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 2008-2012
15-27% av alle arter vil utryddes innen 2050! Sitert 928 ganger i den vitenskaplige litteraturen Nature 427, 145-148 (8 January 2004)
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
15-27% av alle arter vil utryddes innen 2050! Science 326, 806-807 (6 November 2009) Andre modellvalg: 3 10% Klimatiske gjemmesteder i landskapene Nature 427, 145-148 (8 January 2004)
Modeller er sårbare vi trenger (også) data på effekter av klimaendringer Whittaker et al. Diversity and Distributions 2005
Når verden endrer seg trenger vi data: lange tidsserier 276 terrestre og limniske tidsserier. (and counting).
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
+1.5-2 C +1.5-2 C Open top chambers (OTCs)
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
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?
SEEDCLIM: eksperimenter i et naturlig klimalaboratorium
temperatur SEEDCLIM: eksperimenter i et naturlig klimalaboratorium nedbør
SEEDCLIM: eksperimenter i et naturlig klimalaboratorium Rekruttering fra frø er nøkkelfaktor i planters livshistorie; spredning - overlevelse - evolusjonsrate
Resultater
(i) Individskala: Vekst og allokering Tessa Bargman, MSc
(i) Populasjonsskala: Regionale modeller Eric Meineri, PhD Temperatur og nedbør
(i) Populasjonsskala: Regionale modeller Temperatur og nedbør, men også konkurranse Eric Meineri, PhD
(iii) Samfunnsskala: rekruttering, spredning Astrid Berge, MSc
Rekruttering fra frø i vegetasjonen 50 40 Very Low Low Intermediate High Høyest i kaldt eller tørt klima Number Germinated 30 20 10 2050: varmere, våtere 27% spredning, kolonisering blir vanskeligere 0 6 7 8 9 10 Tetraterm temperature Astrid Berge, MSc
Rekruttering fra frø i forstyrrelser Treatment Gap Number Germinated 200 150 100 50 0 Very Low Low Intermediate High Høyest i varmt og tørt klima 2050: varmere, våtere +51% i forstyrrelser blir spredning, kolonisering lettere 6 7 8 9 10 Tetraterm temperature Astrid Berge, MSc
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
Frøbank vs. spredning Max seedbank %(square arcsin) 1.5 1.0 0.5 High Intermediate Low Very low lowland intermediate alpine 0.0 Min seedbank %(square arcsin) 1.5 1.0 0.5 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) 74 100% fra frøbank, høyere i kalde og tørre strøk CC redusert rolle.. Astrid Berge, MSc
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?
Veien videre? Resultater fra eksperimentene årsakssammenhenger, prosesser, dynamikk! Nye prosjekter inn i feltene; UvB, trofiske interaksjoner (pollinering, mychorriza) vigdis.vandvik@bio.uib.no