Ondate di caldo record e siccità hanno lasciato i fiumi della costa occidentale caldi in modo letale per il salmone, letteralmente cotto milioni di cozze e vongole nei loro gusci e lasciato foreste innescate per bruciare. La straordinaria gravità del caldo e della siccità del 2021, e i suoi fuochi e le sue inondazioni, ha molte persone che si chiedono se il cambiamento climatico, alimentato dalle azioni umane, sta progredendo ancora più velocemente di quanto gli studi abbiano previsto e cosa significhi per il futuro.

Come ecologisti, abbiamo osservato il cambiamento climatico per decenni in siti di ricerca a lungo termine nelle foreste, campi e aree costiere negli Stati Uniti

Una recente serie di cinque articoli sulla rivista Ecosfera presenta più di 25 casi di studio da questi siti, fornendo una prospettiva unica sui cambiamenti in corso e su ciò che è probabile che accada mentre il pianeta continua a riscaldarsi.

Ecco le istantanee di ciò che vediamo in prima persona nei siti della rete di ricerca ecologica a lungo termine della National Science Foundation, dall'effetto dell'aumento degli incendi nelle cascate dell'Oregon allo spostamento della vita marina al largo della costa del Maine, e sorprendente resilienza nelle foreste urbane di Baltimora.

Foreste del Pacifico nord-occidentale

Nelle Cascade Mountains del Pacifico nord-occidentale, gli scienziati hanno monitorato i cambiamenti nella foresta sperimentale di H.J. Andrews, un 16, spartiacque di 000 acri, per 70 anni. La foresta è una miscela di iconica cicuta antica, cedri e abeti di Douglas, molti di loro hanno dai 400 ai 500 anni; terreno ripido; veloce, correnti fredde; e un'infarinatura di piantagioni forestali.

Mentre è allettante vedere la permanenza in una foresta secolare, il clima potrebbe superare le soglie, spingendo anche questi ecosistemi dominati da alberi longevi in ​​condizioni al di fuori di qualsiasi cosa abbiano sperimentato.

Nel prossimo secolo, l'aumento della temperatura dovrebbe prolungare la siccità estiva e aumentare le inondazioni invernali poiché la neve si scioglie prima o cade sotto forma di pioggia.

Di conseguenza, prevediamo incendi boschivi più frequenti e più gravi, più alberi muoiono e si spostano negli ecosistemi dei corsi d'acqua e della terra. nuove specie, come i lupi di legno, è probabile che si trasferiscano, mentre alcune specie autoctone, come il gufo maculato settentrionale, scomparire. Probabilmente vedremo anche cambiamenti nei valori pubblici e nella gestione del territorio che possono aiutare o danneggiare la sopravvivenza delle specie.

Questi cambiamenti interagiranno tra loro in modo sorprendente, forse inimmaginabile, modi. Le risposte biologiche ai cambiamenti nei sistemi fisici hanno, finora, stato sottile e variabile, ma questo potrebbe cambiare. Anche con record che risalgono a più di 70 anni fa, l'entità e la direzione dei cambiamenti futuri è in gran parte incerta:possiamo anticipare alcuni cambiamenti, ma potrebbero esserci punti di svolta e interazioni che non capiamo ancora.

Foreste orientali—rurali e urbane

Negli Stati Uniti nordorientali, le foreste sono più giovani perché gli umani hanno utilizzato la terra più a lungo e in modi più intensi. Nella foresta sperimentale di Hubbard Brook nelle White Mountains del New Hampshire, l'ecosistema ha mostrato una notevole resilienza ai disturbi.

È stata istituita dal Corpo Forestale nel 1955, e le prime ricerche includevano la bonifica di interi bacini idrografici per studiare l'impatto sulla qualità dell'acqua e sugli ecosistemi.

La ricerca attuale si concentra sul fatto che questa capacità di resilienza sia stata degradata dal cambiamento climatico, pioggia acida, l'invasione di parassiti e agenti patogeni e l'inesorabile marcia di specie migratrici per il clima, come la quercia e il pino che possono sostituire l'acero da zucchero e il faggio che attualmente dominano la foresta.

Questi recenti risultati suggeriscono che in 50 anni, queste foreste di latifoglie del nord probabilmente assomiglieranno ancora alle comunità che vediamo oggi, con acero da zucchero e faggio che domina un bosco a chioma chiusa. Però, le risposte della crescita delle foreste e delle specie arboree ai fattori di cambiamento ora suggeriscono che la loro resilienza potrebbe essere sopraffatta verso la fine del 21° secolo, risultando in una foresta con struttura e servizi nettamente differenti.

Questo potrebbe essere una sorpresa, ma nel confrontare i siti di ricerca sulle foreste urbane, come un sito di rete a Baltimora, con boschi rurali, abbiamo scoperto che alcune foreste urbane potrebbero effettivamente essere più resistenti. Nello stesso articolo che descrive la resilienza di Hubbard Brook, i ricercatori discutono di come le foreste nelle regioni medio-atlantiche e sudorientali degli Stati Uniti abbiano subito cambiamenti nella biodiversità a causa della soppressione degli incendi e delle elevate popolazioni di cervi che non influiscono così tanto sulle aree naturali delle città. Questi cambiamenti riducono la resilienza di queste foreste, con conseguente perdita di querce e una serie di biodiversità e servizi ecosistemici associati a queste specie.

Campi del Midwest

La stazione biologica di Kellogg nel sud-ovest del Michigan è l'unico sito di ricerca ecologica a lungo termine in un ambiente agricolo. insetti, e come potrebbero cambiare in un futuro di riscaldamento, sono una preoccupazione.

La ricerca qui mostra come l'arrivo di predatori invasivi abbia cambiato le comunità di predatori e prede nativi ed esotici in modi che possono rendere gli ecosistemi meno resistenti. Le specie invasive hanno il potenziale per rimodellare le interazioni tra intere comunità, a sua volta influenzando la funzione dell'ecosistema e i servizi ecosistemici.

Come i modelli climatici mutevoli, il movimento di specie al di fuori dei loro areali nativi può avere profonde conseguenze per la biodiversità e il funzionamento delle comunità nelle aree invase. Negli ecosistemi agricoli degli Stati Uniti centro-settentrionali, successive invasioni di predatori di coleotteri esotici hanno influenzato la struttura della comunità e i processi dell'ecosistema con un effetto ad ampio raggio sia sugli ecosistemi naturali che su quelli gestiti. Ora la domanda è se il cambiamento climatico influenzerà le comunità di insetti, con implicazioni per la gestione dei parassiti e la perdita di specie autoctone

Mutando la vita marina nell'Atlantico

I cambiamenti nella biodiversità sono particolarmente dinamici nei siti marini costieri.

Nel 2012, un ricercatore ha riferito di aver visto un granchio blu, Callinectes sapidus , nuotare nell'estuario del sito di ricerca ecologica a lungo termine dell'ecosistema di Plum Island, un estuario nel Massachusetts nordorientale che chiamiamo Torta. Il sito si trova nelle acque più fredde del Golfo del Maine e 70 miglia (114 km) a nord dello storico limite settentrionale dei granchi blu.

Quindi, nel 2014, un granchio violinista maschio, Minuca pugnax , presentarsi. Come il granchio blu, il suo limite settentrionale storico era a sud di Torta. Le indagini sul campo hanno scoperto che i granchi violinisti ora non erano solo in Torta, ma fino al nord del Maine.

Lo spostamento a nord dell'habitat di questi granchi mentre l'acqua si riscalda riflette ciò che gli scienziati stanno vedendo per le specie marine a livello globale con l'aumento delle temperature globali.

Il movimento delle specie in aree non native, sia come specie introdotta o tramite cambiamenti di gamma determinati dal clima, rappresenta un disturbo biologico nel sistema. What that will mean for these species in the future, and the structure, function and services of ecosystems they move into, is less clear. Coastal marine ecosystems are especially dynamic, and our colleagues at sites in Massachusetts, Virginia, Georgia, Florida and California are helping us understand and predict these effects.

Tracking change today to respond to the future

These snapshots reflect changes elsewhere across the Long-Term Ecological Research Network.

The network has roughly 2, 000 researchers at 28 sites around the country as well as in Antarctica and on a Pacific coral reef. Together they represent thousands of years of on-the-ground observation and experimentation. Their research feeds into global climate analysis, like the Intergovernmental Panel on Climate Change report expected to be released on Aug. 9, 2021.

Predicting the future of ecosystems is difficult, particularly under an accelerating force like climate change. These extensive long-term 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.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.