностью птиц. Чтобы сделать это, достаточно хорошее знание видов собственности и простой метод учета. Координация наблюдателей был проведен в рамках двух сетей мониторинга — PECBMS (Pan-European Common Birds Monitoring Схемы — Общеевропейская система мониторинга обычных видов птиц) в Европейский союз и BBS (Разведение Birds Survey — Исследования гнездящихся птиц), соединенные ШТАТЫ америки. Эти программы работают уже более 30 лет, а их результаты используются активно правительственные организации для оценки воздействия человека на окружающую среду. Анализ включены данные 20 странах ЕС и 48 северных штатов (без enclave) в 1980-2010, Так длительного периода исследований, которые охватывают значительную часть континентов — это, пожалуй, беспрецедентный случай, который предлагает огромные возможности для детального изучения последствий глобального потепления. Для этой цели авторы выбрали 145 европейских и 380 видов птиц в северной америке, связанных с наземными местообитаниями. Различия в количестве видов, связанные с той же богатство фаун: если в США остается более 780 видов птиц, в Европе, всего около 530. Группа включала самых многочисленных видов птиц: так, в Европе, на них приходится около 89% птичьего населения. Среди них — всем известная большая синица, лазоревка, сорока, большой пестрый дятел и другие обычные типы.

О том, что глобальное потепление может сыграть отрицательную роль для многих птиц, известно уже давно. Так, в знаменитой работе Ch. Both et al., 2006. Climate change and population declines in a long-distance migratory bird было показано, что переход распускания листьев березы более короткие сроки влечет за собой изменение сроков массового развития насекомых-филлофагов (питаются листьями). Это привело к рассогласованию годового цикла мухоловки-пеструшки и динамика ее кормовой базы: птиц стало не хватать корма для птенцов, успех размножения низкий, и в результате голландский населения снизилась с более чем 90% всего за два десятилетия.

Однако, здесь оказывается справедливой поговорка «кому война, а кому мать родна»: если для некоторых птиц, изменение климата представляет собой серьезную угрозу, то они, наоборот, будут полезны. К таким заказчикам, в частности, относятся многие оседлые виды, на протяжении всего года, которые живут в более высоких широтах. Повышение зимних температур оказывает положительное влияние на выживания в неблагоприятный период года, и их количество растет. Но, в целом, оценить влияние нагрева типа, в целом, это довольно трудно, потому что часто его последствия, различны в разных регионах. Скажем, если ареал вида, по мере повышения температуры смещается к северу, в низких широтах, ученые констатируют уменьшение числа, а в высокой — ее рост. Таким образом, перед авторами нового исследования, в первую очередь, была поставлена задача-выявить связь между распространением видов и различных климатических показателей. Они включили в модель три ключевых фактора: годовая сумма температур выше 5°с, средняя температура самого холодного месяца года, сумма фактической и потенциальной эвапотранспирации (объем воды, испаряемого с территории, в том числе испарение растений). Последний параметр характеризует засушливость климата: в сухих и теплых местах реального испарение значительно ниже потенциально возможной. Все эти показатели могут помочь при определении ограничений на типы местообитаний, как непосредственно, так и косвенно — через воздействие на растительность, корма, объекты, хищников, конкурентов или возбудителей болезней.

Потому что команда авторов включает в себя не только птицы, но и профессиональных статистиков, методы моделирования оказались очень сложными. Используется не один, а четыре метода прогнозирования, и каждый из них включает в себя функции как линейной, так и нелинейной влияние факторов на распространение видов. Для выбора оптимальной модели субконтиненты разделен на 9 блоков; каждая модель протестирована на «способность» предсказать ареала вида в одно из них, по мнению других восемь. Результаты лучших моделей для каждого из четырех типов усреднили между ними, таким образом получая «консенсусные» оценки воздействия климата для обитания. Подчеркиваем, что данные по распространению видов в себя не включил никакой информации о динамике численности и были собраны, независимо от программы мониторинга.

Определив климатические параметры, которые определяют область распространения каждого вида, ученые следили за изменениями их от 1980 до 2010, по данным метеорологических наблюдений. Эти изменения по сравнению с предпочтениями птиц: для каждого типа построен тенденции пригодности климата (climate suitability trends, КНТ), который показывает ожидаемые изменения в области ареала, и, как следствие, количества этого типа. Таким образом, был получен ретроспективный прогноз динамики числа видов более чем в три десятилетия, основанная исключительно на изменения климата. Понятно, что климат не является единственным фактором, который влияет на количество и характер этого влияния могут быть различными в зависимости от особенностей того или иного вида. Например, давно известно, что глобальное потепление и снижение количества пиратов шли аналогичные ритм, но это не означает, что между ними есть причинно-следственная связь? Вряд ли. Для того, чтобы избежать такие ошибочные выводы, авторы включили в модель не только ОПК, но и три основные характеристики изученных видов — масса тела, предпочитаемые гнездовые биотопы, расстояние миграции, а также возможные взаимодействия. Кроме того, не следует забывать, что эволюция видов в различных областях (или различных типов, в том же районе) могут быть похожими, сам по себе, без связи с другими причинами. Все это позволило установить относительный вклад каждого из факторов и отделить «climatic» компонент другие условия, которые влияют на птиц.

Вклад климат был настолько значительным, что исключение всех других возможностей, практически не повлияло на результаты моделирования (рис. 3).

Рис. 3. Показатели взаимосвязи (стандартизованные регрессионные коэффициенты) между наблюдаемыми популяционными тенденциями и тенденции, прогнозируемые на основе климатической динамики. Слева — Европа, справа — США. Темные кружки показывают результаты для модели, которая включала не только климатический фактор (КНТ), но и три типа функций: вес тела, предпочтительный гнездовой биотоп и дальность миграций. Модели, результаты которых были включены только ССТ, показывая светлые круги. Как видно, в обоих случаях, результаты практически идентичны, что говорит о преобладающем влиянии климата на динамику численности птиц. Рис. обсуждали статьи в Science

Это свидетельствует о правильности предложенной гипотезы: изменение климата действительно имеют влияние на популяции птиц. Представление о силе этого влияния в различных странах и соединенные штаты америки предлагает рис. 4: как видно, на большей части территории наблюдались тенденции прямо пропорциональны количеству КНТ. Тем не менее, авторы считают, что на уровне страны достоверность этой связи, не велик: в частности, негативные зависимости, полученные для некоторых государств, статистически незначимы. Надежный зависимость можно получить только путем объединения данных по всему субконтиненту.

Рис. 4. Отношения между тенденции климата пригодности (КНТ) и реальные тенденции численности всех видов на этой территории Европы (сверху) и США (внизу). По осям отложены географической широты и долготы. Различные цвета представлены наклон линии регрессии, отражающие зависимость численности птиц от CST. Теплые тона подходят для прямой связи (более климата пригодности, тем выше индекс числа), серый — отзывы. Авторы отмечают, что большинство оценок для определенных государств, и, в частности, все случаи обратной взаимосвязи — статистически недостоверны. Рисунок из дополнительных материалов к обсуждаемой статье в Science

Потому что авторы заинтересованы в сообщество, в общем, взял их объединить результаты для определенных видов мультивидовые показатели. Подобные методы агрегирования, используемые ранее: например, на основе результатов PECBMS ежегодно рассчитывается индикатор лесных птиц и индикатор сельскохозяйственной птицы. Эти показатели отражают «средние» тенденции в каждой из экологических групп и позволяет судить о благосостоянии заселяемых им биотопов. Теперь ученые требуют индекс, который характеризовал бы множества различных типов «отношение» к потеплению. В первую группу вошли птиц позитивные тенденции климата пригодности (positive climate suitability trends, ССТ+). Например, в Швеции, в эту группу включены канюка и длиннохвостую птицу: современные изменения климата способствовали расширению ареала и увеличению численности этих видов. Вторая группа объединила типы негативные тенденции (ССТ− и), для которых характерны противоположные тенденции — например, чечетку или овсянки-ремеза в той же Швеции. Когда один и тот же вид в различных государствах или штатах может войти в любой из этих групп, в зависимости от динамика в конкретном регионе. Например, болотная камышовка в 7 европейских странах причислялась к «положительной» группы, а в других 9 — «негативный».

Для обеих групп рассчитывается сводный индекс обилия для каждого года. На этот показатель, определенный тип прилагается весовой коэффициент, который отражает степень влияния изменения климата на население. Другими словами, вклад типа индекса пропорциональна восприимчивости к изменениям климата. С помощью такой процедуры динамика «хорошие» типы светодиодов не теряется на фоне других, менее чувствительны к потеплению видов. Путем объединения показателей по всем странам или сша, авторы получили комплексные показатели, которые отражают преобладающие тенденции в эволюции ССТ+ ССТ− групп на каждом суб-континента.

Рис. 5. Изменения климата в Европе (A) и США (B) в течение последних десятилетий. Синие линии — средняя годовая температура, оранжевые линии — средняя температура самого холодного месяца года, зеленая линия — годовая сумма температур выше 5°C. Единицы измерения и распространения значений этих показателей не совпадают, поэтому их нормализовали и представили на вертикальной оси, в виде единиц индексов, в среднем ноль и единицу дисперсии. Черный прямая — линия регрессии, которые отражают «общий» тренд » для всех трех климатических параметров. Наклон регрессии на обоих континентах, не показали существенных различий — таким образом, глобальное потепление произошло более или менее синхронно. Рис. обсуждали статьи в Science

Как в Европе, так и в Америке потепление климата шло аналогичными темпами (рис. 5), но реакция сообщества птиц, он оказался не совсем то же самое (рис. 6). В Старом мире она была выражена в негативной динамике «холодолюбивых» видов из группы КНТ−, в то время как в Новом Свете — в указанном рост населения «теплолюбивых» ССТ+. В первую очередь это связано с тем, что в анализируемый период количество птиц в Европе, в целом сократилось, в то время как в Северной Америке остается достаточно стабильным. Как бы там ни было, private, различия не приостанавливает действие принципа сходства: оба континентах ССТ+ ССТ− группы имели противоположные тенденции динамики.

Рис. 6. Влияние климатических условий на тенденции количество обычных видов птиц. Мультвивидовые популяционные индексы групп ССТ+ (оранжевые линии) и CST− (синие линии), объединенные в странах Ес (A) и США (B). Цветными полосами, представленных 90% доверия «интервалы». Индекс делового климата (C — ЕС, D — США) является частным показатели ССТ+ ССТ−. Значения всех показателей, выраженные в процентах, за 100% принято значение 1980. Горизонтальные пунктирные линии на этом уровне соответствует отсутствие тренда рис. A и B, и отсутствие различий между ССТ+ ССТ− групп в рис. C и D. Рис. обсуждали статьи в Science

Для большей ясности, показатели и объединили в один показатель влияния климата (climate impact фактором, ПЛАТЫ), рассчитанного как частное индексы ССТ+ ССТ−. Он остается неизменным, если тенденции динамики обеих группах одинаково. Если, однако, между ними наблюдается несоответствие, то индикатор или уменьшается или увеличивается, что отражает баланс в пользу одной из групп. В последние три десятилетия преимущества были на стороне ССТ+, поэтому, ЧТО показал почти линейный рост в соединенных ШТАТАХ и более «извилистый» в ЕС. Однако, это различие обусловлено исключительно для хранения различных данных: США лидировали как по числу видов, так и покрытия территории, так что они были получены более точные оценки. В остальном, картина получилась очень похожи, и до 2010 года, в обоих регионах, ЧТО выросла почти вдвое по сравнению с 1980 года. Авторы пишут, что эти результаты доказывают значительные о роли изменения климата для широкого спектра видов по всему миру.

Конечно, в то время как масштабы исследования не может быть назван по-настоящему глобальной. Многих регионах, важных для понимания последствий глобального потепления — в частности, субэкваториальный пояс, — до тех пор, пока остаются малоизученными. Остается надеяться, что в будущем, в области сбора данных будет расширена. Примером этого служит ряд стран Южной и Восточной Европы, которые недавно присоединились к мониторингу. С 2010 года он проводится и в России, благодаря участникам программы «Птицы Москвы и подмосковья» в столичном регионе уже создана достаточно представительная сеть наблюдателей. Глобальное потепление никто не обходит: так, средняя годовая температура в Москве с 1879 года 2015 года вырос более чем на 3,5°C. Благодаря поверхности и относительно слабой построен трансформации, Россия поддерживает большая часть населения многих европейских видов, так что процессы, которые происходят на ее территории, являются чрезвычайно важными для оценки воздействия изменения климата в мире животных.

Источник: Philip A. Стивенс, Люси R. Mason, Rhys E. Green, Richard D. Gregory, John R. Sauer, Джейми Элисон, Ainars Aunins, Lluis Brotons, Стюарт Н. М. Сады, Томмазо Campedelli, Tomasz Chodkiewicz, Przemysław Chylarecki, Оливия Кроу, Jaanus Elts, Вирджиния Escandell, Рууд P. B. Участников Турнира, Хеннинг Heldbjerg, Серги Herrando, Магне Husby, Фредерик Jiguet, Aleksi Lehikoinen, Åke Lindström, David G. Noble, Жан-Ив Paquet, Иржи Reif, Томас Sattler, Tibor Качестве, Норберт Teufelbauer, Sven Trautmann, Arco J. Van Strien, Chris A. M. Van Turnhout, Петр Vorisek, Stephen G. Willis. Последовательно response of bird populations to climate change on two continents // Science. 2016. Ст. 352. P. 84-87.

Антон Морковин