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, MSc Serge Farinas 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 1200 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)
Effect size Shrubs Forbs Graminoids Evergreen shrubs Sedges Deciduous shrubs Walker et al. PNAS 2005 Relativized Raw Down-weighted Litter Shrubs Deciduous shrubs Graminoids Evergreen shrubs Sedges Forbs Sphagnum Lichens Bryophytes Pielou Shannon Richness Klimaendringer gir økt vekst, endret artssammensetning, og redusert diversitet 1.0 Canopy height Ordination scores Cover Diversity indices 0-1.0
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
SEEDCLIM: eksperimenter i et naturlig klimalaboratorium temperatur nedbør
SEEDCLIM: eksperimenter i et naturlig klimalaboratorium Rekruttering fra frø er nøkkelfaktor i planters livshistorie; spredning - overlevelse - evolusjonsrate
Metode: Felteksperimenter!
Resultater!
(i) Populasjonsskala: Regionale modeller fjellfiol myrfiol Utbredelse påvirkes av temperatur og nedbør Eric Meineri, PhD
Eric Meineri, PhD (i) Individskala: blomstring og frøproduksjon fjellveronika legeveronika fjellfiol Økt temperatur: + Økt nedbør: +
(ii) Populasjonsskala - frøplanterekruttering myrfiol myrfiol fjellfiol Temperatur Nedbør Nedbør Økt temperatur: Økt nedbør: + Eric Meineri, PhD
Eric Meineri, PhD (iii) Populasjonsskala: Regionale modeller Hva bestemmer utbredelse nå og i fremtiden?
(iii) Samfunnsskala: rekruttering, spredning Astrid Berge, MSc
Number Germinated Rekruttering fra frø (i vegetasjon) Treatment Control 50 40 Very Low Low Intermediate High Høyest i kaldt eller tørt klima 30 20 2050: varmere, våtere 27% 10 spredning, kolonisering blir vanskeligere 0 6 7 8 9 10 Tetraterm temperature Astrid Berge, MSc
Number Germinated Rekruttering fra frø (på bar jord) Treatment Gap 200 150 100 Very Low Low Intermediate High Høyest i varmt og tørt klima 2050: varmere, våtere +51% 50 0 i forstyrrelser blir spredning, kolonisering lettere 6 7 8 9 10 Tetraterm temperature Astrid Berge, MSc
Oppsummering av resultater så langt
(i) individskala - temperatur og nedbør påvirker vekst og allokering av ressurser, men med variasjon mellom arter og mellom livshistoriestadier -- arter vil ikke flytte seg i samla flokk (ii) populasjonsskala - nedre grense av alpine arters utbredelse er påvirket av klima, man også av interaksjoner med konkurrerende lavlandsarter -- alpine arter kan bli mer negativt påvirket enn deres egne klimaresponser skulle tilsi
(iii) samfunnsskala - Klima pårvirker frøplanterekruttering, men temperatureffekten varierer mellom vegetasjon (-) og bar jord (+) -- effekter av klimaendring vil være avhengig av forstyrrelsesregime [beitedyr, bruk] - Frøbanker i jorda spiller viktig rolle, spesielt i kalde og tørre klima -- mindre spredning i tid og lokal overlevelse, men potensielt raskere respons til endringer, inkl. evolusjon.
Veien videre? Resultater fra eksperimentene årsakssammenhenger, prosesser, dynamikk! Nye prosjekter inn i feltene; UvB, (trofiske) interaksjoner (konkurranse, pollinering, mychorriza) Inkorporere metoden i SFF-initiativ på klimafeedbacks, kunnskapsbasert forvaltning av arktiske økosystemer vigdis.vandvik@bio.uib.no