19:19 2024-03-18 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Fluxurile artificiale dezvăluie modul în care seceta modelează ecosistemele alpine din California

_ Fluxurile artificiale dezvăluie cum se formează seceta Ecosistemele alpine din California

O rețea de pâraie artificiale îi învață pe oamenii de știință cum căile navigabile montane din California – și ecosistemele care depind de acestea – pot fi afectate de un climat mai cald și mai uscat.

De-a lungul timpului. secolul viitor, se preconizează că schimbările climatice vor aduce mai puține zăpadă în Sierra Nevada. Pachetele de zăpadă mai mici, combinate cu condiții mai calde, vor schimba topirea zăpezii anuale mai devreme în cursul anului, lăsând mai puțină apă pentru a alimenta pâraiele și râurile în timpul lunilor fierbinți de vară. Până în 2100, se preconizează că pâraiele de munte își vor atinge baza anuală, sau „debit scăzut”, condițiile în medie cu șase săptămâni mai devreme în sezon decât acum.

Într-un nou studiu, Universitatea din California, Berkeley , cercetătorii au folosit o serie de nouă canale de cursuri artificiale în largul Convict Creek din Mammoth Lakes, California, pentru a imita comportamentul fluxurilor de apă în condițiile actuale și scenariile viitoare de schimbări climatice. Studiul apare în jurnalul Proceedings of the National Academy of Sciences.

Pe parcursul unei veri, cercetătorii au monitorizat populațiile de alge, insecte acvatice și alte organisme care cresc în și în jurul canalelor râului. Ei au descoperit că schimbarea timpului condițiilor de debit scăzut a schimbat, de asemenea, ciclurile de viață ale multor dintre aceste organisme și abundența relativă a diferitelor specii. De asemenea, a făcut ca pulsurile de muschi, grupul dominant de insecte, să se dubleze aproape ca mărime.

Cu toate acestea, deoarece speciile s-au adaptat la schimbări într-o varietate de moduri, ecosistemele râurilor au fost în general rezistente la condițiile în schimbare.

„Am fost surprinși să vedem un exemplu atât de clar al modului în care biodiversitatea poate stabiliza ecosistemele”, a spus primul autor al studiului, Kyle Leathers, un student absolvent la Ruhi Lab din UC Berkeley.

„Este similar cu a avea un portofoliu financiar echilibrat – pentru că diferite specii răspund în moduri diferite la încălzire, cu cât un râu are mai multe specii, cu atât este mai probabil ca încălzirea să nu afecteze drastic un proces ecosistemic care este cheia pentru rețeaua trofic mai largă. „

Schimbarea ritmului anotimpurilor

Procesele ecosistemice urmează ritmurile sezoniere naturale, iar animalele, plantele și alte organisme sunt adaptate la aceste schimbări sezoniere. De exemplu, insectele acvatice se dispersează, se reproduc și cresc de-a lungul unor cronologie fixe de dezvoltare – iar succesul lor depinde de factori precum temperatura apei și disponibilitatea nutrienților. Prădătorii lor, de asemenea, sunt îndemnați să se aștepte la populații abundente de insecte în anumite perioade ale anului.

Leathers și autorul principal al studiului Albert Ruhi, profesor asociat de științe, politici și management de mediu la UC Berkeley, au dorit să înțelegeți modul în care condițiile anterioare ale fluxului scăzut ar putea avea un impact asupra acestor ritmuri naturale.

„Când studiați doar mediile anuale, este posibil să nu înțelegeți întreaga poveste, deoarece schimbări importante au loc la o scară mult mai mică”, a spus Ruhi. .

Sistemul de canale de flux artificial, întreținut de Laboratorul de Cercetare Acvatică UC Sierra Nevada, a oferit o locație ideală pentru studiul acestor schimbări la scară fină. Construite inițial de cercetătorii de la U.S. Fish and Wildlife Service, canalele deviază apa proaspătă din apropierea Convict Creek. Fiecare dintre cele nouă canale are 50 de metri lungime și 1 metru lățime — aproximativ dimensiunea unui mic pârâu de munte — și este echipat cu o poartă pentru a controla cantitatea de apă care curge prin canal.

Canalele de apă în aer liber permit pentru colonizarea naturală a insectelor, algelor și altor substanțe nutritive. Ele reflectă, de asemenea, fluctuațiile naturale ale temperaturii, oxigenului dizolvat și alte variabile, toate acestea putând fi monitorizate prin intermediul senzorilor moderni.

„La această scară, acesta este singurul sistem care utilizează apă naturală, nu apă recirculată, iar apa provine din topirea efectivă a zăpezii din bazinul hidrografic”, a spus Ruhi. „Am putea desfășura un studiu similar comparând anii secetoși și cei umezi în căile navigabile naturale, dar este aproape imposibil în natură să avem nouă pâraie identice în apropiere, unde unele sunt sub debit scăzut, iar altele nu.”

În timpul verii anului 2019, cercetătorii au stabilit trei dintre cele nouă canale pentru a imita condițiile de debit scăzut începând de la începutul lunii august, când pâraiele ating de obicei debitul scăzut în această regiune. Au stabilit trei canale suplimentare la debit scăzut cu trei săptămâni mai devreme, la începutul lunii iulie, și au stabilit trei canale finale la debit scăzut cu șase săptămâni mai devreme, la mijlocul lunii iunie.

Pe măsură ce vara a progresat, Leathers și alți membri ai echipei de cercetare au efectuat măsurători periodice ale diferitelor condiții ale râului, de la temperatura apei și nivelurile de oxigen dizolvat până la numărul de insecte din canalele râului. Ei au descoperit că canalele au răspuns aproape imediat la condițiile de debit scăzut, cu creșterea temperaturii apei, modificări ale metabolismului algelor și apariția mai devreme a insectelor.

Aceste schimbări ar putea avea consecințe semnificative nu numai pentru pești, ci și pentru prădători terestre precum păsările, liliecii și șopârlele care se bazează pe pulsurile insectelor acvatice pentru hrană. Boom-ul de muschi, de exemplu, a atras mierlele lui Brewer din apropiere, care adunau insectele hrănitoare pentru a-și hrăni puii.

„Este remarcabil că, în ciuda stabilității la nivel larg al ecosistemului, chiar și modificări ușoare pot avea consecințe. ”, a spus Ruhi. „Nu ne așteptam ca topirea timpurie a zăpezii să controleze abundența insectelor care se metamorfozează, ducând la pulsuri mai devreme și mai abundente de insecte zburătoare care, la rândul lor, au atras păsările riverane. Acest tip de legătură între ecosisteme este ceva ce tocmai nu ne-am imaginat și nu am fi surprins niciodată într-un cadru de laborator. Subliniază că momentul este totul.”

Laboratorul Ruhi își extinde acum această activitate pentru a înțelege cum schimbările climatice pot duce la nepotriviri – sau potriviri noi – în mediul acvatic. rețele trofice.

„Ecologistii se gândesc adesea la schimbările climatice care duc la nepotriviri prădător-pradă, deoarece prădătorii și prada lor își schimbă ciclurile de viață în ritmuri diferite sau chiar în direcții diferite, rezultând prădători înfometați”, Leathers. a spus. „Noțiunea de potriviri noi poate fi subapreciată, dar importantă.”

(Fluierul)

Inapoi