Как повлияло современное изменение климата на миграции птиц?

Как повлияло современное
изменение климата на миграции
птиц?
Соколов Л.В.
(Биологическая станция
“Рыбачий” ЗИН РАН)
Происхождение миграций птиц



Предполагается, что выраженные дальние миграции у
птиц получили широкое распространение еще в конце
эоцена около 40 млн лет назад, когда начался период
глобального похолодания (и, возможно, засухи),
продолжавшийся почти весь олигоцен (Steadman 2005).
В последующий более теплый период миоцена,
начавшийся около 25 млн лет назад, миграции птиц
могли стать менее обязательными.
Однако позже примерно 9 млн лет назад, когда началась
очередная холодная эпоха плиоцена с ее мощными
оледенениями, потребность к дальним перемещениям у
птиц вновь сильно возросла. Ареал обитания многих
видов существенно сократился из-за того, что
значительные части суши были покрыты льдом и снегом.
В периоды кратковременного отступления ледников, повидимому, увеличивалось число видов птиц, которые
совершали миграции на дальние расстояния.
•Изменение климата
Геохронологическая шкала планеты Земля
(по: К.Ю. Еськов 2004, Н.А. Ясаманов 1985)
Начало
(млн. лет)
Эра
0.01
1.8
5
25
36
55
67
138
205
248
К
А
Й
Н
О
З
О
Й
М
Е
З
О
З
О
Й
290
354
420
445
495
540
Период
Эпоха
Четвертичный
Голоцен
Плейстоцен
Третичный
Плиоцен
Миоцен
Олигоцен
Эоцен
Палеоцен
Мел
Юра
Триас
Пермь
П
А
Л
Е
О
З
О
Й
Карбон
Девон
Силур
Ордовик
Кембрий
Эволюционные события
Геохронология периодов регрессии моря и ледников Земли
(по: Б. Джон, 1982)
Изменение климата на Земле в
последние 540 млн. лет по
данным соотношения изотопов
кислорода 18О/16О в раковинах и
скелетах морских организмов
(по: http://schools-wikipedia.org/wp/o/Oxygen.htm)
Изменение температурного режима и концентрации СО2 в фанерозое
(по: Н.А. Ясаманов 1985)
Изменение числа семейств животного и
растительного царства в течение
фанерозоя
Синими кружками отмечены эпохи
оледенений
Гипотеза антропогенного влияния на климат
Из книги Ш.Рамсторфа
и Х. Йоахима Шельнхубера
«Глобальное изменение
климата: диагноз, прогноз,
терапия» (М.: ОГИ, 2009)
Рост СО2 – причина или следствие глобального
потепления?
Рис. Сопоставление
данных по температуре и
содержанию углекислого
газа в ледовом керне из
антарктической скважины
(по: Д.Ю. Демежко, В.М.
Котляков, 2006).
По соотношению
изотопов кислорода в
антарктическом ледовом
керне были получены
данные о температуре,
существовавшей в
прошлые эпохи, а по
анализу пузырьков
воздуха в керне – о
содержании углекислого
газа.
Конвейер океанических течений («петля Брокера»), обеспечивающий
вертикальное перемешивание водной толщи. Коричневым выделены
теплые течения, идущие около поверхности (в пределах 1000 м), синим —
холодные глубоководные течения, идущие над дном. Светлые кружки —
это те районы океана, в которых большое количество тепла отдается в
атмосферу (Рис. с сайта www.wunderground.com)
Гигантский конвейер течений,
перемешивающий океан, может
существенно замедлить свой ход
в результате таяния ледников
Гренландии и попадания в Северную
Атлантику большого количества
пресной воды. Это чревато
сильнейшим похолоданием в северозападной Европе и сокращением
способности океана поглощать
углекислый газ.
История изменения климата на Земле в последние 2600 лет
(по: В. В. Клименко, 2005)
“Малый ледниковый период”
Изменение глобальной температуры в Северном и Южном полушариях Земли
(по вертикальной оси величина отклонения ежегодной температуры от средней температуры за период 1961-1990 гг.)
Изменение сезонной температуры в Санкт-Петербурге
Апрель
Январь
1750
1800
1850
1900
1950
2000
1750
1800
1850
1800
1850
1900
1950
2000
1900
1950
2000
1950
2000
10
5
1989
8
0
Т оС
Т оС
6
-5
-10
2
0
-15
-2
-20
-4
-25
-6
Июль
Февраль
1750
5
1800
1850
1900
1950
1750
24
2000
1990
22
Т оС
0
Т оС
4
-5
20
-10
18
-15
16
-20
14
-25
12
Март
1750
4
1800
1850
Сентябрь
1900
1950
2000
1750
1989
16
2
0
-4
14
Т оС
Т оС
-2
12
-6
-8
10
-10
-12
-14
8
6
1800
1850
1900
Долговременные изменения глобального
погодного индекса Северо-Атлантического
Колебания (для декабря-марта)
2,0
Январь
N AO
1,0
0,0
1950
1955
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
2015
1990
1995
2000
2005
2010
2015
1990
1995
2000
2005
2010
2015
-1,0
-2,0
-3,0
-4,0
3,0
Ф евраль
2,0
1,0
0,0
1950
1955
1960
1965
1970
1975
1980
1985
-1,0
-2,0
-3,0
-4,0
2,0
Март
1,0
0,0
1950
-1,0
-2,0
-3,0
-4,0
1955
1960
1965
1970
1975
1980
1985
Pre cipitatio n, mm
Изменение уровня осадков в Европе и Африке
1 20
1 00
80
60
40
20
0
Pre cipitatio n, mm Prec ipitation, mm
1 50
P rec ipitation, mm
19 50
1 5019 50
19 55
2
R = 0,071
No rth Euro pe (57,5 N)
Jan -Feb
19 60
19 65
19 70
19 75
19 80
19 85
19 90
South Europe (42,5 N)
19 95
20 00
R 2 = 0,018
1 00
50
0
30 19 50
25
20
15
10
5
0
19 55
19 55
19 60
19 60
19 65
19 65
19 70
19 70
19 75
19 75
19 80
19 85
Africa ( 7,5 N)
19 95
20 00
2
R = 0,2 29
19 80
19 95
19 85
Africa ( 2,5 N)
19 90
19 90
20 00
2
R = 0,3 58
1 00
50
0
19 50
19 55
19 60
19 65
19 70
19 75
19 80
19 85
19 90
19 95
20 00
Связь уровня осадков в Европе и Африке с индексом NAO
Влияние климата на биоту

Экологические ответы на современное потепление
климата
Сроки цветения многих
 Раньше на 1,4-3,1 дня за 10летие
видов растений
 Продвижение на 1-4 м вверх
Альпийские растения
Граница леса
 Продвижение границы к N

Зоопланктон, ряд видов рыб  Возрастание численности

Сроки появления 18 видов
бабочек
30 видов бабочек










Раньше на 2,8-3,2 дня за 10летие
Смещение ареала к N 200 км
Сроки размножения амфибий Раньше
Сроки прилета многих видов  Раньше на 1,3-4,4 дня за 10летие
птиц
Сроки гнездования птиц
12 видов птиц в Британии
Красная лисица, песец
(Канада)



Раньше на 1,9-4,8 дня за 10
Смещение ареала к северу
Смещение ареала к северу
Влияние климата
на весеннюю
миграцию птиц
Районы исследования
Регионы, где наблюдалось значимое
потепление (желтый цвет) или похолодание
(синий цвет) в марте в период с 1971 по 2000 гг.
Регионы, где наблюдалось значимое
потепление (желтый цвет) или похолодание
(синий цвет) в апреле в период с 1971 по 2000
Регионы, где наблюдалось значимое
потепление (желтый цвет) или похолодание
(синий цвет) в мае в период с 1971 по 2000
Изменение весенней температуры на Куршской косе
8,0
18,0
March
6,0
16,0
M ean T o C
4,0
M e an T o C
May
2,0
0,0
-2,0
14,0
12,0
10,0
-4,0
8,0
-6,0
1955
6,0
1955
1965
1975
12,0
1985
1995
2005
2015
1965
1975
1995
2005
2015
1995
2005
2015
June
20,0
April
1985
M ean T o C
M ean T oC
10,0
8,0
6,0
16,0
14,0
4,0
2,0
1955
18,0
1965
1975
1985
1995
2005
2015
12,0
1955
1965
1975
1985
Погодная ситуация в начале апреля 2013 года на
Куршской косе
Изменение сроков прилета птиц на Куршскую косу
1.5
Parus caeruleus
31.5
Median
Phylloscopus trochilus
First
Median
21.5
Arrival date
Arrival date
21.4
11.4
11.5
1.5
21.4
1.4
11.4
22.3
1955
1965
11.5
1975
1985
1995
2005
Erithacus rubecula
11.4
1.4
1975
1985
1995
2005
2015
First
Sylvia communis
Median
Median
21.4
1965
10.6
31.5
Arrival date
Arrival date
2015
First
1.5
21.5
11.5
1.5
22.3
12.3
1955
1.4
1955
1965
1975
1985
1995
2005
2015
21.4
1955
1965
1975
1985
1995
2005
2015
Тренды сроков прилета
серого журавля и весенней
температуры воздуха в
Финляндии (1) и на Южном
Урале (2)
(по: E. Lehikoinen, 2000;
Л.В.Соколов, Н.С. Гордиенко, 2008)
Многолетний тренд
сроков прилета ласточек и
майской температуры
воздуха в Баргузинском (1)
и Ильменском (2)
заповедниках
(по: Л.В. Соколов, Н.С. Гордиенко,
2008; А.А Ананин, Л.В. Соколов, 2009)
Многолетние изменения
весенней температуры
воздуха и сроков прилета
птиц на Камчатку: а –
температура (апрель и
май), б – шилохвость, в –
глухая кукушка, г –
соловей-красношейка
(по: Л.В. Соколов и др., 2008)
Связь сроков
прилета птиц
с весенней
температурой воздуха:
1 – чернозобая гагара на
Южном Урале,
2 – свиязь на Камчатке,
3 – вальдшнеп в
Архангельской обл.,
4 – серая славка на
Куршской косе
Связь сроков прилета
птиц с глобальным
индексом СевероАтлантического
Колебания:
1 – шилохвость на
Камчатке 2 – кряква на
Южном Урале,
3 – кряква в
Архангельской обл.,
4 – чибис в Северном
Прибайкалье
Связь сроков прилета cлавки-черноголовки на Куршскую
косу с весенней температурой воздуха и сроками
цветения домашней яблони (Malus domestica) в Испании
F ir s t a r r i v a l d a t e
14.5
9.5
4.5
29.4
24.4
19.4
14.4
R20,352 =
9.4
12
14
16
18
Mean May T oC
20
22
M e a n a r r iv a l d a t e
3.6
29.5
24.5
19.5
14.5
9.5
R20,238 =
4.5
70
80
90
100
110
Flowering date
120
130
140
Связь сроков прилета дальних мигрантов на Куршскую
косу с индексом вегетации в южном Сахеле
28.5
23.5
18.5
13.5
8.5
3.5
28.4
23.4
160
2
R = 0,430
165
170
175
180
Vegetation index (South Sahel)
185
Phoenicurus phoenicurus
2.6
28.5
23.5
18.5
13.5
8.5
3.5
28.4
23.4
M e d ia n a r r iv a l d a t e
M e d ia n a rriv a l
d a te
Ficedula hypoleuca
R2 = 0,291
160
165
170
175
180
Vegetation index (South Sahel)
185
Влияние засухи в районах зимовки в Африке на
сроки прилета птиц в Швецию (Tottrup et al. 2012)
Mean days:
18 (RS), 29 (TN)
Mean days:
9 (RS), 21 (TN)
Связь сроков отлета взрослых аистов с зимовок в
Африке с уровнем осадков (данные спутникового
слежения Kaatz 2004, Kosarev, Sokolov 2007)
8.4
29.3
D e p a rtu re d a te
D e p a r tu r e d a te
3.4
29.3
n = 21
24.3
19.3
14.3
9.3
4.3
27.2
22.2
17.2
R2 = 0,239
12.2
1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003
19.3
9.3
27.2
R2 = 0,343
17.2
150
170
190
210
230
Precipitation, mm (Feb. 12,5 S)
250
270
Зависимость сроков весеннего отлета американских
горихвосток с Ямайки (Studds, Marra 2011)
Изменение сроков отлета серых гусей с
зимовок во Франции (Fouquet et al. 2009)
Влияние климата на
физиологическое и энергетическое
состояние мигрирующих птиц
Многолетняя динамика массы тела и
жирности мигрирующих весной птиц
Желтоголовый королек
масса тела
5,6
М ас с а тел а, г
60
доля жирных птиц
50
5,4
40
5,2
30
5,0
20
4,8
10
b = -0.64, p<0.001
b = -0.68, p<0.001
4,6
0
1978
1982
1986
1990
1994
Годы
1998
2002
2006
Д ол я ж ирны х птиц, %
5,8
Связь жирности мигрирующих весной птиц с
температурным режимом в районе зимовки
Зяблик
40
30
20
10
0
-2,0
-1,5
-1,0
-0,5
0,0
0,5
Индекс САК (декабрь-фе враль)
1,0
1,5
Большая синица
80
Доля жирных птиц,%
Доля жирных птиц, %
50
70
60
50
40
30
20
10
0
-1,5
-1,0
-0,5
0,0
0,5
Индекс САК (январь-март)
1,0
1,5
СПАСИБО
ЗА ВНИМАНИЕ