Das steigende extreme Wetter bietet eine Warnung vor Umweltgefahren

Das steigende extreme Wetter bietet eine Warnung vor Umweltgefahren

Der Welt Das Klima verändert sich bereits. Extreme Wetterereignisse (Überschwemmungen, Dürren und Hitzewellen) steigen, wie die globalen Temperaturen steigen. Während wir zu lernen beginnen, wie diese Veränderungen die Menschen und einzelne Arten auswirken wird, wissen wir noch nicht, wie Ökosysteme wahrscheinlich ändern.

Forschung veröffentlicht in der Natur, mit 14 Jahren NASA Satellitendaten zeigt östlichen Australiens Drylands gehören zu den empfindlichste Ökosysteme für diese extremen EreignisseNeben tropischen Regenwald und die Berge. Zentral Australiens Wüste Ökosysteme sind auch anfällig, aber aus unterschiedlichen Gründen.

Da die Welt erwärmt, können diese Informationen helfen uns, die Ökosysteme zu verwalten und zu irreversiblen Veränderungen oder ökologischen Kollaps zu antizipieren.

Karten erstellt Satellitendaten, die Ökosysteme besonders empfindlich auf Klima (orange) und am wenigsten empfindlich (grün) zu zeigen. Beide könnten beunruhigend sein, wie die Welt erwärmt. Seddon et al.Karten erstellt Satellitendaten, die Ökosysteme besonders empfindlich auf Klima (orange) und am wenigsten empfindlich (grün) zu zeigen. Beide könnten beunruhigend sein, wie die Welt erwärmt. Seddon et al.Tippende Punkte

Ökologische Theorie sagt uns, dass als Ökosysteme ungesund, sie nähern sich kritische Schwellenwerte (auch als Kipp-Punkte bezeichnet). Je mehr ungesund sie werden, desto schneller reagieren sie auf Störungen.

Ökosysteme, die eine kritische Schwelle überschreiten, werden in neue Zustände transformiert, oft mit Verlust an Biodiversität, exotischen Arteninvasionen und plötzlichen Waldsterben. Zum Beispiel haben in den vergangenen 10 Jahren Ökosysteme in den westlichen USA erlebt Groß Baum Todesfälle und native, schwarz grama Wiesen wurden in die exotische, South African Lehmann lovegrass umgewandelt.

Bauernhöfe und Kulturen können als landwirtschaftliche Ökosysteme betrachtet werden, und sie sind auf Klimaschwankungen sehr empfindlich. Das heißt, sie sind sehr anspruchsvoll für eine nachhaltige Tier- und Pflanzenproduktion unter solchen Bedingungen die Intensivierung des plötzlichen guten und schlechten Zeiten zu verwalten.

Als Menschen zeigen wir geschwächten Widerstand, wenn wir krank sind, und wir werden anfälliger für äußere Bedingungen. In ähnlicher Weise können langsamere Reaktionen des Ökosystems auf äußere Veränderungen auch auf ein ungesundes Ökosystem hindeuten.


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Diese beiden Maßnahmen, schnell und langsam, sind Frühwarnzeichen für den Zusammenbruch des Ökosystems.

Ökosysteme aus dem Weltraum sehen

Aber woher wissen wir, ob ein Ökosystem zusammenbrechen wird? Space bietet einen einzigartigen Aussichtspunkt. Die neue Forschung verwendet, um Daten aus Moderate Resolution Imaging Spektroradiometer der NASA (oder MODIS) Satelliten. Die Satelliten, etwa 900 km über der Erdoberfläche umkreisen, messen Dinge wie Schnee und Eis, Vegetation und die Ozeane und die Atmosphäre.

Die Satelliten messen Ökosystem "Greenness", was anzeigt, wie stark ein Ökosystem wächst. Dies ist nicht viel anders als bei einem Landwirt, der auf der Basis von Farbe visuelle Hinweise auf Pflanzengesundheit interpretiert, mit der Ausnahme, dass Satelliten in der Lage sind, Farbe in Teilen des Spektrums zu analysieren, die über unsere Wahrnehmungsfähigkeiten hinausgehen.

Die Forscher entwickelten eine "Vegetations Sensitivity Index", der zeigte, wie Ökosysteme auf Veränderungen des Klimas reagiert. Sie sahen vor allem auf Veränderungen in der Temperatur, Bewölkung und Niederschläge.

Ein netter Aspekt dieser Forschung ist, dass es speziell zeigt, welche Klima-Komponente die größte Rolle bei der Veränderung der Ökosysteme hat. Zum Beispiel Änderungen an Alpweiden wurden wärmenden Temperaturen zurückzuführen, während die tropischen Regenwälder Schwankungen der Sonnenstrahlung sehr empfindlich waren (oder Wolkendecke).

Australiens trockene Ökosysteme zeigen dramatische Veränderungen zwischen nass und trocken. Dies ist Spinifex Grünland während der Trockenzeit. Spinifex deckt rund 20% der australischen Landfläche ab. James Cleverly, Autor zur Verfügung gestelltAustraliens trockene Ökosysteme zeigen dramatische Veränderungen zwischen nass und trocken. Dies ist Spinifex Grünland während der Trockenzeit. Spinifex deckt rund 20% der australischen Landfläche ab. James Cleverly, Autor zur Verfügung gestellt

Wald Mulga während einer nassen Periode. James Cleverly, Autor zur Verfügung gestellt Wald Mulga während einer nassen Periode. James Cleverly, Autor zur Verfügung gestelltAustraliens empfindliche Ökosysteme

Eastern Australiens trockenen Wälder und Halbtrockenrasen, der Studie zufolge, sind einige der sensibelsten Ökosysteme an den Klimawandel, neben den tropischen Regenwäldern und alpinen Regionen. Der wichtigste Faktor in Australien ist Wasser.

Dies steht im Einklang mit unseren aktuellen Studie im Südosten von Australien seit 2000 geführt, wo wir plötzlich abrupt Verschiebungen in der Ökosystemfunktion über viele der semiariden Ökosystemen zeigen. Dies zeigte die Verwundbarkeit der östlichen australischen Ökosysteme auf Klimavariabilität und zukünftigen klimatischen Extremereignissen.

Die neue Studie fand auch zentrale Australiens Wüsten und trockenen Ländern zeigen ungewöhnlich langsam Reaktionen auf Klimaschwankungen, die sich in Bezug auf. Langsamer Antworten kann ein Frühwarn sein, dass diese Ökosysteme eine kritische Schwelle nähert, bevor kollabiert sind.

Aber dies könnte auch eine Anpassung an die extremen Klimaschwankungen sind diese Ökosysteme bereits erfahren. Die Vegetation "weiß", dass die guten, regnerische Zeiten dauern nicht und daher können sie nicht in neues Wachstum investieren, die später zu einer Belastung, wenn Dürre zurückkehrt wird.

Was bedeutet das für Ökosysteme?

Diese Forschung ist nicht das Ende der Geschichte. Obwohl Satellitendaten wertvoll sind, können sie uns nicht sagen, was genau die Ursachen oder Mechanismen des Ökosystems Veränderung. Um das zu tun, wir Informationen über den Boden benötigen, und konsistente Daten über lange Zeiträume ist schwer zu bekommen. Ein Beispiel dafür ist Australiens Terrestrische Ökosystemforschung Netzwerk oder TERN.

Der nächste Schritt besteht darin, die Gründe dafür anzugeben, warum einige Systeme empfindlicher als andere zu sein scheinen, und, noch wichtiger, vorherzusagen, wo und wann die kritischen Übergänge auftreten werden.

Wenn Wälder, Wiesen und andere Ökosysteme ihre kritische Schwellenwerte weiter nähern, wird ihr Widerstand geschwächt und sie werden sehr anfällig für Insekten, Schädlinge, Krankheiten, Spezies Invasionen und Mortalität. Eine Möglichkeit, die Ökosysteme zu helfen bewältigen kann Druck auf das Land zu verringern, wie Erholung, Ernte und Beweidung.

Wenn Ökosysteme zusammenbrechen, können wir einen Teil des Schadens mindern, indem wir die Tierwelt unterstützen und die Bodenerosion und den Abfluss nach Baumsterben minimieren. Aber das Wichtigste ist, zu erkennen, dass sich jedes Ökosystem anders verhält; einige mögen zusammenbrechen, aber andere werden überleben.

Über den Autor

Alfredo Huete, Professor, Funktionelle Pflanzenbiologie & amp; Klimawandel, Technische Universität Sydney

Xuanlong Ma Wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Fernerkundung für Umwelt, University of Technology Sydney

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Klimawechsel

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