Влияние температур воды на флору и фауну

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

температура замерзание таяние биологический

Актуальность работы. По мере повышения средней температуры воздуха растет и средняя температура наших океанов, озер и рек. Открытая вода, которая подвергается прямому воздействию солнечных лучей, подвергается наибольшему воздействию. Температура воды уже достаточно повысилась, чтобы повлиять на водную среду обитания и заставить некоторые виды мигрировать в более холодную воду. По некоторым оценкам, холодноводные рыбы в Северной Америке -- например, лосось и форель -- могут потерять до половины своей подходящей среды обитания, если средняя глобальная температура повысится на 8 градусов по Фаренгейту.

В Национальной оценке климата 2020 года сообщается, что повышение температуры воздуха и воды, более интенсивные осадки и сток, а также усиление засухи могут во многих отношениях снижать качество воды в реках и озерах, включая увеличение содержания наносов, азота и других загрязняющих веществ. EPA сообщает, что большинство озер на севере Соединенных Штатов замерзают позже и оттаивают раньше по сравнению с 1800-ми и началом 1900-х годов. Даты замерзания смещались позже со скоростью примерно от полдня до одного дня за десятилетие, в то время как даты оттепели для большинства исследованных озер смещались раньше со скоростью от полдня до двух дней за десятилетие. Эти изменяющиеся модели замерзания и таяния оказывают значительное влияние на местные экосистемы и качество воды, а в случае крупных водоемов -- на погодные условия.

Помимо прямого воздействия на качество пресноводных ресурсов на материке, изменение температуры поверхности моря может иметь серьезные последствия для погодных условий. Температура поверхности моря за последние три десятилетия была выше, чем когда-либо с тех пор, как в конце 1800-х годов начались надежные наблюдения, и существует прямая зависимость между температурой поверхности океана и количеством влаги в воздухе. Это означает, что более сильные штормы и более экстремальные погодные условия, в том числе более экстремально низкие температуры и обильные снегопады, будут становиться все более вероятными в некоторых регионах.

Цель работы - рассмотреть влияние температур воды на флору и фауну: статистические данные за последние 50 лет.

Задачи:

1. Выделить влияние температур воды на флору и фауну;

2. Охарактеризовать статистические данные за последние 50 лет.

1 Особенности воздействия повышения температуры на флору и фауну

Более теплая вода влияет на многие экологические системы, которые могут быть связаны с целями управления земельными ресурсами, в том числе:

- Качество воды. Холодная вода содержит больше кислорода, чем теплая. С повышением температуры концентрация кислорода в воде снижается. Цветение водорослей может начаться раньше в этом сезоне и длиться дольше осенью.

- Коралловые рифы - кораллы чувствительны к повышению температуры. Более теплые, чем в среднем, воды повышают вероятность обесцвечивания коралловых рифов.

- Усиление воздействия прибрежных штормов - ураганы используют в качестве топлива теплую воду. Более теплый Атлантический океан может привести к более сильным или более частым ураганам.

- Большее беспокойство от инвазивных видов, болезней и пожаров. Инвазивные виды и болезни способны расширять свой ареал на новые территории. По мере повышения температуры воздуха и воды увеличивается и испарение, что может изменить экосистемы, делая местные виды более восприимчивыми к вымиранию из-за конкуренции с инвазивными видами, а в некоторых случаях и более подверженными риску заболеваний. Более осушительные системы также создают больший потенциал для более масштабного пожара.

Повышение температуры воды также является спусковым механизмом для многих других последствий изменения климата, таких как:

- более высокая температура воздуха

- повышенный риск наводнения

- повышение уровня моря

- смена времен года

- измененные осадки

- более сильные штормы

- мигрирующие виды

- закисление океана

- отбеливание кораллов

- снижение уровня воды

Температура оказывает большое влияние на биологическую активность и рост. Температура определяет виды организмов, которые могут жить в реках и озерах. Рыбы, насекомые, зоопланктон, фитопланктон и другие водные виды имеют предпочтительный температурный диапазон. По мере того, как температура становится слишком выше или ниже этого предпочтительного диапазона, количество особей этого вида уменьшается, пока, наконец, не останется ни одной. Температура также важна из-за ее влияния на химический состав воды.

Температура также важна для озер и водохранилищ. Это связано с концентрацией растворенного кислорода в воде, что очень важно для всей водной жизни. Во многих озерах наблюдается «переворот» слоев воды при смене времен года. Летом верхняя часть озера становится теплее нижних слоев. Вы, наверное, замечали это, купаясь летом в озере -- ваши плечи как будто в теплой ванне, а ноги мерзнут. Поскольку теплая вода менее плотная, чем более холодная, она остается на поверхности озера. Но зимой некоторые поверхности озера могут быть очень холодными. Когда это происходит, поверхностная вода становится более плотной, чем глубинная, с более постоянной круглогодичной температурой (которая теперь теплее, чем на поверхности), и озеро «переворачивается», когда более холодная поверхностная вода опускается на дно озера. В озере Верхнем повышение температуры воды привело к более раннему началу стратификации примерно на две недели за последние 30 лет, изменение, которое предсказывает NFW, может означать, что этот большой водоем может иметь большие мертвые зоны из-за недостатка кислорода и может означать озеро будет свободным ото льда в ближайшие десятилетия. Эти физические и химические изменения могут означать более вредоносное цветение водорослей, лучшие условия для инвазивных видов, сокращение среды обитания для местных популяций рыб и значительное влияние на качество воды. То, как температура в озерах меняется в зависимости от сезона, зависит от того, где они расположены. В теплом климате поверхность может никогда не стать настолько холодной, чтобы озеро «повернулось». Но в климате с холодной зимой происходит температурная стратификация и поворот. При изменении температуры воды естественные процессы могут существенно изменяться, что может негативно сказаться на флоре и фауне, обитающих в водных экосистемах и вокруг них.

Земельные тресты по-разному реагируют на воздействие изменения температуры воды на местах. Некоторые группы работают над восстановлением прибрежных территорий, чтобы создать лучший покров, чтобы затенить уязвимые места обитания в холодной воде. Другие меняют формулировки в природоохранных сервитутах, чтобы учесть долгосрочные различия в видах и средах обитания. Помимо использования стратегического природоохранного планирования для снижения рисков и повышения устойчивости, некоторые земельные фонды также поддерживают усилия по сокращению выбросов парниковых газов, чтобы уменьшить масштабы будущего изменения климата.

Земельные фонды должны определить правильный подход к планированию своей организации, однако все больше и больше природоохранных организаций работают со своими сообществами, чтобы определить возможности для уменьшения уязвимости и подготовиться к изменению температуры. Агентства предпринимают аналогичные шаги для реализации проектов, которые снижают риски и планируют устойчивость, включая адаптацию, смягчение последствий и участие в своих стратегических целях и задачах. Например, Стратегический план реагирования на ускоряющееся изменение климата Службы рыболовства и дикой природы США определяет семь целей планирования и развития для поддержки устойчивых ландшафтов. Природоохранные группы все чаще сотрудничают с агентствами, а также с другими некоммерческими и коммерческими организациями, чтобы реагировать на эту глобальную проблему на местном уровне.

Устойчивость описывает способность системы выдерживать экстремальные изменения. Работая над выявлением и снижением потенциальных угроз, управляющие земельными ресурсами могут повысить устойчивость и достичь нескольких целей управления. Оценка уязвимостей является важным шагом в процессе стратегического планирования природоохраны, который помогает земельным фондам выявлять ключевые угрозы для ресурсов. Адаптивное планирование управления позволяет природоохранным специалистам осуществлять мероприятия по снижению уязвимости, а также отслеживать и пересматривать стратегии по мере поступления новой информации.

Несмотря на неопределенность в отношении степени воздействия потепления, многие земельные фонды уже приступили к планированию оценки и снижения рисков. Стратегическое планирование природоохраны и адаптивное планирование управления -- это инструменты, которые природоохранное сообщество все чаще использует для определения целей управления. Эти процессы планирования часто включают оценку уязвимости, целью которой является выявление рисков и возможностей для повышения устойчивости за счет уменьшения уязвимости. Земельные фонды, которые участвуют в этих процессах, часто включают планирование устойчивости в свои управленческие задачи. Для достижения этой цели земельные фонды по всей стране уделяют приоритетное внимание сохранению уязвимых экосистем для защиты биоразнообразия и содействуют соединению охраняемых пространств для создания коридоров миграции видов. Эти стратегии отражают возросшее понимание важности «сохранения сцены» для повышения устойчивости системы во всех экозонах и между видами. Чтобы узнать больше о том, что земельные фонды делают для повышения устойчивости и «сохранения сцены», посетите страницу тематических исследований устойчивости. Не существует универсального решения для решения проблем управления, связанных с повышением средних температур, однако планирование, учитывающее уязвимости, может помочь земельным фондам лучше достичь своих природоохранных целей.

2 Анализ данных

Этот показатель описывает глобальные тенденции изменения температуры поверхности моря.

Рисунок 1. Средняя глобальная температура поверхности моря, 1880-2020 гг.

На этом графике показано, как средняя температура поверхности Мирового океана изменилась с 1880 года. На этом графике в качестве основы для отображения изменений используется среднее значение за период с 1971 по 2000 год. Выбор другого базового периода не изменит форму данных с течением времени. Заштрихованная полоса показывает диапазон неопределенности данных, основанный на количестве собранных измерений и точности используемых методов.

Температура поверхности моря увеличилась в течение 20 века и продолжает расти. С 1901 по 2020 год температура росла в среднем на 0,14°F за десятилетие (см. рис. 1).

Температура поверхности моря в течение последних трех десятилетий постоянно была выше, чем когда-либо с тех пор, как в 1880 году начались надежные наблюдения (см. рис. 1).

Судя по историческим данным, повышение температуры поверхности моря в основном происходило в течение двух ключевых периодов: между 1910 и 1940 годами и примерно с 1970 года по настоящее время. Температура поверхности моря, по-видимому, понизилась между 1880 и 1910 годами (см. рис. 1).

Изменения температуры поверхности моря варьируются в зависимости от региона. В то время как в большинстве частей Мирового океана наблюдалось повышение температуры, в некоторых районах действительно наблюдалось похолодание, например, в некоторых частях Северной Атлантики.

Температура поверхности моря -- температура воды на поверхности океана -- важный физический атрибут Мирового океана. Температура поверхности Мирового океана меняется в основном в зависимости от широты, при этом самые теплые воды обычно находятся вблизи экватора, а самые холодные -- в арктических и антарктических регионах. По мере того как океаны поглощают больше тепла, температура поверхности моря повышается, а модели океанской циркуляции, переносящие теплую и холодную воду по всему миру, изменяются.

Изменения температуры поверхности моря могут изменить морские экосистемы несколькими способами. Например, колебания температуры океана могут повлиять на то, какие виды растений, животных и микробов присутствуют в данном месте, изменить модели миграции и размножения, угрожать чувствительным обитателям океана, таким как кораллы, и изменить частоту и интенсивность вредоносного цветения водорослей, таких как «красный прилив». В долгосрочной перспективе повышение температуры поверхности моря может также привести к ослаблению циркуляции, приносящей питательные вещества из морских глубин в поверхностные воды. Изменения в среде обитания рифов и снабжении питательными веществами могут резко изменить океанские экосистемы и привести к сокращению популяций рыб, что, в свою очередь, может затронуть людей, которые зависят от рыболовства как источника пищи или рабочих мест.

Поскольку океаны постоянно взаимодействуют с атмосферой, температура поверхности моря также может оказывать сильное влияние на глобальный климат. Повышение температуры поверхности моря привело к увеличению количества атмосферного водяного пара над океанами. Этот водяной пар питает погодные системы, которые производят осадки, увеличивая риск сильных дождей и снега. Изменения температуры поверхности моря могут смещать траектории штормов, что может способствовать засухам в некоторых районах [5]. Ожидается также, что повышение температуры поверхности моря удлинит сезон роста некоторых бактерий, которые могут загрязнять морепродукты и вызывать болезни пищевого происхождения, тем самым увеличивая риск для здоровья. эффекты.

Этот индикатор отслеживает среднюю глобальную температуру поверхности моря с 1880 по 2020 год. Он также включает карту, показывающую, как изменение температуры поверхности моря менялось в мировом океане с 1901 года.

Методы измерения температуры поверхности моря развивались с 1800-х годов. Например, самые ранние данные были собраны путем помещения термометра в пробу воды, собранную путем опускания ведра с корабля. В настоящее время измерения температуры проводятся более систематически с судов, а также со стационарных и дрейфующих буев.

Национальное управление океанических и атмосферных исследований тщательно реконструировало и отфильтровало данные на рис. 1, чтобы скорректировать погрешности в различных методах сбора и свести к минимуму влияние изменений выборки в разных местах и ??в разное время. Данные показаны как аномалии или различия по сравнению со средней температурой поверхности моря с 1971 по 2000 год. Карта на рисунке 2 была первоначально разработана Межправительственной группой экспертов по изменению климата, которая рассчитала долгосрочные тренды на основе коллекции опубликованных данных.

Большое разнообразие видов растений и животных в Европе за последние десятилетия переместилось на север и в гору. В период с 2001 по 2008 год во флоре горных вершин по всей Европе произошли значительные изменения в видовом составе, при этом количество видов, адаптированных к холоду, сократилось, а количество видов, адаптированных к теплу, увеличилось [1]. В среднем большинство видов переместились в гору. Эти сдвиги оказали противоположное влияние на видовое богатство флоры вершин в бореально-умеренных горных районах (в среднем +3,9 вида) и средиземноморских горных районах (-1,4 вида) [2]. Данные из Швейцарии, собранные на высоте 2 500 м за короткий восьмилетний период (2003-2010 гг.), выявили значительные сдвиги в сообществах сосудистых растений в пользу теплолюбивых видов на более низких высотах. Однако темпы изменений сообщества уменьшались с высотой [3]. Имеются дополнительные свидетельства увеличения ареала распространения в связи с изменением климата для некоторых видов растений [4].

В последнее время ареалы многих наземных животных сместились на более высокие высоты. В Британии ареалы пауков, жужелиц, бабочек, кузнечиков и им подобных сместились в более высокие места со средней скоростью 11 м за десятилетие и в более высокие широты со скоростью 17 км за десятилетие, но со значительной изменчивостью в зависимости от региона. внутри таксономических групп [5]. Эти смещения ареалов частично объясняются наблюдаемыми изменениями климатических условий, но также играют роль землепользование и другие изменения окружающей среды [6]. Исследование, проведенное в Нидерландах за период с 1932 по 2004 г., показало, что половина исследованных видов птиц зимовали значительно ближе к месту своего гнездования, чем в прошлом, скорее всего, из-за более теплых зим [6]. Анализ долгосрочных тенденций 110 обычных гнездящихся птиц в Европе (1980-2005 гг., 20 стран) показал, что виды с самыми низкими тепловыми максимумами демонстрируют самые резкие тенденции снижения численности [7]. Иными словами, наиболее быстро теряют территорию виды, адаптированные к холоду.

Наблюдения за большинством видов показывают расширение на переднем крае (т. е. за счет расширения ареала на север и/или в гору), тогда как свидетельств сокращения на заднем крае (т. е. на южных окраинах) меньше. Однако шмели, являющиеся важным опылителем сельскохозяйственных и природных экосистем, по-разному отреагировали на наблюдаемое в последние десятилетия потепление. Они пострадали от сильного сокращения ареалов на своих южных окраинах до 300 км в южной Европе в течение последних 40 лет, но не смогли расшириться на север, тем самым испытав существенное сжатие своего ареала [9]. Индекс температуры сообщества (CTI) представляет собой меру скорости изменения состава сообщества в ответ на изменение температуры. По мере увеличения CTI сообщества бабочек все больше состоят из видов, связанных с более высокими температурами. Например, CTI сообществ бабочек по всей Европе увеличивался на 0,14 °C за десятилетие с 1970 по 2007 год. Однако температура увеличивалась на 0,39 °C за десятилетие в тот же период, то есть почти в три раза быстрее, чем сообщество бабочек. мог двигаться на север [10]. Вывод о том, что перемещение видов животных не может идти в ногу с изменением климата, был подтвержден анализом CTI нескольких тысяч местных сообществ птиц и бабочек по всей Европе (см. рис. 1) [11].

Всестороннее обзорное исследование земноводных и рептилий показало, что 20 из 21 вида амфибий и четыре из пяти видов рептилий, оцененных в Европе, уже пострадали от изменения климата. Сообщаемые эффекты были отрицательными, в основном из-за сокращения популяции, снижения пригодности среды обитания и уменьшения выживаемости и размеров ареалов более чем на 90 % для земноводных и более чем на 60 % для рептилий [12]. Обзорное исследование уток (Anatidae), которые являются основными элементами биоразнообразия водно-болотных угодий, сообщает об изменениях в зимнем ареале и фенологии. Тем не менее фенологического несоответствия между периодами пиковой потребности в энергии молодняка и пиковой сезонной кормовой обеспеченностью у уток в целом не обнаружено [13].

Вклад Арктики в глобальное биоразнообразие значителен, поскольку регион поддерживает глобально значимые популяции птиц, млекопитающих и рыб. Индекс трендов арктических видов (ASTI) отслеживает тренды 306 арктических видов. Анализ ASTI за 34 года (1970-2004 гг.) показал, что численность высокоарктических позвоночных снизилась на 26 %, тогда как численность низкоарктических позвоночных возросла. Субарктические виды не демонстрировали тенденции за весь период времени, но, похоже, их численность сократилась с середины 1980-х годов [14].

Прогнозируется, что наблюдаемое перемещение на север и в гору многих видов растений и животных продолжится и в текущем столетии. Находящиеся под угрозой исчезновения эндемичные виды со специфическими требованиями экотопа или небольшим ареалом распространения, как правило, подвергаются наибольшему риску, особенно если они сталкиваются с миграционными барьерами [15].

Моделирующее исследование, включающее 150 видов высокогорных растений в европейских Альпах, прогнозирует сокращение среднего размера ареала на 44-50 % к концу 21 века [16]. Оценка воздействия изменения климата на 2 632 вида растений во всех основных европейских горных хребтах в соответствии с четырьмя будущими климатическими сценариями прогнозирует, что потеря среды обитания к 2070-2100 гг. будет больше для видов, распространенных на возвышенностях [17]. В зависимости от климатического сценария прогнозируется, что до 36-55 % видов альпийских растений, 31-51 % видов субальпийских растений и 19-46 % видов горных растений потеряют более 80 % своей подходящей среды обитания. Тем не менее, в более мелком масштабе неоднородность микроклимата может позволить видам сохраняться при изменении климата в так называемых микроклиматических рефугиумах [18]. Общеевропейское исследование устойчивости 856 видов растений в условиях изменения климата показало, что средняя стабильная площадь видов значительно сокращается в средиземноморских кустарниках, пастбищах и теплых смешанных лесах [19]. Ожидается, что скорость изменения климата превысит способность многих видов растений к миграции, особенно в связи с тем, что фрагментация ландшафта может ограничивать передвижение [20]. Недавнее исследование проанализировало вероятные сдвиги в распространении 3048 растений и животных в Англии. Из этих видов 640 (21 %) были отнесены к категории высокого риска из-за утраты значительной части их нынешних ареалов в результате повышения глобальной температуры на 2 °C [21].

Животные, как правило, обладают большей способностью избегать неблагоприятных климатических условий, чем растения, из-за их большей мобильности, но они также подвержены влиянию изменения климата. Исследование, основанное на моделировании биоклиматической оболочки для 120 местных наземных европейских млекопитающих при двух климатических сценариях, показало, что 1 % или 5-9 % европейских млекопитающих рискуют исчезнуть [22]. В другом исследовании было смоделировано филогенетическое разнообразие растений, птиц и млекопитающих в совокупности прогнозов на 2020, 2050 и 2080 годы [23]. Результаты показывают, что древо жизни сталкивается с гомогенизацией по всему континенту в результате сокращения филогенетического разнообразия в южной Европе (где не учитывалась иммиграция из Северной Африки) и роста в высоких широтах и ??высотах. Ограниченная способность многих рептилий, земноводных и бабочек к расселению в сочетании с фрагментацией местообитаний, скорее всего, приведет к сокращению и изоляции ареалов многих из этих видов [24]. Исследование последствий прогнозируемого изменения климата для 181 наземного млекопитающего в Средиземноморском регионе прогнозирует среднее сокращение ареалов видов от 11 до 45 %, в зависимости от климатического сценария и предположений относительно расселения [25]. Согласно сценарию потепления, на 3 °C по сравнению с доиндустриальным уровнем к 2100 г., ареалы европейских гнездящихся птиц сместятся примерно на 550 км к северо-востоку, в результате чего средний размер ареалов сократится на 20 %. Прогнозируется, что арктические, субарктические и некоторые иберийские виды понесут наибольшие потери ареалов [26].

Комплексная оценка смоделировала нынешнюю климатическую нишу и будущие климатически подходящие условия для почти всех европейских видов шмелей на основе более миллиона записей из проекта STEP и трех сценариев изменения климата на 2050 и 2100 годы (см. рис. 2). Число видов, находящихся на грани исчезновения к 2100 г., колеблется от трех (5 % оцененных видов) при самом низком климатическом сценарии до 25 (45 % видов) при самом высоком сценарии; по самому высокому сценарию 53 из 56 оцененных видов (95 %) потеряют основную часть своей подходящей среды обитания [27]. Риск воздействия экстремальных климатических условий был исследован с использованием четырех выходных данных модели глобальной циркуляции и трех сценариев выбросов. Всего было смоделировано 1 149 видов (104 земноводных, 248 рептилий, 288 млекопитающих и 509 гнездящихся птиц). Результаты показали, что основные очаги биоразнообразия наземных позвоночных могут находиться под значительным влиянием изменения климата, причем региональный очаг находится в Средиземноморье [28].

В Арктике и субарктике более теплые и влажные будущие условия позволят значительному числу млекопитающих, рептилий, амфибий и птиц расширить свой ареал распространения. Однако ожидается, что различные виды (особенно специалисты по среде обитания) со временем сократят свой ареал. Кроме того, прогнозируется, что ряд новых видов смогут вторгнуться в регион, изменяя состав сообщества и биотические взаимодействия трудно предсказуемым образом [29].

По мере изменения климатических условий в некоторых районах Европы они могут стать более благоприятными для укоренения и выживания чужеродных видов, что сделает местные виды, сообщества и экосистемы более уязвимыми [30]. С другой стороны, изменение климата может также предоставить некоторые возможности для контроля над чужеродными видами, которые, по прогнозам, пострадают от изменения климата. В то время как некоторые компоненты глобального изменения, такие как повышение содержания CO2, обычно способствуют инвазии, другие компоненты, такие как изменение температуры и осадков, могут способствовать или препятствовать инвазии растений. Поэтому в некоторых случаях изменение климата может предоставить беспрецедентные возможности для восстановления распространения видов.

Прогнозировалось, что сезонная изменчивость будет умеренно увеличиваться (<8 см). Однако колебания уровня воды в межгодовом масштабе значительно увеличились (табл. 2). Моделирование включало частые периоды экстремальных паводков и маловодий в обоих климатических сценариях. Следует также отметить, что модели показывают временные засушливые периоды для лагуны Галарза, в основном в сценарии А2.

Таксономический анализ флоры показал в общей сложности 161 вид за два периода исследований, 120 видов в 1976-1977 годах и 117 видов в 2007-2008 годах. SAR обоих периодов имели асимптотическое поведение, хотя и различной формы. Наибольшие различия обнаружены в начальном наклоне кривых. В более крупных пространственных масштабах (>2000 м²) видовое богатство было одинаковым в оба периода исследований.

Реакция макрофауны на засушливое лето была весьма изменчивой, как положительной, так и отрицательной. Тем не менее характер реакции соответствовал способности к расселению и потребностям в кормлении. Животные с низкой способностью к расселению имели тенденцию к уменьшению, тогда как животные с высокой способностью к расселению увеличивались. В засушливое лето резко возрастает численность летающих птиц, особенно рыбоядных (бакланы, аисты и цапли) и бентофагов (ибисы и кулики). Растительноядные птицы, такие как крикуны или утки, показали умеренный рост или практически не изменились. Наоборот, численность нелетающих птиц (больших нанду) в засушливое лето резко снижалась. Среди млекопитающих численность болотных оленей уменьшилась на 19%, а водосвинок - на 58%.

В консервативном сценарии гидрологические модели предсказывают незначительное снижение многолетнего уровня воды на заболоченной территории, существенное только в более мелководной лагуне Галарза. В неконсервативном сценарии негативный тренд уровня воды был генерализованным и более выраженным, с частыми эпизодами полного пересыхания лагуны Галарза. Эти результаты свидетельствуют о сокращении площади водно-болотных угодий Ибера. Такие потери площади водно-болотных угодий происходили в прошлом. Картографические данные конца XIX века и данные научной экспедиции 1911 года Научного общества Аргентины показывают, что в начале прошлого века площадь водно-болотных угодий была меньше.

Ранее сообщалось, что общее богатство гидрофильных растений (Smax) у иберы составляет 680 видов [11]. В настоящей работе территориальная инвентаризация гидрофильных видов была проведена на площади 3460 м², что составляет менее 0,0001% площади водно-болотных угодий. Напротив, мы идентифицировали 23,7% от общего числа гидрофильных видов. На больших и изолированных водно-болотных угодьях, таких как Ибера, Smax, вероятно, достигается на относительно небольшой части затопляемой площади. Кривая вид-ареал должна достигать верхней асимптоты (Smax) в относительно небольшой пространственной области (ASmax) [25]. Поэтому не ожидается, что расширение или сокращение площади водно-болотных угодий приведет к значительному увеличению или уменьшению Smax при сохранении разнообразия типов местообитаний. Однако мы обнаружили, что снижение уровня воды в 2007-2008 гг. повлияло на видовое богатство в локальном масштабе (<2000 м²), что могло привести к изменению ASmax. Подгонка данных об ареалах видов к функциям Чепмена (R?=?0,9727, p <0,0001 для 1976-77 гг.; R?=?0,9637, p <0,0001 для 2007-08 гг.) использовалась для экстраполяции ASmax в каждый период выборки. ASmax был выше в 2007-2008 гг., но значительно ниже общей площади затопления, варьируя от 5·106 в 1976-1977 гг. до 3·107 м² в 2007-2008 гг., что составляет от 0,1 до 0,3% площади водно-болотных угодий. Эти оценки чувствительны к функции, используемой для экстраполяции SAR, хотя низкие значения ASmax по отношению к размеру водно-болотных угодий согласуются. Этот анализ показывает, что обширность Иберы действует как буфер против потери видового богатства после сокращения площади водно-болотных угодий. Следовательно, богатство видов флоры Иберы, вероятно, будет очень устойчивым к гидрологическим изменениям, вызванным климатом. Фактически, несмотря на то, что изменчивость климата в регионе в прошлом была значительной [34]-[35], палеолимнологические исследования состава пыльцы показали, что видовое разнообразие существенно не изменилось за последние три тысячи лет [36].

Годовые колебания в учетных записях фауны могут быть связаны с изменениями в динамике популяции (т.е. чистой смертности), миграционных потоков или поведения животных. Засушливым летом 2008 г. наблюдалось значительное увеличение численности птиц с высокой дисперсионной способностью. Многие из этих птиц используют иберу для гнездования, а затем расселяются по всему региону (бакланы, аисты, цапли и ибисы) или путешествуют в другие широты (мигрирующие кулики) [7]. Присутствие водоплавающих и перелетных птиц в Ибере во время засухи 2008 г., вероятно, связано с нехваткой альтернативных мест кормодобывания в регионе. Таким образом, Ибера будет служить убежищем от аномально засушливых периодов. Кроме того, гильдии рыбоядных и бентоядных птиц могут воспользоваться временными периодами маловодья, когда рыба и бентические ресурсы становятся более доступными на неоднородных участках водно-болотных угодий. Сообщалось, что концентрация ресурсов во время маловодья выгодна для водно-болотных угодий кайманов [8]-[9]. Однако на наши подсчеты кайманов, вероятно, повлияли изменения в обнаруживаемости с воздуха, связанные с группировкой популяции на небольших территориях с большим изобилием ресурсов [30].

Засуха летом 2008 г. привела к значительному сокращению продуктивности растительности и биомассы водно-болотных угодий Ибера. В результате присутствие (травоядной) домашней макрофауны на водно-болотных угодьях резко сократилось. Три авиаучета коров, проведенные в Ибере до лета 2008 г., были довольно стабильными (1054 ± 77), но летом 2008 г. их число сократилось до 153. Домашняя макрофауна часто перемещается за границу или продается в периоды ресурсов. дефицит в заболоченной местности. Общее сокращение учетов диких травоядных с ограниченной способностью к расселению (водосвинка, болотный олень, буйвол и большой нанду), вероятно, связано с изменением поведения животных в результате потребности в дополнительных ресурсах. При авиаучетах многие из этих животных наблюдались вокруг озер или на окраинах заболоченных территорий. Исследования в близлежащих водно-болотных угодьях Пантанала показали, что болотные олени собираются вокруг постоянных водоемов в течение ежегодного засушливого сезона [29]-[31]. Водные растения представляют собой важный ресурс для болотного оленя в этой пойме реки [4]. Тем не менее, травы являются основным продуктом питания для всех исследованных травоядных, в том числе и для болотных оленей. Мы предполагаем, что вторжение в горные пастбища, окружающие водно-болотные угодья, является обычной стратегией поиска пищи для многих травоядных в периоды нехватки пищи. Такое поведение будет означать, что защита и доступность пастбищ за границами водно-болотных угодий являются ключевыми для смягчения последствий климатических колебаний для травоядных животных с ограниченной способностью к расселению.

Сокращение численности водосвинки и болотного оленя также может быть связано с повышенной смертностью в предыдущую зиму, особенно в исчезающей популяции болотного оленя. При авиаучете, проведенном зимой 2007 г., 10,2% от общего числа наблюдаемых болотных оленей составляли мертвые особи. Зимой 2007 г. в Ибере в ходе авиационных и наземных съемок было зарегистрировано в общей сложности 30 случаев гибели болотных оленей. В то время как прошлые случаи высокой смертности болотных оленей были связаны с болезнями крупного рогатого скота [7], анализ больных и павших оленей зимой 2007 г. показал отсутствие каких-либо инфекционных заболеваний и низкую нагрузку эктопаразитами. У болотного оленя наблюдалось истощение, диарея и отек поднижнечелюстной области [1]. Анализы крови показали высокие концентрации мочевины, а в фекалиях и желудочно-кишечном содержимом было большое количество паразитов-гематофагов (Haemonchus contortus). Смертность болотных оленей была напрямую связана с желудочно-кишечным паразитизмом и возникающей в результате анемией, но механизмы, вызывающие желудочно-кишечное заражение, или причина высоких концентраций мочевины в пробах крови оставались неясными [4].

Интересно, что две трети случаев гибели болотных оленей зимой 2007 г. приходится на район вокруг лагуны Ибера. Это озеро связано с плантациями риса, расположенными на границе водно-болотных угодий, и поддерживает крупнейшее человеческое поселение на водно-болотных угодьях. Используя набор данных дистанционного зондирования за 1997-2001 годы о свойствах воды в двадцати шести крупнейших водно-болотных озерах, территория вокруг лагуны Ибера была специально определена как нарушенная [6]. Полевые пробы, проведенные в 2007 г. в шести крупных водоемах (Ибера, Галарса, Луна, Парана, Итати и река Корриенте), выявили самые высокие концентрации биомассы фитопланктона и наибольшее преобладание цианобактерий в лагуне Ибера [2]. В этом озере численность фитопланктона увеличилась в пять раз, а доля цианобактерий (с 60 до 90 % от общего количества) удвоилась по сравнению с историческими условиями [3]. нагрузка на озеро питательными веществами и ослабление ветров во время цикла Ла-Нинья 2007-2008 годов. Такие условия создают особенно благоприятные условия для развития цианобактерий [4]-[5].

В отличие от других озер Иберы, среди цианобактерий в Лагуне Ибера преобладали Cylindrospermopsis raciborskii [2]. Этот вид также стал доминировать в каналах и небольших прудах в окрестностях Лагуна Ибера. C. raciborskii является одним из самых печально известных своей способностью продуцировать широкий спектр сильнодействующих цианотоксинов, оказывающих разрушительное воздействие на такие органы, как почки [6]-[7]. Он был связан со случаями падежа крупного рогатого скота [8], а последствия для человека ограничивались болезнью [9]-[10].

Цветение цианобактерий в озерах Ибера продолжается с лета до осени, а зима определяет сезонный спад цветения [5]-[6]. Содержание цианотоксинов в клетках C. raciborskii увеличивается во время спада цветения [7]. Кроме того, более низкие температуры (например, зимой 2007 г.) усиливают стабильность цианотоксинов в воде [2]. Таким образом, зима является наиболее вероятным периодом для наблюдения цианобактериальной интоксикации у иберы. Зимняя гибель рыбы спорадически наблюдается в отдельных районах лагуны Ибера, а зимой смотрителями парка были замечены и другие незначительные случаи гибели оленей [1]. Есть несколько указаний на возможную связь между смертностью болотных оленей и цветением ядовитых водорослей. Учитывая экологические последствия этой гипотезы, необходимо разработать специальные исследования для оценки влияния токсинов водорослей на гибель оленей.

Помимо отрицательного многолетнего тренда уровня воды водно-болотных угодий, наиболее значимой особенностью гидрологических прогнозов было увеличение колебаний уровня воды. Это связано с увеличением частоты экстремальных климатических явлений, предсказываемых моделями глобальной циркуляции [9]. Водно-болотные угодья представляют собой переходную среду, и их виды растений обычно адаптированы к колебаниям окружающей среды [3]. Наш анализ показывает, что видовое богатство растений в бассейновом масштабе очень устойчиво к гидрологическим изменениям, хотя местное разнообразие было значительно затронуто. О потерях местного разнообразия, связанных с гидрологическими колебаниями, сообщалось и в других водно-болотных угодьях (например, [4]-[5]-[6]). После нарушений экосистемы обычно переходят из зрелого состояния высокого разнообразия в более раннюю стадию сукцессии [8]. Теоретические и эмпирические данные подчеркивают важность выбора времени нарушения, поскольку повторяющееся снижение зрелости экосистемы приводит к остановке сукцессий, длительным периодам низкого разнообразия и долгосрочной потере устойчивости [8]-[9]. В связи с этим следует отметить значительно более низкое видовое богатство растительности в активной пойме р. Парана по сравнению с водно-болотным угодьем Ибера [23]. Основные экологические различия между этими двумя водно-болотными угодьями заключаются в амплитуде и частоте колебаний уровня воды, которые значительно выше и менее регулярны в пойме Параны.

Утрата местного разнообразия флоры подразумевает снижение разнообразия ресурсов (например, семян, фруктов, нектара) в течение года с наибольшим воздействием на фауну с небольшими участками обитания (около 2000 м² или меньше; в основном беспозвоночные). Тем не менее мелкомасштабные возмущения могут передаваться и животным с более крупными участками обитания [7]. Было обнаружено, что в водно-болотных угодьях Пантанала видовое богатство птиц (включая большую часть птиц с небольшими ареалами обитания) снижается по мере нестабильности местообитаний [8].

Флора и фауна Иберы в прошлом испытывали сильные климатические нарушения. Однако ожидаемое усиление климатических колебаний будет происходить в сочетании с беспрецедентным уровнем антропогенных стрессоров. Например, климатические аномалии могут сочетаться с тенденциями эвтрофикации, чтобы увеличить масштабы цветения цианобактерий [5] и, следовательно, потенциальное воздействие цианотоксинов на дикую фауну. Показательным примером может служить подтверждение влияния ядовитого цветения водорослей на смертность болотных оленей. Биологические инвазии также заслуживают особого внимания. В Ибере стали обычным явлением натурализация декоративных растений (Cladium jamaicensis), лесных древесных пород (Pinus elliottii) и домашних животных (Sus scrofa, Bubalus bubalis) [9]. Климатические колебания являются хорошо известными факторами, опосредующими акклиматизацию и распространение инвазивных чужеродных видов [6]. Таким образом, положительное взаимодействие между изменением климата и антропогенными стрессорами может стать ахиллесовой пятой макросистемы Ibera. Чтобы противодействовать этому синергизму, региональные политики должны активизировать усилия по снижению нагрузки биогенными веществами на водно-болотные угодья и контролировать биологические инвазии.

Заключение

Существующие экономические и рыночные механизмы неэффективны в предотвращении загрязнения воздуха и воды, техногенной трансформации ландшафтов, сокращении биоразнообразия. С этой точки зрения современный рынок характеризуется серьезными «провалами», ведущими к деградации глобальных экологических благ, так как они либо не имеют, либо имеют значительно заниженные рыночные цены, что, в свою очередь, приводит к нерациональному использованию глобальных экологических благ. экологические преимущества.

В связи с этим мировое сообщество создает специальные механизмы для предотвращения или компенсации негативных последствий глобального внешнего воздействия. Примером такого инструмента является Глобальный экологический фонд, образованный Программами развития и окружающей среды Организации Объединенных Наций (ПРООН и ЮНЕП) и Всемирным банком для смягчения глобальных экологических проблем: глобального изменения климата, сохранения биоразнообразия, защиты международных вод и сохранения озоновый слой.

В интересах охраны окружающей среды принимаются различного рода конвенции. Однако всего этого недостаточно. Каждый должен всегда помнить, что к природе нужно относиться разумно, ее нужно щадить. Это требует внедрения экологически чистых, малоотходных и безотходных технологий, строительства очистных сооружений, рационального размещения производства и использования природных ресурсов.

Список использованной литературы

Michael Gottfried et al., `Continent-Wide Response of Mountain Vegetation to Climate Change',Nature Climate Change 2, no. 2 (February 2012): 111-15, doi:10.1038/nclimate1329.

Harald Pauli et al., `Recent Plant Diversity Changes on Europe's Mountain Summits',Science 336, no. 6079 (20 April 2012): 353-55, doi:10.1126/science.1219033.

T. Roth, M. Plattner, and V. Amrhein, `Plants, Birds and Butterflies: Short-Term Responses of Species Communities to Climate Warming Vary by Taxon and with Altitude',PLoS ONE 9, no. 1 (2014): e82490, doi:10.1371/journal.pone.0082490.

S. Berger et al., `Bioclimatic Limits and Range Shifts of Cold-Hardy Evergreen Broad-Leaved Species at Their Northern Distributional Limit in Europe',Phytocoenologia 37, no. 3-4 (2007): 523-539, doi:10.1127/0340-269X/2007/0037-0523; G.R. Walther et al., `Palms Tracking Climate Change',Global Ecology and Biogeography 16, no. 6 (2007): 801-809, doi:10.1111/j.1466-8238.2007.00328.x; S. Pompe et al., `Modellierung Der Auswirkungen Des Klimawandels Auf Die Flora Und Vegetation in Deutschland', BfN-Skripten 304 (Bonn: Bundesamt fьr Naturschutz, 2011), http://www.bfn.de/fileadmin/MDB/documents/service/skript304.pdf.

I-Ching Chen et al., `Rapid Range Shifts of Species Associated with High Levels of Climate Warming',Science 333, no. 6045 (19 August 2011): 1024-26, doi:10.1126/science.1206432.

O. Schweiger et al., `Multiple Stressors on Biotic Interactions: How Climate Change and Alien Species Interact to Affect Pollination',Biological Reviews 85, no. 4 (2010): 777-795, doi:10.1111/j.1469-185X.2010.00125.x; O. Schweiger et al., `Increasing Range Mismatching of Interacting Species under Global Change Is Related to Their Ecological Characteristics',Global Ecology and Biogeography 21, no. 1 (2012): 88-99, doi:10.1111/j.1466-8238.2010.00607.x.

Marcel E Visser et al., `Climate Change Leads to Decreasing Bird Migration Distances',Global Change Biology 15, no. 8 (1 August 2009): 1859-65, doi:10.1111/j.1365-2486.2009.01865.x.

FRЙDЙRIC Jiguet et al., `Population Trends of European Common Birds Are Predicted by Characteristics of Their Climatic Niche',Global Change Biology 16, no. 2 (1 February 2010): 497-505, doi:10.1111/j.1365-2486.2009.01963.x.

Jeremy T. Kerr et al., `Climate Change Impacts on Bumblebees Converge across Continents',Science 349, no. 6244 (7 October 2015): 177-80, doi:10.1126/science.aaa7031.

C.A.M. van Swaay et al., `Butterfly Monitoring in Europe: Methods, Applications and Perspectives',Biodiversity and Conservation 17, no. 14 (2008): 3455-3469, doi:10.1007/s10531-008-9491-4.

Vincent Devictor et al., `Differences in the Climatic Debts of Birds and Butterflies at a Continental Scale',Nature Climate Change 2, no. 2 (February 2012): 121-24, doi:10.1038/nclimate1347.

Maiken Winter et al., `Patterns and Biases in Climate Change Research on Amphibians and Reptiles: A Systematic Review',Royal Society Open Science 3, no. 9 (1 September 2016): 160158, doi:10.1098/rsos.160158.

Matthieu Guillemain et al., `Effects of Climate Change on European Ducks: What Do We Know and What Do We Need to Know?',Wildlife Biology 19, no. 4 (December 2013): 404-19, doi:10.2981/12-118.

L. McRae et al., `Arctic Species Trend Index 2010: Tracking Trends in Arctic Wildlife', CAFF CBMP Report (Akureyri: CAFF International Secretariat, 2010), http://library.arcticportal.org/1306/1/asti_report_april_20_low_res.pdf.

T. Dirnbцck, F. Essl, and W. Rabitsch, `Disproportional Risk for Habitat Loss of High-Altitude Endemic Species under Climate Change',Global Change Biology 17, no. 2 (2011): 990-996, doi:10.1111/j.1365-2486.2010.02266.x.

Stefan Dullinger et al., `Extinction Debt of High-Mountain Plants under Twenty-First-Century Climate Change',Nature Climate Change 2, no. 8 (6 May 2012): 619-22, doi:10.1038/nclimate1514.

Robin Engler et al., `21st Century Climate Change Threatens Mountain Flora Unequally across Europe',Global Change Biology 17, no. 7 (1 July 2011): 2330-41, doi:10.1111/j.1365-2486.2010.02393.x.

D. Scherrer and C. Kцrner, `Topographically Controlled Thermal-Habitat Differentiation Buffers Alpine Plant Diversity against Climate Warming',Journal of Biogeography 38, no. 2 (2011): 406-16, doi:10.1111/j.1365-2699.2010.02407.x.

Rob Alkemade, Michel Bakkenes, and Bas Eickhout, `Towards a General Relationship between Climate Change and Biodiversity: An Example for Plant Species in Europe',Regional Environmental Change 11 (1 March 2011): 143-50, doi:10.1007/s10113-010-0161-1.

Eliane S. Meier et al., `Climate, Competition and Connectivity Affect Future Migration and Ranges of European Trees',Global Ecology and Biogeography 21, no. 2 (February 2012): 164-78, doi:10.1111/j.1466-8238.2011.00669.x.

J. W. Pearce-Higgins et al., `Research on the Assessment of Risks & Opportunities for Species in England as a Result of Climate Change', Natural England Commissioned Reports (London: Natural England, 2015), http://publications.naturalengland.org.uk/publication/4674414199177216.

Irina Levinsky et al., `Potential Impacts of Climate Change on the Distributions and Diversity Patterns of European Mammals',Biodiversity and Conservation 16, no. 13 (6 June 2007): 3803-16, doi:10.1007/s10531-007-9181-7.

W. Thuiller et al., `Consequences of Climate Change on the Tree of Life in Europe',Nature 470, no. 7335 (2011): 531-534, doi:10.1038/nature09705.

M. B Araъjo, W. Thuiller, and R. G Pearson, `Climate Warming and the Decline of Amphibians and Reptiles in Europe',Journal of Biogeography 33, no. 10 (1 October 2006): 1712-28, doi:10.1111/j.1365-2699.2006.01482.x; R. Hickling et al., `The Distributions of a Wide Range of Taxonomic Groups Are Expanding Polewards',Global Change Biology 12, no. 3 (2006): 450-455, doi:10.1111/j.1365-2486.2006.01116.x; J. Settele et al., `Climatic Risk Atlas of European Butterflies', Biorisk 1 -- Special Issue (Sofia: Pensoft, 2008), http://www.pensoft.net/journals/biorisk/article/568/.

Luigi Maiorano et al., `The Future of Terrestrial Mammals in the Mediterranean Basin under Climate Change',Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 366, no. 1578 (27 September 2011): 2681-92, doi:10.1098/rstb.2011.0121.

Brian Huntley et al., `Potential Impacts of Climatic Change on European Breeding Birds',PLoS ONE 3, no. 1 (16 January 2008): e1439, doi:10.1371/journal.pone.0001439.

Pierre Rasmont et al., `Climatic Risk and Distribution Atlas of European Bumblebees',BioRisk 10 (18 February 2015): 1-236, doi:10.3897/biorisk.10.4749.

Luigi Maiorano et al., `Threats from Climate Change to Terrestrial Vertebrate Hotspots in Europe',PLoS ONE 8, no. 9 (16 September 2013): e74989, doi:10.1371/journal.pone.0074989.

Anouschka R. Hof, Roland Jansson, and Christer Nilsson, `Future Climate Change Will Favour Non-Specialist Mammals in the (sub)Arctics',PLOS ONE 7, no. 12 (20 December 2012): e52574, doi:10.1371/journal.pone.0052574.

EC, `LIFE and Invasive Alien Species' (Luxembourg: European Commission (DG ENV), LIFE Nature, 2014).

Pratchett, M.S., S.K. Wilson, M.L. Berumen, and M.I. McCormick. 2004. Sublethal effects of coral bleaching on an obligate coral feeding butterflyfish. Coral Reefs 23(3):352-356.

Pershing, A.J., R.B. Griffis, E.B. Jewett, C.T. Armstrong, J.F. Bruno, D.S. Busch, A.C. Haynie, S.A. Siedlecki, and D. Tommasi. 2018. Oceans and marine resources. In: Impacts, risks, and adaptation in the United States: Fourth National Climate Assessment, volume II. Reidmiller, D.R., C.W. Avery, D.R. Easterling, K.E. Kunkel, K.L.M. Lewis, T.K. Maycock, and B.C. Stewart (eds.). doi:10.7930/NCA4.2018.CH9.

IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). 2013. Climate change 2013: The physical science basis. Working Group I contribution to the IPCC Fifth Assessment Report. Cambridge, United Kingdom: Cambridge University Press. www.ipcc.ch/report/ar5/wg1EXITEXIT EPA WEBSITE.

IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). 2013. Climate change 2013: The physical science basis. Working Group I contribution to the IPCC Fifth Assessment Report. Cambridge, United Kingdom: Cambridge University Press. www.ipcc.ch/report/ar5/wg1EXITEXIT EPA WEBSITE.

Trtanj, J., L. Jantarasami, J. Brunkard, T. Collier, J. Jacobs, E. Lipp, S. McLellan, S. Moore, H. Paerl, J. Ravenscroft, M. Sengco, and J. Thurston. 2016. Chapter 6: Climate impacts on water-related illness. In: The impacts of climate change on human health in the United States: A scientific assessment. U.S. Global Change Research Program. https://health2016.globalchange.govEXITEXIT EPA WEBSITE.

NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration). 2021. Extended reconstructed sea surface temperature (ERSST.v5). National Centers for Environmental Information. Accessed February 2021. www.ncdc.noaa.gov/data-access/marineocean-data/extended-reconstructed-sea-surface-temperature-ersstEXITEXIT EPA WEBSITE.

IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). 2013. Climate change 2013: The physical science basis. Working Group I contribution to the IPCC Fifth Assessment Report. Cambridge, United Kingdom: Cambridge University Press. www.ipcc.ch/report/ar5/wg1EXITEXIT EPA WEBSITE.

NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration). 2021. NOAA Merged Land Ocean Global Surface Temperature Analysis (NOAAGlobalTemp). Accessed March 2021. www.ncdc.noaa.gov/data-access/marineocean-data/noaa-global-surface-temperature-noaaglobaltempEXITEXIT EPA WEBSITE.