崛起的極端天氣提供環境危險的警告
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世界的 氣候已經在變化。 極端天氣事件(洪水,乾旱,熱浪和)的增加隨著全球氣溫上升。 雖然我們開始學習這些變化將如何影響人們和個別品種,我們還不知道怎樣的生態系統可能改變。
相關研究發表在Nature,使用14年美國航空航天局衛星數據,顯示澳大利亞東部的旱地中 對這些極端事件最敏感的生態系統,沿著熱帶雨林和山脈。 澳大利亞中部的沙漠生態系統也是脆弱的,但出於不同的原因。
隨著全球變暖,這些信息可以幫助我們管理生態系統和預測不可逆轉的變化或生態崩潰。
引爆點
生態理論告訴我們,當生態系統變得不健康,他們接近臨界閾值(也被稱為臨界點)。 他們越不健康,更快他們對騷亂作出回應。
跨越臨界閾值的生態系統轉變為新的狀態,往往造成生物多樣性的損失,外來物種的入侵以及突然的森林死亡事件。 例如,在過去的10年代,美國西部的生態系統經歷過 大型樹死亡 和原生黑GRAMA草原已經轉化為異域風情,南非萊曼畫眉。
農場和莊稼可以被認為是農業生態系統,他們對氣候變化高度敏感。 這意味著他們是非常具有挑戰性的突發性好和壞的時期這種加強的條件下,以管理求可持續牲畜和作物生產。
作為人類,當我們生病時,我們表現出抵抗力減弱,並且我們變得更容易受到外部條件的影響。 同樣,生態系統對外部變化的反應也比正常情況慢,也可能表明生態系統不健康。
這兩項措施,無論是快速還是緩慢,都是生態系統崩潰的早期預警信號。
從太空看生態系統
但是,我們如何知道一個生態系統即將崩潰? 空間提供了一個獨特的有利位置。 這項新的研究由美國宇航局的中分辨率成像光譜儀(MODIS或)衛星中的數據。 該衛星,軌道上方地球表面大約900公里,衡量事物像冰雪,植被,海洋和大氣。
衛星測量生態系統的“綠色”,表明生態系統的增長程度。 這與農民在視覺上解釋基於顏色的植物健康線索沒有什麼不同,除了衛星能夠分析超出我們感知能力的部分光譜中的顏色。
研究人員開發出了“植被敏感指數”,這表明生態系統如何應對氣候變化。 他們特別看了看溫度變化,雲層和雨量。
這項研究的一個很好的方面是,它特別示出了氣候組分具有在改變生態系統中的最大的作用。 例如更改高山草甸是由於氣溫升高,而熱帶雨林是在太陽輻射(或雲蓋)的波動非常敏感。
澳大利亞的脆弱的生態系統
澳大利亞東部的乾旱林地和半乾旱草原,根據這項研究,是一些最敏感的生態系統對氣候變化,沿著熱帶雨林和高山地區。 在澳大利亞的主要因素是水。
這符合我們的要求 最近的一項研究 2000以來,我們表現出生態系統功能的突然,突然的轉變在許多半乾旱生態系統在澳大利亞東南部進行的。 這表明澳大利亞東部生態系統對氣候變化和未來極端氣候事件的脆弱性。
這項新的研究還發現,澳大利亞中部的沙漠和旱地表明氣候變化,這是關於異常緩慢響應。 較慢的反應可能是,這些生態系統正在崩潰之前接近臨界值的預警。
但是,這也可能是一個適應極端氣候多變這些生態系統已經出現。 植被“知道”好,陰雨時間不會持續太久,因此他們可能不會投資於新的增長點在以後將成為一種負擔乾旱返回時。
這對生態系統意味著什麼?
這項研究是不是故事的結束。 雖然衛星數據是有價值的,他們不能告訴我們到底是什麼原因或生態系統變化的機制。 要做到這一點,我們需要在地面上的信息,一致的數據在很長一段時間是很難得的。 其中一個例子就是澳大利亞的陸地生態系統研究網絡,或TERN。
下一步是歸因於某些系統似乎比其他系統更敏感的原因,更重要的是,預測關鍵轉換將在何時何地發生。
當森林,草原,和其他生態系統接近其臨界閾值,他們的抵抗減弱,他們變得非常容易受到害蟲,害蟲,病害,物種入侵,和死亡率。 幫助生態系統應對的一種方式可能是減少對土地的壓力,如娛樂,收穫和放牧。
如果生態系統崩潰,我們可以通過幫助野生生物減少土壤侵蝕和樹木死亡後的徑流來減輕一些損害。 但最重要的是認識到每個生態系統的行為都不同; 有些可能會崩潰,但其他人會倖免於難。
關於作者
悉尼科技軒龍馬副研究員在環境遙感,大學
氣候變化
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