Ecologia, terza edizione




Il cambiamento climatico ha già colpito le comunità ecologiche in gran parte e proiettata che i suoi effetti diventano ancora più importanti nel corso del tempo (Walther et al 2002;. Dawson et al 2011). Prima del materiale che sarà coperto nei capitoli successivi del libro di testo, offriamo una breve sintesi degli effetti ecologici del cambiamento climatico. La nostra discussione si concentrerà su come i cambiamenti climatici possono influenzare gli individui, le popolazioni, comunità ed ecosistemi.

Un modo che i cambiamenti climatici possono influenzare gli individui modifica la sua fenologia. Il termine si riferisce alla durata delle attività fenologia stagione, come fiori o la fioritura di animali in letargo. Centinaia di variazioni fenologiche sono stati osservati negli ultimi decenni, e la stragrande maggioranza (87% di 484 casi) di questi cambiamenti sono stati nella direzione prevista dai cambiamenti climatici (parmigiano e Yohe 2003). Ad esempio, le temperature nella regione gradualmente riscaldata, farfalla Heteronympha Merope media 1,5 giorni per decennio è emersa negli ultimi 60 anni ( Figura 1 ). Altri tali cambiamenti fenologici che siano coerenti con il riscaldamento globale sono i primi giorni dell'anno per piante da fiore, rana allevamento, uccelli nidificanti, porte che si aprono, e l'arrivo degli uccelli migratori e farfalle.



Figura 1 Aspetto il cambiamento climatico è già fatto una farfalla volteAwakening (punti blu) farfalla Heteronympha Merope sono stati colpiti dai cambiamenti climatici. Le temperature sono aumentate in media di 0,16 ° C per decennio 1940-2000, causando H. Merope a emergere una media di 1,5 giorni per decennio prima durante lo stesso periodo. Gli scienziati sono stati in grado di prevedere questi cambiamenti (punti rossi) con aumenti di temperatura osservati e dati su come i tassi di crescita di questa farfalla sono influenzati dalla temperatura. (Dopo Kearney et al., 2010)

Un altro modo in cui il cambiamento climatico colpisce individui è attraverso l'influenza della temperatura sulla velocità di processi cellulari, quali reazioni enzimatiche e trasporto di membrana. il tasso metabolico di un individuo (una misura della quantità totale di un organismo utilizza energia) che tende ad aumentare con l'aumentare della temperatura, un'osservazione applica ai produttori e consumatori (Lopez-Urrutia et al. 2006) .

Cambiamenti nella biochimica e fisiologia degli individui, come quelli descritti nei due paragrafi precedenti può avere grandi effetti sul numero e distribuzione geografica delle popolazioni. Ad esempio, osservazioni sul campo hanno dimostrato che centinaia di specie hanno spostato i loro limiti geografici in modo che siano coerenti con la quantità di riscaldamento globale che si è già verificato (vedere pagina 15 del libro di testo). Analogamente, l'aumento in oceano appaiono temperature abbiano causato phytoplankton1 piccole, soprattutto per aumentare in abbondanza rendendo più grande a diminuire in abbondanza (Moran et al. 2010) specie. I cambiamenti nella distribuzione geografica e le variazioni dell'abbondanza che sono legati al riscaldamento globale sono probabilmente dovuto, almeno in parte, per i modi in cui le variazioni di temperatura influenzano il funzionamento fisiologico delle organizzazioni (vedi Capitolo 4 ). Infatti, la stragrande maggioranza delle abbondanze delle specie e intervalli di cambio nella direzione prevista del cambiamento climatico, una osservazione che non sarebbe probabile se il cambiamento climatico fosse specie non interessate. Quindi, nel complesso, i risultati di questi studi forniscono una forte evidenza che il cambiamento climatico ha colpito le popolazioni di molte specie (parmigiano e Yohe 2003). Infine, i cambiamenti nelle popolazioni sono stati collegati direttamente ai cambiamenti climatici, in alcuni casi; Gli esempi includono i tassi di estinzione sono aumentati popolazioni Pika (Beever et al. 2011) e aumenti nell'abbondanza delle marmotte ventre giallo (Ozgul et al., 2010).

Sebbene la maggior parte delle ricerche sugli effetti ecologici del cambiamento climatico fino ad oggi si è concentrata sugli individui e le popolazioni, gli effetti dei cambiamenti climatici saranno avvertiti a tutti i livelli di organizzazione biologica. Ad esempio, come i confini geografici di un gran numero di specie che si muovono in risposta al cambiamento climatico, è probabile che la composizione delle comunità ecologiche cambiare in modo significativo (vedi cambiamenti climatici e libri di testo connessioni Figura 24.1 25.14). I cambiamenti di temperatura possono anche avere effetti drammatici sulla catena alimentare, relazioni di potere che collegano gli organismi con le specie che consumano e consumano specie. In alcune comunità, come ad esempio le comunità a freddo ad alta portata bassa quota, temperature più alte sono associati a un aumento del numero di specie e di un maggior numero di collegamenti tra queste specie ( Figura 2 ), mentre in altre comunità, altrimenti (Woodward et al., 2010) si verifica.

Figura complessità Quality 2 Web aumenta con la temperatura attuale nei torrenti di alta montagna dei Pirenei francesi, il numero di specie e il numero di rapporti di potere nel flusso reti elemento di cibo è maggiore nei temperature dell'acqua. catene alimentari sono svolte dalle correnti d'acqua con temperature massime (sopra) web 4.5 ° C, (centro web) 8.5 ° C, e (fascia inferiore) 13 ° C puntini verdi indicano i produttori, puntini rossi indicano erbivori, e punti blu indicano i predatori. (Dopo Woodward et al., 2010)

Gli esperimenti, osservazioni sul campo e sulla base di modelli fisiologici indicano anche che i cambiamenti climatici possono alterare le proprietà fondamentali dei calcoli ecosistemi. In un'ampia revisione della letteratura, Warren et al. (2011) hanno trovato che le temperature globali aumentano, sempre più grandi effetti negativi sono probabilità di essere visto nelle barriere coralline, foreste tropicali, e molti altri ecosistemi. I risultati di Yvon-Durocher et esperimenti. (2010) indicano che il riscaldamento altera l'equilibrio tra la quantità di carbonio (come anidride carbonica o CO2) nell'atmosfera assorbiti dai produttori primari e la quantità rilasciata nell'atmosfera dalla respirazione cellulare ( Figura 3 ). Mentre siamo ancora nelle prime fasi di apprendimento come il cambiamento climatico influenzerà gli ecosistemi, il messaggio da portare a casa da questi e altri studi recenti è che i suoi effetti saranno profondi e saranno più pronunciati nei prossimi decenni.

Figura 3 Il riscaldamento può aumentare il rilascio di CO2 nell'atmosfera Nelparcella sperimentale mostrato nella foto inserimento dieci laghetti artificiali erano riscaldate 4 ° C al di sopra della temperatura ambiente, e dieci sono stati lasciati come controlli. Il grafico mostra la quantità di CO2 rilasciata nell'atmosfera (dalla respirazione) diviso per la quantità di CO2 rimossa dall'atmosfera (produzione primaria); un valore di 1,0, mostrata a tratteggio, rappresenta il caso in cui il rilascio di CO2 uguale all'assorbimento respiro CO2 della produzione primaria. Il rapporto tra il rilascio di CO2 per l'assorbimento di CO2 è stata maggiore nelle piscine riscaldate (barre rosse) che in stagni di controllo (barre blu). Le piscine riscaldate erano fonti nette di CO2 in atmosfera in quattro mesi (giugno, agosto, ottobre e aprile). Le barre di errore mostrano uno SE della media. (Dopo Yvon-Durocher et al., 2010)

1 fitoplancton piccoli organismi fotosintetici sono spesso microscopici che vivono in sospensione nell'acqua.

letteratura citata

Beever, E. A., C. Ray, J. L. Wilkening, P. e P. F. Brussard W. Mote. 2011. cambiamento climatico contemporanea altera il ritmo e conducenti di estinzione. Global Change Biology 17: 2054-2070.

Dawson, T. P., S. T. Jackson, J. I. Casa, Prentice I. C. e G. M. Mace. Le previsioni per il 2011, come segue: La conservazione della biodiversità in un clima che cambia. Science 332: 53-58.

Kearney, M. R., N. J. Briscoe, D. J. Karoly, P. W. Porter, M. e P. Norgate Sunnucks. 2010. Nel comparsa precoce in una farfalla causalmente legato al riscaldamento antropogenico. Biology Letters 6: 674-677.

Lopez-Urrutia, A., E. San Martin, R. P. Harris e X. Irigoien. 2006. Aumentare l'equilibrio metabolico degli oceani. Atti della National Academy of Sciences 103: 8.739-8.744.

Morán, X. A. G., A. López-Urrutia, A. Calvo-Diaz e W. W. K. Li. 2010. La crescente importanza delle piccole fitoplancton in un oceano più caldo. Global Change Biology 16: 1137-1144.

Ozgul, 2010. 7. A. e altre dinamiche accoppiate di massa corporea e la crescita della popolazione in risposta ai cambiamenti ambientali. Nature 466: 482-485.

parmigiano, C e G. Yohe. 2003. Una impronta digitale coerente degli impatti del cambiamento climatico globale attraverso sistemi naturali. Nature 421: 37-42.

Walther, G. R. et al, 2002. 8. risposte ecologiche di recente cambiamento climatico. Nature 416: 389-395.

Warren, R., J. prezzo, S. de la Nava Santos e G. Midgley. 2011. L'impatto crescente dei cambiamenti climatici sugli ecosistemi con l'aumentare aumento della temperatura media globale. Cambiamenti climatici 106: 141-177.

Woodward, G., M. D. Perkins e E. L. Brown. 2010. ecosistemi di acqua dolce cambiano e clima: l'impatto su diversi livelli di organizzazione. Philosophical Transactions della Royal Society di Londra B 365: 2093-2106.

Yvon-Durocher, G., J. I. Jones, M. Trimmer, G. e J. Woodward M. Montoya. 2010. Il riscaldamento altera l'equilibrio metabolico degli ecosistemi. Philosophical Transactions della Royal Society di Londra B 365: 2117-2126.



Lascia un commento