在每年夏天結束時，艾伯塔省落基山脈的灰熊在灌木叢中的紅色漿果上灌滿了加拿大水牛（Shepherdia canadensis）。 由於缺乏沿海種群的鮭魚，這場盛宴是艾伯塔省灰熊菜單上最大的熱量活動。 這是個人獲得冬眠所需的大部分體重的時候。
但 我們的最新研究，發表在期刊上 自然氣候變化，表明氣溫上升推動了水牛等植物的發展，推動了這一年度自助餐的發展時間。
到了2080年，落基山脈的水牛將比現在提前近三周成熟。 我們預測這種變化將改變該地區灰熊的行為，並可能威脅到這一弱勢群體的生殖率。
跟踪工廠發展的新方法
我們的工作基於加拿大園丁眾所周知的園藝原則：植物發育與溫度積累密切相關。 例如，植物需要一定量的熱量才能從一個物候階段進入下一個階段 - 從開花到結果。
我們發現這個原則可以應用於任何空間尺度，從單個植物到整個景觀。 在此基礎上，我們開發了一種新穎的策略，利用衛星遙感的熱觀測來追踪特定林下植物（如水牛莓）在大面積區域的季節性發展。
這個過程追踪加拿大水牛通過一個生長季節（4月30到10月7）。 非常短暫的“完全成熟的果實”物候期（在14第二標記處看到）是灰熊的唯一具有重要營養價值的物候階段，突出了這種關鍵食物資源的間斷性質。
對氣候變化的生態響應
政府間氣候變化專門委員會（IPCC）報告 人類活動使1 C的溫度高於工業化前的水平。 然而，生態社區對全球平均水平沒有反應。 當試圖了解對變暖溫度的生態反應時，區域變化可能在不同地方之間存在很大差異。
物候學是植物和動物季節性事件的時間，也是觀察氣候變化影響的強大鏡頭。
例如，日本人追踪京都櫻花樹上的花朵出現超過700年。 這些記錄使現代研究人員能夠重建日本的春季氣溫 自九世紀以來，揭示與長期太陽週期有關的寒冷時期。
氣候變化的影響並非以植物為終點。 植物物候學的變化產生了其他間接反應，可以在整個食物網中產生反響。 科學家們有一個術語：物候不匹配。 當一個相互作用的物種的季節性時間與另一個物種的季節性時間不同步時，就會發生這種情況。 例如，格陵蘭島植被發展時間的進步已經傷害了每年產犢季節的馴鹿種群 不再匹配 最有營養的飼料的時間。
這是生態學家Eric Post的“賊在最夜“比喻：氣候變化的間接影響對生態社區構成最大威脅的想法。
氣候變化和艾伯塔省的灰熊
在IPCC的四個氣候預測中，我們的研究使用了中等排放情景（稱為RCP4.5）。 我們發現，通過2080，艾伯塔省灰熊範圍內的水果果實將比現在平均提前三周成熟。 在高海拔亞高山帶地區，這一進展增加到37天。
艾伯塔省灰熊範圍內季節性水牛莓發展的並列比較。 圖像涵蓋了第一朵花的外觀以及果實的分散。 紅色波浪表明漿果成熟。
這種轉變將對該省的主要雜食動物以及其他當地的水果食用者產生重大影響。 灰熊以高度以食物為主，其運動受到季節性食物來源的推動。
在夏末，科學家們已經記錄在案 艾伯塔省的個體熊 每天消耗高達200,000漿果。 改變這種關鍵食物資源的時間意味著我們可以期望看到熊有時和我們不習慣看到的地方。
對繁殖率的威脅
縮短的夏季中期成熟的水牛也會擴大優質採食季節和冬眠期之間的差距。 這可能會改變生殖率 艾伯塔省的灰熊威脅受到威脅.
熊是少數具有“延遲植入”的哺乳動物物種之一，其中春季受精的卵子可以在懷孕開始前等待數月。 以前的研究 已經表明秋季雌性熊的身體狀況與其繁殖成功之間存在很強的相關性。
身體狀況良好的熊早產，乳酸更長，幼仔更多。 沒有必要的脂肪儲存的熊可能根本不生育。
這些新出現的物候不匹配也可能會回到水牛本身。 水牛的春季開花時間也會提前轉變，或許與植物小飛花傳粉者的生命週期不同步 取決於.
我們不一定期望昆蟲傳粉者以與水牛花相同的速度推進它們的出苗，因為昆蟲也可以響應 其他季節性信號 比如幾個小時的白晝。
這對於水牛來說尤其成問題，因為它是春季開花的第一批灌木種，當傳粉媒介種群剛剛開始出現時。 那時，很少有其他的授粉選擇。
如果這有任何好消息，那就是我們對氣候變化的生態影響的日益了解可以幫助政策制定者和參與公民做出明智的決策。 碳稅，溫室氣體排放目標和可再生能源戰略是需要我們關注的關鍵問題。
關於作者
Greg McDermid，教授， 卡爾加里大學; David Laskin，博士研究生， 卡爾加里大學和Scott Nielsen，教授， 阿爾伯塔大學
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