Recordbrekende hittegolven en droogte hebben de rivieren aan de westkust dodelijk heet gemaakt voor zalm, letterlijk miljoenen mosselen en kokkels in hun schelpen gekookt en bossen klaargemaakt om te verbranden. De buitengewone ernst van de hitte en droogte van 2021, en zijn branden en overstromingen, heeft veel mensen zich afgevraagd of klimaatverandering, gevoed door menselijk handelen, nog sneller vordert dan studies hebben voorspeld en wat dat betekent voor de toekomst.

Als ecologen, we hebben de klimaatverandering decennialang zien spelen op onderzoekslocaties voor de lange termijn in bossen, velden en kustgebieden in de V.S.

Een recente serie van vijf artikelen in het tijdschrift Ecosfeer presenteert meer dan 25 case studies van deze sites, biedt een uniek perspectief op de veranderingen die aan de gang zijn en wat er waarschijnlijk in het verschiet ligt naarmate de planeet verder opwarmt.

Hier zijn momentopnamen van wat we uit de eerste hand zien op de Long-Term Ecological Research Network-sites van de National Science Foundation, van het effect van toenemende branden in de Cascades van Oregon tot het verschuiven van het zeeleven voor de kust van Maine, en verrassende veerkracht in de stadsbossen van Baltimore.

Bossen van de Pacific Northwest

In de Cascade Mountains van de Pacific Northwest, wetenschappers hebben veranderingen in het H.J. Andrews Experimental Forest gevolgd, een 16, 000 hectare waterscheiding, voor 70 jaar. Het bos is een mix van iconische oeroude hemlockspar, ceder en Douglas sparren, velen van hen 400 tot 500 jaar oud; steil terrein; snel, koud stromende stromen; en een paar bosaanplantingen.

Hoewel het verleidelijk is om duurzaamheid te zien in een oerbos, het klimaat kan drempels overschrijden, zelfs deze ecosystemen die worden gedomineerd door langlevende bomen in omstandigheden duwen die buiten alles wat ze hebben meegemaakt.

In de komende eeuw zal de stijgende temperatuur zal naar verwachting de zomerdroogte verlengen en de overstromingen in de winter doen toenemen, aangezien sneeuw eerder smelt of als regen valt.

Als resultaat, we anticiperen op frequentere en ernstigere bosbranden, meer bomen die afsterven en verschuivingen in beek- en landecosystemen. Nieuwe soorten, zoals houtwolven, waarschijnlijk zullen verhuizen, terwijl sommige inheemse soorten, zoals de noordelijke gevlekte uil, verdwijnen. We zullen waarschijnlijk ook verschuivingen zien in publieke waarden en landbeheer die het overleven van soorten kunnen helpen of schaden.

Deze veranderingen zullen op verrassende, misschien onvoorstelbaar, manieren. De biologische reacties op veranderingen in de fysieke systemen hebben, zo ver, subtiel en variabel geweest, maar dat kan veranderen. Zelfs met records die meer dan 70 jaar teruggaan, de omvang en richting van toekomstige veranderingen is grotendeels onzeker - we kunnen anticiperen op sommige veranderingen, maar er kunnen kantelpunten en interacties zijn die we nog niet begrijpen.

Oosterse bossen - landelijk en stedelijk

In het noordoosten van de VS, de bossen zijn jonger omdat mensen het land langer en intensiever gebruiken. In het Hubbard Brook Experimental Forest in de White Mountains van New Hampshire, het ecosysteem heeft een opmerkelijke veerkracht getoond tegen verstoring.

Het werd in 1955 opgericht door Staatsbosbeheer, en vroeg onderzoek omvatte het afbakenen van volledige stroomgebieden om de impact op de waterkwaliteit en ecosystemen te bestuderen.

Huidig ​​onderzoek daar richt zich op de vraag of dit vermogen tot veerkracht is aangetast door klimaatverandering, zure regen, invasie door plagen en ziekteverwekkers en de onverbiddelijke opmars van klimaatmigrantensoorten, zoals eiken en dennen die de suikeresdoorn en beuk die momenteel het bos domineren, kunnen verdringen.

Deze recente resultaten suggereren dat in 50 jaar, deze noordelijke hardhoutbossen zullen waarschijnlijk nog steeds lijken op de gemeenschappen die we vandaag zien, met suikeresdoorn en beuk die een bos met gesloten luifels domineren. Echter, de reacties van bosgroei en boomsoorten op de aanjagers van verandering suggereren nu dat hun veerkracht tegen het einde van de 21e eeuw overweldigd kan worden, resulterend in een bos met duidelijk verschillende structuur en diensten.

Dit komt misschien als een verrassing, maar bij het vergelijken van onderzoekssites voor stadsbossen, als een netwerksite in Baltimore, met landelijke bossen, we hebben ontdekt dat sommige stadsbossen mogelijk veerkrachtiger zijn. In hetzelfde artikel dat de veerkracht bij Hubbard Brook beschrijft, onderzoekers bespreken hoe bossen in het midden van de Atlantische Oceaan en de zuidoostelijke regio's van de VS veranderingen in de biodiversiteit hebben ervaren als gevolg van brandbestrijding en hoge hertenpopulaties die de natuurgebieden in steden niet zo veel aantasten. Deze veranderingen verminderen de veerkracht van deze bossen, resulterend in het verlies van eiken en een reeks biodiversiteit en ecosysteemdiensten die met deze soorten zijn geassocieerd.

Midwesten velden

Kellogg Biological Station in het zuidwesten van Michigan is de enige locatie voor ecologisch onderzoek op lange termijn in een agrarische omgeving. insecten, en hoe ze zouden kunnen veranderen in een opwarmende toekomst, zijn een punt van zorg.

Onderzoek hier laat zien hoe de komst van invasieve roofdieren inheemse en exotische roofdier- en prooigemeenschappen heeft veranderd op manieren die de ecosystemen minder veerkrachtig kunnen maken. Invasieve soorten hebben het potentieel om interacties tussen hele gemeenschappen opnieuw vorm te geven, die op hun beurt de ecosysteemfunctie en ecosysteemdiensten beïnvloeden.

Zoals veranderende klimaatpatronen, de verplaatsing van soorten buiten hun oorspronkelijke verspreidingsgebied kan ingrijpende gevolgen hebben voor de biodiversiteit en het functioneren van gemeenschappen in de binnengevallen gebieden. In agrarische ecosystemen in het noorden van de VS, opeenvolgende invasies van exotische lieveheersbeestjes-roofdieren hebben de gemeenschapsstructuur en ecosysteemprocessen beïnvloed met een breed effect op zowel natuurlijke als beheerde ecosystemen. Nu is de vraag of het veranderende klimaat de insectengemeenschappen zal beïnvloeden, met implicaties voor plaagbestrijding en verlies van inheemse soorten

Het zeeleven in de Atlantische Oceaan veranderen

Veranderingen in biodiversiteit zijn vooral dynamisch in mariene kustgebieden.

In 2012, een onderzoeker meldde het zien van een blauwe krab, Callinectes sapidus , zwemmen in de monding van de Plum Island Ecosystem Long-Term Ecological Research-site, een estuarium in het noordoosten van Massachusetts noemen we PIE. De camping ligt in de koelere wateren van de Golf van Maine en 70 mijl (114 km) ten noorden van de historische noordelijke grens van blauwe krabben.

Vervolgens, in 2014, een mannelijke vioolkrab, Minuca pugnax , opgewonden. Zoals de blauwe krab, de historische noordelijke grens was ten zuiden van PIE. Veldonderzoek wees uit dat vioolkrabben nu niet alleen in PIE, maar zo ver noordelijk als Maine.

De noordelijke verschuiving van het leefgebied van deze krabben naarmate het water opwarmt, weerspiegelt wat wetenschappers wereldwijd zien voor mariene soorten naarmate de mondiale temperatuur stijgt.

De verplaatsing van soorten naar uitheemse gebieden, hetzij als een geïntroduceerde soort of via klimaatgestuurde verspreidingsverschuivingen, vertegenwoordigt een biologische verstoring in het systeem. Wat dat in de toekomst voor deze soorten gaat betekenen, en de structuur, functie en diensten van ecosystemen waarin ze zich verplaatsen, is minder duidelijk. Kust-mariene ecosystemen zijn bijzonder dynamisch, en onze collega's op locaties in Massachusetts, Virginia, Georgië, Florida en Californië helpen ons deze effecten te begrijpen en te voorspellen.

Vandaag veranderingen volgen om op de toekomst te reageren

Deze snapshots weerspiegelen veranderingen elders in het langetermijnnetwerk voor ecologisch onderzoek.

Het netwerk heeft ongeveer 2, 000 onderzoekers op 28 locaties in het hele land, evenals op Antarctica en op een koraalrif in de Stille Oceaan. Samen vertegenwoordigen ze duizenden jaren van observatie en experimenten op de grond. Hun onderzoek voedt zich met wereldwijde klimaatanalyse, zoals het rapport van het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering dat naar verwachting op 9 augustus wordt uitgebracht 2021.

Het voorspellen van de toekomst van ecosystemen is moeilijk, vooral onder een versnellende kracht als klimaatverandering. Deze uitgebreide lange termijn datasets, with everything from changes in soil nutrients to the growth and decline of animal species, provide insight into the changes underway to guide responses for the future.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.