生态学家最担心的是:气候变化生态学的5个新趋势

2017-04-11 07:04:21

作者:岳钴瘪

当科学家发表对气候变化对物种,生态系统和人类的影响的分析时,使用的语言可能听起来非常遥远和冷漠事实上,这些研究的基调反映了科学的基调,但不反映科学家的感受生态学家研究影响今天的气候变化已经知道,未来某个时刻不会出现变化;改变就在这里,还有更多未来我们大多数人都非常担心 - 即使在我们科学家现在要求的很酷的问题中也能反映出来的热情在这篇文章中,我强调了开放获取出版商最近发表的科学研究成果, PLOS(公共科学图书馆),题为“2014年气候变化收集的生态影响”,过去一年在PLOS Biology和PLOS ONE上发表的18项研究,涵盖了全球变暖和其他气候相关变化对企鹅,青蛙的影响

,蝴蝶和人类社区建议的模型,用于决定哪些物种可能被移动以提高其生存机会这些论文是由PLOS ONE部门编辑Ben Bond-Lamberty选择的,他是一位生态学家,研究重点是陆地生态系统中的碳循环,与之相吻合8月10日至15日在萨克拉门托举行的美国生态学会(ESA)第99届年会,在ESA的墙壁之外相关,这些PLOS气候变化pu成果反映了科学的新兴复杂性以及进行研究的科学家们所感受到的更大紧迫性美国农业部自然资源保护局John A Kelley所说,当前全球变暖时期的大气科学可以追溯到20世纪60年代中期或70年代初期,虽然一位19世纪的化学家首先假设燃煤与气候变化之间的机制相反,气候变化影响的生态科学是最近的,可追溯到20世纪90年代中期,当时卡米尔帕玛森和特里等人的实质性论文Root显示了20世纪野生物种范围变化的第一个可信证据

第一代发出警报第一代探索20世纪变暖的生态研究主要关注物种和种群水平研究最终扩展到气候的历史趋势分析通过记录良好(通常是驯化的)种群和物种以及物候学的联系死亡(移民或开花日期等行为的时间变化)最近,有大量工作专注于如何解决未来几十年可能发生的影响这些通常结合了关于“气候包络”或范围的假设

物种生存的适宜条件,生态生理学(生物体生理学对环境条件的适应)以及温度和降水的气候模型预测应用于这些包络这一10或12年的生态研究讲述了一些重要的故事,但往往缺乏细微差别或复杂性许多第一代论文中都包含了一种感觉,即我们或多或少地知道出现了什么样的气候趋势,我们或多或少知道会发生什么样的生态影响气候变化通常被视为孤立的,简单的,可知的驱动因素如果我们能够推断出这一时期作者的敏感性,那将是风险所在物种和生态系统正在增加 - 有人需要做一些事情气候变化的“解决方案”在很大程度上被设想为超越科学范围的挑战,通常仅限于减少或消除温室气体排放第二代出现:更好的问题,可行的答案I我们认为,从2010年开始,我们进入第二代气候影响生态学,成熟度和复杂程度显着增长研究探索了对生态群落的多变量影响,历史或监测记录有限的物种,实验和比较研究,与生物物理过程以及资源管理和经济发展决策的影响在这部分工作中,我对气候变化研究如何在生态学中变得规范化和主流化而不是保持孤立感到震惊 或许来自科学转变的新兴信息是我们需要明确地知道为什么模式正在出现,而我们 - 环境科学界 - 需要提出一些有效的反应

换句话说,我们需要做一些事情五PLOS 2014气候变化收集生态影响中的论文中突出的趋势是解决方案取得进展的重要标志:1人口,物种和社区层面的生态反应显示出很难预测和预测的模式与第一代相比论文中,人们越来越认识到,并非生态系统中的所有物种,包括密切相关的分类群,甚至是单一物种内的所有附近种群,都以同样的方式对相同的气候影响作出反应,这表明预测未来物种的气候响应是非常困难的图片:Ryan等人Ryan及其同事展示了热带青蛙如何表现出各种各样的反应,而s Anadon-Rosell及其同事对高山灌木的油温变暖实验表明,物候因素的重要变化可能导致群落组成的重大变化Pringle及其同事证明了水分胁迫和食草模式(均与天气事件有关)的变化实际上是如何加强植物 - 昆虫共生,而Roth及其同事发现海拔梯度随着时间的推移重新混合脊椎动物,植物和昆虫群落早期的论文经常提出物种,至少在同一属或家庭或社区中,会对类似的驱动因素和类似物反应这种假设似乎没有什么证据支持也许用托尔斯泰的话来说,所有受气候影响的人都会以自己的方式受到影响2古生态学可以为现代模式提供信息例如,Feurdean及其同事发现,在结束后,树种的重新定殖

最后一次冰川期不仅仅是一次运动从南到北,但是有一系列的迁徙,随着冰川进展的开始,留下了一些孤立的树木群落

他们认为,微气候,微贫乏和人类在其自然范围之外的许多物种的迁移将在范围内发挥重要作用未来的变化作为一个分支学科,Paleoecology是一个越来越重要的数据和类似物库,用于理解范围变化,干扰机制变异性和社区重组过程3生态系统层面的影响不仅仅是人口反应的积累,例如,Tait和Schiel表明大型藻类组合对高温的反应比对单个物种有更大的反应,有可能改变沿海系统的NPP

与上述第一个趋势一致,复杂的协同作用和反馈系统很可能以艰难的方式在生态系统中肆虐跟踪和预测4气候变化可以加剧影响例如,来自社会变迁的Riordan和Rundel指出加利福尼亚人类和自然系统之间竞争加剧的可能性,因为物种和关键的社会和经济活动跟踪当地的气候模式 - 创造了更多的加州房地产问题Kaniewski及其同事展示沿海地中海生态系统应对城市化,海平面上升,气候变化和资源利用变化的4000年期间的证据,这篇论文将考古学,气候科学以及陆地和海洋生态学联系起来

论文是气候变化与更广泛的环境变化的相互作用将不是线性的图像:Melitaea trivia syriaca 1CC BY 30 Gideon Pisanty(Gidip)גדעוןפיזנטי - 5现有的保护和可持续资源管理方法将需要在许多地区重新思考Zografou及其同事指出一个保护的基石 - 固定边界亲特征区域 - 并指出与气候变化相关的蝴蝶群落组成的快速变化正在削弱保护这些物种的能力Amorim及其同事指出了追踪伊比利亚蝙蝠物种可能发生的范围变化的努力 - 我们是否会进行监测在适当的地方网络,以检测进展中的变化 至关重要的是,Rout及其同事提出了一种系统的,可量化的决策方法,以决定是否以及何时将物种迁移到新的地区

在所有这些情况下,气候知情资源管理的证据基础似乎很小到目前为止的概述未来:更好的科学,更好的行动

我们这个时代的重大风险之一是政策和资源管理决策远远超出了科学可以有用的信息

不幸的是,科学可能落后于决策者需要的速度我最初问题的答案 - 我们知道我们在哪里吗

怎么回事

- 有两个部分:我们知道生态系统和气候的发展方向吗

我们是否知道生态学作为一门学科在做出更好的决策时可以表达的声音

从天气分析到基于气候的思考,生态学家可以说落后于我们的进化生物学家表兄弟,除了古​​生态学之外我们正在快速追赶作为一门科学,生态学是我们定义保护的基础的主要科学资源

虽然并非所有生态学都与保护无关,也不适用于保护,但生态学可以说是保护科学,可持续资源管理以及 - 甚至更广泛 - 可持续发展本身最重要的学科

科学的酷语并没有捕捉到激情驱动全球变暖研究:生态系统和生态过程正在发生什么

我们可以期待和合理预测会发生什么

这些变化对我们的生计和经济意味着什么

我们是否足够了解我们将在哪些方面缓解自身以及我们关心的物种和生态系统的过渡

这些论文表明,对未来趋势的自信预测可能会很慢 - 或者可能永远不会到来因此,我们可能需要重新思考我们正在管理,保护和保护的内容最终,这些论文可能会集体指向更大的生态学本身从“保护”科学转变 - 管理恢复或减少,最小化或逆转变化 - 并转向一种能够实现生态完整性的科学,因为人口,社区,生态系统和经济在面对不可避免的变化请查看此集合中的所有论文