Hele ecosystemen verschuiven dramatisch naar het noorden in de Great Plains, een fenomeen dat waarschijnlijk verband houdt met menselijke invloeden zoals klimaatverandering, zegt nieuw onderzoek van de Universiteit van Nebraska-Lincoln dat bijna 50 jaar aan gegevens over de verspreiding van vogels heeft geanalyseerd.

De meest noordelijke ecosysteemgrens verschoof meer dan 365 mijl naar het noorden, met de meest zuidelijke grens ongeveer 160 mijl van de basislijn van 1970.

De bevindingen zouden kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van een systeem voor vroegtijdige waarschuwing dat landbeheerders tientallen jaren de tijd geeft om zich voor te bereiden op verschuiving of ineenstorting van ecosystemen. waardoor ze de verandering kunnen accommoderen of bevorderen in plaats van alleen maar te reageren, aldus de onderzoekers.

Vroege waarschuwing, lang het sirenelied voor extreme weersomstandigheden zoals tornado's, is eveneens een opkomend doel in de ecologie. Ecologen dachten lang dat ecosystemen reageren op externe druk:klimaatveranderingen, invasieve soorten - in idiosyncratische, grotendeels onvoorspelbare manieren.

Maar de nieuwe studie van het team, gepubliceerd op 24 juni in het tijdschrift Natuur Klimaatverandering , slaagde er voor het eerst in de ruimtelijke component van die verandering te kwantificeren. Daarbij, het suggereert dat ecologische reacties veel meer geordend en voorspelbaar zijn dan eerder werd gedacht.

"Als we kunnen werken aan preventie (van veranderingen), we gaan onszelf zoveel geld en tijd besparen, " zei Caleb Roberts, hoofdauteur en postdoctoraal onderzoeker bij Nebraska. "We hoeven ons geen zorgen te maken over bepaalde bedreigde diersoorten, misschien, omdat we het systeem zullen beschermen dat ze nodig hebben."

Om tot hun conclusies te komen, de onderzoekers analyseerden 46 jaar aan vogelgegevens verzameld voor de North American Breeding Bird Survey, een U.S. Geological Survey-programma dat is ontworpen om vogelpopulaties te volgen. Dat onderzoek omvatte meer dan 400 vogelsoorten die werden gevonden binnen een transect van 250 mijl breed dat zich uitstrekt van Texas tot North Dakota.

Het team scheidde vervolgens vogelsoorten in groepen op basis van hun lichaamsgewicht en zocht naar hiaten in de verdeling van de groepen. Die hiaten werken in feite als de DNA-signatuur van een ecosysteem, zei co-auteur Craig Allen, waardoor het team kan identificeren waar het ene ecosysteem eindigt en het andere begint.

Door de geografische beweging van de verschillende lichaamsmassa-signaturen over de periode van 46 jaar te analyseren, het team slaagde erin te meten hoeveel en hoe snel elk ecosysteem naar het noorden verschoof.

"Alles (deze pauzes) zeggen dat er veel dieren zijn met de kleine lichaamsgrootte; dan is er een gat met niets in deze middelste lichaamsgrootte; dan heb je een andere groep en nog een groep, " zei Allen, directeur van het Universitair Centrum voor Veerkracht in Werkende Agrarische Landschappen. "En aangezien deze de schaaldomeinen in een ecosysteem weerspiegelen, het is als een handtekening - het DNA - van een bepaald ecosysteem."

Over hun studiegebied, en na verloop van tijd, de onderzoekers identificeerden drie verschillende ecosysteemgrenzen, met een vierde - en dus een vierde ecosysteemregime - dat in het laatste decennium verschijnt.

Het feit dat de meest noordelijke grens meer verschoof dan zijn zuidelijkste tegenhanger weerspiegelt een goed gedocumenteerd fenomeen dat bekend staat als Arctische versterking, suggereren dat klimaatverandering een rol speelt, aldus de onderzoekers. Maar de beweging sluit ook aan bij andere aanjagers van wereldwijde verandering, waaronder natuurbrandtrends; de invasie van houtachtige planten zoals oosterse rode cederbomen; energie ontwikkeling; conversie van landbouwgrond; en verstedelijking.

"Zoals de meeste dingen in de ecologie, (deze verschuivingen) hebben waarschijnlijk meerdere oorzaken, ' zei Allen. 'En ik denk dat het nogal onhandelbaar is om te proberen uit elkaar te gaan, zeggen, boominvasie door klimaatverandering, omdat het met vuur te maken heeft maar ook met het veranderende klimaat. Al deze dingen zijn sterk gerelateerd."

Graslanden zijn het meest bedreigde ecosysteem ter wereld, Robert zei, gedeeltelijk te wijten aan aantasting door houtige planten. Die inbreuk, hij zei, is iets waar mensen aan kunnen werken om de verbranding te vergroten, meer bomen verwijderen en minder planten.

"Dat zijn allemaal dingen die we kunnen doen en de vroege waarschuwing gebruiken om te zeggen:'We komen aan de rand van de veerkracht van dit grasland. Het staat op instorten, vooral in onze regio. Wat kunnen we doen om dat te stoppen?' Dat is het soort kracht dat dit gereedschap zou hebben, "zei hij. "Je hoeft niet te wachten tot het je bereikt. Je ziet het aankomen en handelt preventief."

Als landbeheerders wachten tot het probleem bij hun achterdeur arriveert, Allen zei, het is vaak te laat om de uitkomst te veranderen. Gezien die urgentie, de onderzoekers zijn van plan om het bereik van hun ecosysteemanalyse zowel naar het oosten als het westen uit te breiden - mogelijk bosgebieden en bergketens op te pikken - en tegelijkertijd verder te verduidelijken hoe naburige ecosystemen zich ten opzichte van elkaar en in relatie tot mondiale drijfveren bewegen.

Eventueel, zeiden de onderzoekers, ze zijn van plan instrumenten te ontwikkelen die bruikbaar zijn voor landbeheerders en natuurbeschermers, variërend van de particuliere industrie tot het leger.

"We werken nauw samen met een lange lijst van partners om te begrijpen hoe we door dit soort overgangen kunnen navigeren en de prestaties van instandhoudingsinvesteringen kunnen verbeteren, " zei Dirac Twidwell, universitair hoofddocent agronomie en tuinbouw. "Grootschalige transities moeten niet worden onderschat. Het herstellen van wat verloren is gegaan is buitengewoon moeilijk gebleken wanneer de uitdaging zich uitstrekt over grote geografische regio's."