Wiosna 2012 r. została najwcześniej odnotowana w Stanach Zjednoczonych od 1900 r. W wielu stanach oznaki wiosny pojawiły się prawie trzy do czterech tygodni wcześniej, niż oczekiwano. Nietypowe ciepło spowodowało niezwykle wczesne kwitnienie, szczególnie na drzewach owocujących w regionach północno-wschodnich i Wielkich Jezior. Obserwatorzy z Massachusetts i Wisconsin donieśli, że kwitnienie nastąpiło wcześniej niż od czasu, gdy Henry David Thoreau zaobserwował, kiedy rośliny zaczęły kwitnąć w pobliżu stawu Walden w latach pięćdziesiątych XIX wieku lub od czasu, gdy Aldo Leopold obserwował okresy kwitnienia w „The Shack” w hrabstwie Sauk w latach trzydziestych XX wieku i Lata 1850.

Następnie, co uznano za cechę charakterystyczną zmiany klimatu – niezwykłą zmienność – po wyjątkowo wczesnych wysokich temperaturach nagle nastąpił silny mróz.

„Myśleliśmy, że rok 2010 był dziwny. Ale rok 2012 był naprawdę dziwny” – mówi Jake Weltzin, dyrektor wykonawczy amerykańskiej National Phenology Network.

W miarę zmian klimatycznych niezwykle wczesne ocieplenie, zwane „fałszywą wiosną”, staje się coraz bardziej powszechne. Jej skutki również budzą coraz większe obawy. Gdy bowiem ciepłe temperatury przedwcześnie obudzą uśpione rośliny i zwierzęta, mogą zaburzyć harmonogram wydarzeń sezonowych kluczowych dla całej ekologicznej sieci pokarmowej. Skutki mogą wyrządzić niszczycielskie szkody zarówno gatunkom dzikim, jak i uprawnym. Fałszywe wydarzenia wiosenne spowodowały ogromne straty w uprawach owoców w USA, uszkodziły duże połacie lasów i zdziesiątkowały wrażliwe populacje motyli kalifornijskich.

Wyraźny trend w stronę wczesnej wiosny

Przyrodnicy i naukowcy, rolnicy i ogrodnicy od dawna zwracają uwagę na to, kiedy rośliny co roku wypuszczają liście i pączkują – jest to część badania zjawisk sezonowych znanych jako fenologia. Zarówno naukowcy, jak i bardziej przypadkowi obserwatorzy z podwórek zauważyli ciągłą zmianę w kierunku wcześniejszych wiosennych w Ameryce Północnej w ciągu ostatnich 50–100 lat. Jednocześnie coraz większa liczba badań naukowych dokumentuje postępujące pojawianie się pąków, zakwitów i hibernację zwierząt.

Od początku XX wieku około dwie trzecie badanych gatunków przestawiło się na wcześniejsze wiosenne kwitnienie, rozmnażanie się lub migrację. Dotyczy to każdej większej grupy badanych gatunków, w tym płazów, ptaków, ryb, bezkręgowców i ssaków, a także drzew, roślin niedrzewnych, koralowców i planktonu. Według Camille Parmesan, profesora na Uniwersytecie Teksasu w Austin, którego badania koncentrują się na biologicznych skutkach zmian klimatycznych, zmiany te zaobserwowano na każdym większym kontynencie i oceanie.

Wczesne pąki i kwiaty zabite przez silny mróz mogą oznaczać brak kwitnienia i braku owoców przez resztę roku. Amerykańska Krajowa Sieć Fenologiczna, która gromadzi dane dotyczące liści i zakwitów wraz z informacjami o migracjach i rozmnażaniu się gatunków z całych Stanów Zjednoczonych , pomogło potwierdzić, że zbliżająca się wiosna i gwałtowne zmiany temperatur między ciepłymi i zimnymi są częścią utrzymujących się trendów. Chociaż sieć została oficjalnie utworzona w połowie 2000 roku, obserwacje zarejestrowane przez współpracujących z nią naukowców i wolontariuszy sięgają lat pięćdziesiątych XX wieku.

Niektóre z najdłużej istniejących danych, które dokumentują wzrost pierwszych liści wiciokrzewu i bzu w 48 niższych stanach, wskazują na zauważalne przesunięcie w stronę wcześniejszych dat od lat 1980. XX wieku. Podobnie jak temperatury rejestrowane w ramach badań nad zmianami klimatycznymi, daty wypuszczania liści wykazują dużą zmienność z roku na rok, ale tendencja jest wyraźna — wcześniejsze wyższe temperatury oraz wcześniejsze pąki i kwiaty.

Chociaż sporadyczne fałszywe wiosny nie są niczym nowym, nowością w ostatnich latach jest połączenie coraz cieplejszych wiosny i ekstremalnych wahań temperatur, ogólnie krótszych okresów jesieni i zimy temperatur poniżej zera oraz zmienionych wzorców opadów związanych z globalną zmianą klimatu.

Na przykład ciepłe okresy jesienno-zimowe w latach 2010 i 2012 były dłuższe niż w pozostałych. Zjawisko to zwiększa prawdopodobieństwo, że rośliny przedwcześnie wyjdą z spoczynku, wytwarzając młode liście, pąki i kwiaty. Kiedy po wyjątkowo łagodnych temperaturach i późniejszym wzroście roślin następują ujemne temperatury, wczesne pąki i kwiaty zabite przez silny mróz mogą oznaczać brak kwitnienia i owocowania przez resztę roku. Oprócz ostrego wpływu na delikatne części roślin, wczesne ocieplenie może również powodować problemy, skracając zimowy okres chłodzenia, którego nasiona wielu roślin potrzebują do prawidłowego kiełkowania, rośliny potrzebują pączkowania i kwitnienia, a hibernujące zwierzęta muszą zakończyć swoje roczne cykle w dobre zdrowie.

Występuje efekt falowania w ekosystemach

Perspektywa zamarznięcia po wypuszczeniu liści, zakwitnięciu lub zawiązaniu owoców stwarza oczywiste problemy dla rolników. Na przykład fałszywa wiosna z 2007 r. szczególnie mocno uderzyła w uprawy rolne i drzewa liściaste na środkowym zachodzie Stanów Zjednoczonych, w regionach południowo-wschodnich i środkowoatlantyckich, powodując szkody w uprawach — szczególnie w drzewach owocowych i jagodach — co spowodowało złożenie wniosku o ogłoszenie klęski żywiołowej w Karolinie Północnej . W 2012 roku straty w uprawach drzew owocowych w stanie Michigan spowodowane fałszywymi wiosennymi kwitnieniami i cyklami zamarzania oszacowano na pół miliarda dolarów.

Moment rozwoju liści i kwiatów ma wpływ na cały ekosystem, ponieważ zmiany te powodują przepływ soków, nektaru i składników odżywczych w roślinach, wpływając w ten sposób na dostępność schronienia i pożywienia dla innych organizmów.

Fałszywa wiosna może zaszkodzić nie tylko roślinom, które wcześnie wypuszczają pędy, liście czy kwiaty, ale innym gatunkom i całym ekosystemom. Moment rozwoju liści i kwiatów ma wpływ na cały ekosystem, ponieważ zmiany te powodują przepływ soków, nektaru i składników odżywczych w roślinach, wpływając w ten sposób na dostępność schronienia i pożywienia dla innych organizmów. Może to mieć poważne konsekwencje, zwłaszcza gdy gatunki wychodzą ze snu zimowego lub podczas migracji.

Na całym świecie, od południowego wschodu Stanów Zjednoczonych po Nową Anglię i Góry Skaliste po Wyżynę Tybetańską, a także w całej Europie, zgłaszano przypadki desynchronizacji wydarzeń sezonowych. Świstaki z Gór Skalistych wyłoniły się, aby znaleźć rośliny, na których polegają jako pożywienie, ukryte pod jeszcze nie całkowicie stopionym śniegiem. Motyle w Sierra Nevada w Kalifornii wymknęły się ze swoich kokonów w atmosferze przypominającej wiosenne ciepło, by zostać powalone przez następujące po nich mrozy.

Seria fałszywych wiosennych wydarzeń przyczyniła się do wytępienia populacji motyli szachownicowych Edith w Sierra Nevada w latach 1980. i 1990. XX wieku, gdy wysokie temperatury zdesynchronizowały moment pojawienia się motyli i kwitnienia roślin, których stanowią pożywienie, ciepło i ciepło. brak wilgoci powodował wysychanie roślin, gdy gąsienice musiały się nimi żerować.

Kolejnym niepokojącym skutkiem fałszywej wiosny są szkody, jakie może wyrządzić roślinom i zadrzewieniu. Jeśli fałszywe przymrozki wiosenne znacznie zmniejszą powodzenie letniego pokrycia drzew na dużych połaciach krajobrazu, jak miało to miejsce w południowo-wschodniej części Stanów Zjednoczonych w 2007 r., może to również zmniejszyć ilość węgla i innych składników odżywczych przetwarzanych przez te drzewa. Może to prowadzić do pogorszenia stanu gleby, a także zagrozić zdrowiu owadów i innych organizmów zależnych od obiegu składników odżywczych w roślinach.

Anthony Barnosky, Uniwersytet Kalifornijski, profesor biologii integracyjnej w Berkeley i autor książki Udar cieplny: przyroda w dobie globalnego ocieplenia — w książce z 2009 r., w której analizuje się wpływ zmian klimatycznych na różne gatunki żyjące na wolności — stwierdza, że ​​próbując zrozumieć konsekwencje globalnego ocieplenia, w tym te związane ze zjawiskiem fałszywej wiosny, należy wziąć pod uwagę interakcje różnych dotkniętych nimi gatunków. „Istnieje wiele rodzajów złożoności, którym musimy przyjrzeć się bardziej szczegółowo” – mówi.

Próbuję wyregulować wcześniejsze sprężyny

„Główną reakcją gatunków na zmianę klimatu jest poruszanie się po krajobrazie i próba odzyskania swojej przestrzeni klimatycznej” – wyjaśnia Barnosky. Innymi słowy: próbują znaleźć warunki odwzorowujące te, jakie panują w miejscach, w których wcześniej prosperowały. Rzeczywiście, w 2013 roku Uniwersytet Teksasu w Austin's Parmesan podał, że podsumowanie licznych badań przeprowadzonych na całym świecie w ciągu ostatnich 10 lat pokazuje, że od początku XX wieku około połowa wszystkich badanych gatunków przeniosła swoje zasięgi bliżej biegunów – między około 1900 i 30 mil na biegun – lub w górę, aż do około 995 metrów w poszukiwaniu niższych temperatur.

Z punktu widzenia produkcji żywności rolnicy na całym świecie starają się dostosować do rosnącego prawdopodobieństwa wystąpienia fałszywych wiosen, sadząc w sposób uwzględniający zarówno wczesne ocieplenie, jak i ekstremalne temperatury i wilgotność, mówi Sharon Muzli Gourdji, doktorantka w dziedzinie energii i środowiska na Uniwersytecie Stanforda . Odmiany pszenicy są hodowane ze względu na tolerancję na ciepło i inne zmienne związane ze zmianą klimatu, aby mogły wytrzymać rosnące temperatury w tropikalnych regionach Azji, Afryki i Ameryki Południowej, a także wyzwania związane zarówno z ociepleniem, jak i ekstremalną zmiennością na półkuli północnej. „Rolnicy dostosowują się do zmian” – mówi Parmesan.

Tymczasem dzikie gatunki przemieszczają się w poszukiwaniu warunków odpowiednich dla całego cyklu życia w coraz bardziej nieprzewidywalnych okolicznościach. Kiedy jednak sukces na określonym etapie życia zależy od stałego przejścia od warunków jednej pory roku do drugiej – co zakłóca postęp w postaci fałszywej wiosny – wówczas wiele gatunków zaczyna napotykać trudności. „Zagadnienie fenologii może być naprawdę dużym problemem” – mówi Barnosky.

Wśród naukowców badających zmiany klimatyczne panuje zgoda co do tego, że zakłócenia w uważanych za normalne wzorce sezonowej temperatury i opadów, wywołane gromadzeniem się gazów cieplarnianych, będą z nami jeszcze przez jakiś czas.

Według Parmezana „nie mamy jeszcze żadnych dowodów na jakiekolwiek zmiany ewolucyjne, które sugerowałyby, że gatunki przystosowują się” do ekstremalnych wahań temperatur, mimo że niektóre gatunki mogą już być w stanie poradzić sobie z takimi ekstremalnymi sytuacjami. Wyjaśnia, że ​​niektóre gatunki reagują na te zmiany lub dostosowują się do nich, ale niekoniecznie oznacza to ewolucyjną adaptację. Weltzin z amerykańskiej Krajowej Sieci Fenologicznej używa terminu „dostosowanie”.

Wśród naukowców badających zmiany klimatyczne panuje zgoda co do tego, że zakłócenia w uważanych za normalne wzorce sezonowej temperatury i opadów, wywołane gromadzeniem się gazów cieplarnianych, będą z nami jeszcze przez jakiś czas. Nawet gdyby na całym świecie nastąpił gwałtowny spadek takich emisji, to, co znajduje się obecnie w atmosferze, przez wiele lat nadal będzie miało wpływ na globalne wzorce klimatyczne. Biorąc pod uwagę tę rzeczywistość, wczesne i fałszywe źródła również prawdopodobnie staną się coraz bardziej znanym zjawiskiem. Zatem kolejnym krokiem naukowców będzie zdobycie wiedzy nie tylko o tym, jak gatunki reagują na te zdarzenia, ale także o tym, jak je przewidzieć.

Chociaż przewidywanie fałszywych źródeł nie może pomóc dzikim gatunkom w taki sam sposób, w jaki pomaga rolnictwu – lub rozwiązać pierwotne przyczyny problemu – może wskazać drogę do działań ochronnych, które mogłyby pomóc chronić niektóre wrażliwe gatunki. Jak Parmezan powiedział o strategiach adaptacyjnych rolników: „Właściwe wykonanie tego może być bardzo ważne”.

Artykuł pierwotnie pojawił się na Ensia

O autorze

Elizabeth Grossman jest niezależną dziennikarką i pisarką specjalizującą się w zagadnieniach środowiskowych i naukowych. Ona jest autorką Chasing Molecules, High Tech Trash, Watershed i inne książki. Jej prace pojawiły się również w różnych publikacjach, w tym Scientific American, Yale e360, dotychczasowy Washington Post, TheAtlantic.com, Salon, Naród, i Mother Jones. Pochodzi z Nowego Jorku, posiada tytuł licencjata z literatury na Uniwersytecie Yale. Obecnie mieszka minutę spacerem od rzeki Willamette w Portland w stanie Oregon. Kiedy nie siedzi przy biurku i nie pisze, wyrusza na zwiedzanie – wędrówki, biwakowanie, wiosłowanie, szkicowanie i obserwowanie ptaków.

Zalecana książka:

Chasing Molecules: Trujące produkty, zdrowie ludzi i obietnica zielonej chemii
Elżbieta Grossman.

Elizabeth Grossman, uznana dziennikarka, która zwróciła narodową uwagę na zanieczyszczenia ukryte w komputerach i innych zaawansowanych technologicznie urządzeniach elektronicznych, teraz zajmuje się zagrożeniami związanymi ze zwykłymi produktami konsumenckimi. Jednak trudno sobie wyobrazić życie bez komfortu, jaki zapewniają obecne materiały — a autor twierdzi, że nie musimy. Rewolucja naukowa polega na wprowadzaniu produktów, które są „łagodne z założenia”, opracowywaniu procesów produkcyjnych uwzględniających wpływ na zdrowie na każdym etapie oraz tworzeniu nowych związków, które naśladują, a nie zakłócają naturalne systemy. W wywiadach z czołowymi badaczami Elizabeth Grossman daje nam pierwsze spojrzenie na tę radykalną przemianę. Zielona chemia dopiero się rozwija, ale daje nadzieję, że rzeczywiście możemy tworzyć produkty korzystne dla zdrowia, środowiska i przemysłu.

Kliknij tutaj, aby uzyskać więcej informacji i / lub zamówić tę książkę na Amazon.