Dünya Çevre Günü: Dünya’nın ekosistemlerini gelecekte neler bekliyor?

NSF’lerle ilgili hikayeleri bulun Uzun Süreli Ekolojik Araştırma Programı.

Herhangi bir bilim bir nehre benzetilebilir. Belirsiz ve iddiasız bir başlangıcı var; sessizliği, akıntıları kadar uzanıyor; doluluk dönemlerinin yanı sıra kuraklık dönemleri. Birçok araştırmacının çalışmalarıyla ve diğer düşünce akımlarından beslendiği için ivme kazanıyor.
– Carl Swanson, Biyolog

2027, 2067 ve sonrasında Dünya’nın ekosistemleri ne kadar sağlıklı olacak? Özellikle 5 Haziran Dünya Çevre Günü’nde sorulması gereken önemli bir soru.

Cevapları bulmak için, Ulusal Bilim Vakfı’nın (NSF) Uzun Vadeli Ekolojik Araştırma (LTER) ağına bağlı bilim adamları bu baharda bir araya geldi. NSF LTER mini sempozyumu.

NSF’nin Okyanus Bilimleri Bölümü direktörü Rick Murray, “LTER araştırması, ekolojik bileşenler arasındaki ilişkilerin anlaşılabilmesi, ekolojik değişikliklerin belgelenebilmesi ve bu değişikliklere tepki verme stratejilerinin geliştirilebilmesi ve test edilebilmesi için uzun bir çalışma süresi sağlıyor” dedi. mini sempozyum.

Çöllerde ve göllerde, kıyı boyunca ve kuzey ormanlarında ve arktik tundrada, NSF LTER sahalarındaki araştırmacılar, ekosistem değişikliğinin doğasını incelerken, hangi faktörlerin ekosistemin iyileşmesine yol açtığını ve hangilerinin geri dönüşü olmayan kayıplara yol açabileceğini keşfediyor.

Kıyıdan kıyıya ekosistemler baskı belirtileri gösterirken, endişeler arasında umut da var: uzun vadeli araştırmalar, ekosistemlerin iyi bilime dayalı koruma ve restorasyon çabalarından fayda sağladığını gösteriyor.

NSF’nin Çevresel Biyoloji Bölümü yöneticisi Paula Mabee, “Ekosistemler artan çevresel değişikliklere maruz kaldıkça, bu sistemlerin nasıl tepki vereceğini – neden bazılarının dirençli olduğunu ve diğerlerinin o kadar az olduğunu – tahmin etmek için genel bilimsel ilkeleri anlamamız gerekiyor” dedi. mini sempozyum. “LTER sitelerindeki bilim NSF fonları bize tam olarak bu bilgiyi veriyor.”

Bu bilgiye ek olarak, NSF yakın zamanda üç yeni LTER sitesi kurdu — Kuzeydoğu ABD Sahanlığı LTER ve Kuzey Alaska Körfezi LTER sahalarıve Beaufort Deniz Lagünleri LTER sitesi — NSF LTER sitelerinin toplam sayısını 28’e çıkarmak.

Ekosistemler ve insan sağlığı

Baltimore Ekosistem Çalışması ve Hubbard Brook LTER tesislerinden ve LTER başkanı Peter Groffman, “İnsan sağlığı ve refahı için kritik olan birçok hizmet için ekosistemlere güveniyoruz, ancak bu sistemler giderek daha temel ve öngörülemeyen şekillerde değişiyor” dedi. Bilim Konseyi, LTER Ağı’ndaki araştırma faaliyetlerini koordine eden bir grup. “Bu değişiklikleri tahmin edebilmemiz, önleyebilmemiz, hafifletebilmemiz ve bunlara uyum sağlayabilmemiz için bu değişikliklerin doğasını anlamaya kritik bir ihtiyaç var.”

Groffman, LTER Ağı’nın tam da bunu yaptığını belirtti. Yaklaşık 2.300 araştırmacı, 5.900’den fazla halka açık veri seti ve 16.000 yayınlanmış dergi makalesi ile LTER bilim adamları, ekoloji, hidroloji ve oşinografi gibi alanlardaki en zor soruların bazılarını ele almak için uzun vadeli araştırmaları kullanır.

ABD’de yaşayanların – Amerika’nın banliyö ve şehirlerinin ikonları olan – çimlerini nasıl işledikleri bir örnek teşkil ediyor.

Groffman, “Çimler yalnızca ABD’deki diğer sulanan ‘mahsullerden’ daha geniş bir alanı kaplamakla kalmıyor, aynı zamanda önümüzdeki on yıllarda genişleme yolunda.” dedi. Mülk sahiplerinin çimleri nitrojen ve fosfor içeren gübrelerle tedavi edip etmediği ve ne kadar önemli olduğunu söyledi. Bu elementleri içeren çim akışı nehirlere akıp nihayetinde göllere veya denize ulaştığında, genellikle zehirli alg patlamaları üretir ve su kalitesini düşürür.

Groffman, “Birçok su ekosisteminin geleceği, arka bahçelerimizde kök salmıştır.” Dedi.

çölleşmenin ötesinde

New Mexico’daki Jornada LTER tesisinden Brandon Bestelmeyer, “Ekosistem değişikliği kaçınılmazdır” dedi. “Bizim görevimiz, bu değişikliği mevcut olan en arzu edilen yol boyunca yönlendirmek.”

Jornada’dakiler de dahil olmak üzere kurak alanlar, ıssız, kavrulmuş, yaşanmaz çöllerin görüntülerini çağrıştırıyor. Ancak Jornada bölgesinin bulunduğu Chihuahuan Çölü gibi kurak ve yarı kurak alanlar, insanlar da dahil olmak üzere çimenler, çalılar, tarım alanları ve kentlerde yaşayan bitki ve hayvanlardan oluşan karmaşık ekosistemlerdir.

Birçok kurak alan manzarası, son 150 yılda bitki örtüsü yapısında ve ekosistem süreçlerinde belirgin değişiklikler geçirdi. Bu değişikliklere ilişkin açıklamalar, çiftlik hayvanlarının aşırı otlatılması, kuraklık, daha az doğal yangın, atmosferik kimyadaki değişiklikler ve küçük memeli popülasyonlarındaki değişiklikleri içerir.

Bestelmeyer, “Bundan sonra ne olacağına bakmamız ve mevcut ve gelecekteki paydaşlar için ekosistem hizmetlerini iyileştirmek için şimdi hangi eylemleri yapabileceğimizi anlamamız gerekiyor” dedi.

Isınan Kuzey Kutbu’nda yangın

Alaska’nın Bonanza Creek ve Arctic LTER alanlarından Michelle Mack, “Arktik ekosistemler hızlı ve şaşırtıcı değişiklikler geçiriyor” dedi. “İşimiz, ekosistemlerin ne zaman düzeleceğini ve ne zaman yeni durumlara geçeceğini anlamaya çalışmak.”

Mack, son zamanlarda Bonanza Deresi ve Kuzey Kutbu bölgelerinin bazı kısımlarını süpüren orman yangınlarına karşı ekosistem direncini araştırıyor.

Mack, “Kuzey Kutbu’ndaki havaların ısınması ve kuruması nedeniyle, orman yangınları daha sık hale geliyor” dedi. “Bonanza Deresi’nde yangınlar son 10.000 yıldır yaygın, ancak Kuzey Kutbu bölgesindeki yangınlar yeni bir rahatsızlık.”

Sonuçlar arasında: Bonanza Deresi’ndekiler gibi kuzey ormanlarında, “şiddetli yangınlar iğne yapraklı ağaçlardan yaprak döken ağaç hakimiyetine geçişi tetikledi” dedi Mack.

Kuzey Kutbu bölgesinin tundrasında, derin topraklar yanmanın etkilerinden korunmuştur. Bozulmamış bitki örtüsü, yangından sonra hızlı ekosistem iyileşmesine yol açtı.

Mack, “Yangınlar, bu olayları incelemek için eşsiz fırsatlardı” dedi.

Karbon nerede depolanır?

Virginia Coast Reserve LTER sahasından Karen McGlathery, “Hızlı bir ekosistem değişikliği döneminde yaşıyoruz” dedi. “Bizim görevimiz, en arzu edilen geleceğe götüren kararlar alabilmek için bu değişiklikleri ve sonuçlarını neyin yönlendirdiğini anlamaktır.”

Örneğin, deniz çayırları, Virginia Coast Reserve sahasındaki araştırmacıların bulduğu yüksek atmosferik karbondioksit seviyelerine ve bunun sonucunda ortaya çıkan iklim değişikliğine yönelik çözümün hayati bir parçası. Tüm bitkiler gibi, deniz çayırları da oksijeni “nefesle” ve karbondioksiti “nefesle”.

McGlathery, “Deniz çayırları hakkında dikkate değer bir şey, bu karbonu etkili ve hızlı bir şekilde depolayabilmeleridir.” Dedi.

McGlathery’ye göre, deniz çayırları her yıl dünyanın ılıman ve tropikal yağmur ormanlarının iki katına kadar daha fazla karbon tutabiliyor, ancak yine de dünyanın en çok tehdit altındaki ekosistemleri arasında yer alıyorlar. Dünya’nın deniz çayırlarının yaklaşık üçte biri yok oldu.

Virginia Coast Reserve bilim adamları, deniz otu restorasyon çabalarıyla bu “karbon havuzlarını” yeniden inşa etmek için çalışıyorlar.

“Bunu okyanus sıcaklıklarının daha az aşırı olduğu yerlerde yapmak [warm] McGlathery, bu çayırları gelecekte iklim değişikliğine karşı daha dayanıklı hale getiriyor” dedi.

Asit yağmuru: Geçmişin belası mı?

New Hampshire’daki Hubbard Brook LTER tesisinden Charles Driscoll, “Ekosistemler karmaşık ve dinamiktir” dedi. “Faaliyetlerimize verdikleri tepkileri anlamayı, projelendirmeyi ve hafifletmeyi umuyoruz.”

Örneğin asit yağmurunu ele alalım. 1950’lerde Midwest kömür santrallerinin havaya kükürt dioksit ve nitrojen oksitler püskürterek bulutları – ve yağmuru ve karı – asidik hale getirmesiyle başladı.

Asit yağmuru yağarken, topraktaki kalsiyum ve magnezyumu süzdü ve bitkileri önemli besin maddelerinden mahrum etti. New England’ın şeker akçaağaçları etkilenen ağaçlar arasındaydı.

Driscoll, 1970’te uygulanan ve 1990’da güçlendirilen daha katı hava kalitesi düzenlemeleriyle asit yağmurunun azaldığını ancak mirasının devam ettiğini söyledi.

Driscoll, bugün asit yağmurunun büyük ölçüde azaldığını ve muhtemelen son 100 yıldır görülmeyen seviyelere yaklaştığını söyledi. Bununla birlikte, akçaağaçların bağlı olduğu toprak kalsiyum şekeri yavaş yanıt verdi.

Driscoll, “Yani asit yağmuru bir süre daha bizimle olacak ve şeker akçaağaçlarının yakın zamanda toparlanması pek olası değil” dedi.

İyi tarafı, “kızıl ladin ağaçları ile göl ve nehirlerdeki bazı hayvanların iyileşen türler arasında olduğuna dair kanıtlar var” dedi.

Makul tatlı su gelecekleri

North Temperate Lakes LTER sitesinden Christopher Kucharik, “İnsanlar ekosistemlere geniş çapta duyurulan değişiklikleri aktarırken, insanlar gezegendeki bireysel ayak izlerinin kendilerinin veya hiç tanışmadıkları birinin yaşam kalitesini nasıl etkileyebileceğinden emin değil veya bunun farkında değiller” dedi. Wisconsin.

“Özellikle, iklim, sosyal-ekolojik etkileşimler, arazi kullanımı ve örtüsü ve ekolojik süreçler, göl bölgelerinin geçmişini, bugününü ve geleceğini şekillendirmek için nasıl uyum içinde hareket ediyor?” Kucharik sordu.

Cevaplar için, bilim adamları Wisconsin’in Yahara havzasına bakıyorlar. Madison kentindeki Mendota ve Monona adlı ikiz gölleri içeren Yahara, bölgeye su kalitesi ve taşkın koruması gibi ekosistem hizmetleri sağlıyor.

Yahara havzasındaki baskılar, birçok tarımsal peyzaj için tipiktir.

Kucharik, “Tarımdan kaynaklanan nitrojen, yer altı suyunu kirletiyor ve noktasal olmayan fosfor, tarım öncesi günlerdekinden daha fazla dağınık akış” dedi. Gübre ve diğer kaynaklardan kaynaklanan fosfor kirliliğinin hızla Yahara’nın bir numaralı halk düşmanı haline geldiğine inanıyor.

Kucharik, “Ancak Yahara havzası hala nispeten sağlıklıyken, tarım ve kentsel yönetim uygulamalarını değiştirme fırsatımız var.” dedi. “Onarılamaz hale gelene kadar beklemeyelim.”