SEEDCLIM: Effekter av klimaendringer - fra fysiologi via populasjoner til økosystemer

Transkript

1 SEEDCLIM: Effekter av klimaendringer - fra fysiologi via populasjoner til økosystemer Vigdis Vandvik, UIB Postdoc Kari Klanderud, PhD Eric Meineri, PhD Joachim Spindelböck, MSc Tessa Bargmann, MSc Astrid Berge, MSc Christine Pötsch Olav Skarpås (NINA), Øyvind Nordli (met.no), Matt I. Daws (RBG Kew, UK), Zuzana Munzbergova (Charles Univ, CZ), Deborah Goldberg (Univ. of Michigan, USA) Knut Rydgren (HISF), Mikael Ohlsson (UMB) NFR NORDKLIMA

2 15-27% av alle arter vil utryddes innen 2050! Sitert 928 ganger i den vitenskaplige litteraturen Nature 427, (8 January 2004)

3 15-27% av alle arter vil utryddes innen 2050! Eriphorum scheuchzeri, snøull Trinn 1: Dagens geografiske utbredelse klimatisk nisje Trinn 2: Nytt klima nytt utbredelsesområde Trinn 3: Tap av areal tap av arter

4 15-27% av alle arter vil utryddes innen 2050! Science 326, (6 November 2009) Andre modellvalg: 3 10% Klimatiske gjemmesteder i landskapene Nature 427, (8 January 2004)

5 Modeller er sårbare vi trenger (også) data på effekter av klimaendringer Whittaker et al. Diversity and Distributions 2005

6 Når verden endrer seg trenger vi data: lange tidsserier 276 terrestre og limniske tidsserier. (and counting).

7 Når verden endrer seg trenger vi data: re-analyser av historiske data Antall arter Skandinavia Grønland Alpene Nord Amerika artsdiversiteten i fjellet har økt Hva med fjellplantene kan de overleve sammen med nykommerne? Grabherr et al. NATURE 1994

8 C C Open top chambers (OTCs)

9 Klimaendringer gir økt vekst, endret artssammensetning, og redusert diversitet 1.0 Canopy height Ordination scores Cover Diversity indices 0 Shrubs Forbs Graminoids Evergreen shrubs Sedges Deciduous shrubs Relativized Raw Down-weighted Litter Shrubs Deciduous shrubs Graminoids Evergreen shrubs Sedges Forbs Sphagnum Lichens Bryophytes Pielou Shannon Richness Effect size -1.0 Walker et al. PNAS 2005

10 De store spørsmålene Vi vet en del om hvordan arter flytter seg nordover og oppover, men hva skjer i bakkant av utbredelsesområdet? hvor mange arter vil gå tapt, og når? hva er effektene av nye naboer? Hva er prosessene bak mønstrene: hvor i livssyklusen slår klimaeffektene inn? betydningen av spredning til vs. overlevelse i nye områder? temperatur og nedbør per se vs. interaksjoner mellom arter? Hvor forsinket er dagens mønstre i forhold til klimaet? Hvordan vil effekter av klimaendringer interagere med effekter av andre globale endringer?

11 SEEDCLIM: eksperimenter i et naturlig klimalaboratorium

12 temperatur SEEDCLIM: eksperimenter i et naturlig klimalaboratorium nedbør

13 SEEDCLIM: eksperimenter i et naturlig klimalaboratorium Rekruttering fra frø er nøkkelfaktor i planters livshistorie; spredning - overlevelse - evolusjonsrate

14 Resultater

15 (i) Individskala: Vekst og allokering Tessa Bargman, MSc

16 (i) Populasjonsskala: Regionale modeller Eric Meineri, PhD Temperatur og nedbør

17 (i) Populasjonsskala: Regionale modeller Temperatur og nedbør, men også konkurranse Eric Meineri, PhD

18 (iii) Samfunnsskala: rekruttering, spredning Astrid Berge, MSc

19 Rekruttering fra frø i vegetasjonen Very Low Low Intermediate High Høyest i kaldt eller tørt klima Number Germinated : varmere, våtere 27% spredning, kolonisering blir vanskeligere Tetraterm temperature Astrid Berge, MSc

20 Rekruttering fra frø i forstyrrelser Treatment Gap Number Germinated Very Low Low Intermediate High Høyest i varmt og tørt klima 2050: varmere, våtere +51% i forstyrrelser blir spredning, kolonisering lettere Tetraterm temperature Astrid Berge, MSc

21

22 Hvor kommer de fra: frøbank vs. spredning? Evolusjonær økologi: Frøbanker gir mulighet for spredning gjennom tid Bevaringsbiologi: Frøbanker er artsfattige, med lite potensial for bevaring / restaurering konsekvenser for populasjonsdynamikk, evolusjonsrater, diversitet Gurewichs et al 2005, Auestad 2009

23 Frøbank vs. spredning Max seedbank %(square arcsin) High Intermediate Low Very low lowland intermediate alpine 0.0 Min seedbank %(square arcsin) High Intermediate Low Very low 0.0 High Intermediate Low VeryLow High Intermediate Low VeryLow High Intermediate Low VeryLow Mean Annual Precipitation(mm) Mean Annual Precipitation (mm) Mean Annual Precipitation (mm) % fra frøbank, høyere i kalde og tørre strøk CC redusert rolle.. Astrid Berge, MSc

24 De store spørsmålene Vi vet en del om hvordan arter flytter seg nordover og oppover, men hva skjer i bakkant av utbredelsesområdet? hvor mange arter vil gå tapt, og når? hva er effektene av nye naboer? Hva er prosessene bak mønstrene: hvor i livssyklusen slår klimaeffektene inn? betydningen av spredning til vs. overlevelse i nye områder? temperatur og nedbør per se vs. interaksjoner mellom arter? Hvor forsinket er dagens mønstre i forhold til klimaet? Hvordan vil effekter av klimaendringer interagere med effekter av andre globale endringer?

25 Veien videre? Resultater fra eksperimentene årsakssammenhenger, prosesser, dynamikk! Nye prosjekter inn i feltene; UvB, trofiske interaksjoner (pollinering, mychorriza) vigdis.vandvik@bio.uib.no