Table of Contents

Климатические модели являются невидимыми архитекторами мировых и #8217;s регионов сохранения. Они диктуют, где тропические леса процветают, где пустыни расширяются, и где мигрирующие виды находят убежище. Для планировщиков сохранения понимание этих климатических факторов не является факультативным - это важно для проектирования охраняемых районов, которые остаются жизнеспособными в течение десятилетий и веков. От ритмического импульса Эль-Ниньо-Южного Колебания до долгосрочных сдвигов, вызванных антропогенным изменением климата, эти шаблоны формируют сами границы и стратегии управления природоохранными регионами во всем мире.

Глобальные климатические телекоммуникационные связи и планирование сохранения

Крупномасштабные атмосферные и океанические циркуляции, известные как телесвязи, связывают погодные аномалии на огромных расстояниях. Эти предсказуемые, хотя и нерегулярные циклы влияют на температуру, осадки и штормовые трассы, непосредственно влияя на продуктивность экосистем и выживание видов. Регионы сохранения должны учитывать эти телесвязи для поддержания их эффективности.

Эль-Ниньо-Южная осцилляция (ENSO) и биоразнообразие

Цикл ENSO, колеблющийся между фазами Эль-Ниньо и Ла-Нинья, возможно, является самым мощным природным климатическим явлением на Земле. Во время событий Эль-Ниньо теплые воды смещаются на восток через Тихий океан, вызывая засухи в Юго-Восточной Азии и Австралии, принося сильные дожди на западные побережья Америк. Эти сдвиги имеют глубокие последствия для заповедных зон. Например, Галапагосские острова — объект Всемирного наследия ЮНЕСКО — испытывают падение продуктивности морской среды во время Эль-Ниньо, голодающих морских львов и морских игуан. Менеджеры по сохранению теперь включают прогнозы ENSO для корректировки ограничений на рыболовство и инвазивных мер по контролю над видами. Аналогичным образом, обширные лесные массивы Миомбо в южной Африке страдают от повышенного риска пожара во время засушливых периодов Эль-Ниньо, заставляя рейнджеров парка превентивно сжигать пожары. Международный исследовательский институт климата и общества предоставляет обновления ENSO в реальном времени, используемые природоохранн

Североатлантическое колебание (НАО) и Европейские охраняемые районы

Североатлантическая осцилляция контролирует силу и ход зимних штормов по всей Европе. Положительная фаза NAO приносит теплые, влажные зимы в северную Европу, оставляя Средиземное море сухим; отрицательная фаза меняет эту картину. Эти изменения влияют на доступность воды в водно-болотных угодьях, сроки миграции птиц и выживание саженцев растений. Водно-болотные угодья Камарг на юге Франции, критическая остановка для фламинго и мигрирующих водоплавающих птиц, испытывают измененные гидропериоды в сильных фазах NAO. Менеджеры по сохранению используют прогнозы NAO для планирования манипуляций на уровне воды и контроля хищников. В бореальных лесах Скандинавии события зимней оттепели NAO могут уничтожить популяции оленей, создавая ледяные корки, которые блокируют доступ к лишайнику - проблема, которую все чаще наблюдают саамские пастухи и власти парка.

Региональные климатические драйверы и горячие точки биоразнообразия

Помимо глобальных телесоединений, региональные климатические системы, сформированные муссонами, океанскими течениями и горными хребтами, создают разнообразные среды обитания, которые определяют приоритеты сохранения.

Системы муссонов: Амазонка, Юго-Восточная Азия и Западная Африка

Муссоны — это сезонные развороты ветра и осадков. Южноамериканский муссон управляет влажным сезоном, который поддерживает тропический лес Амазонки, самую большую наземную поглотитель углерода на планете’. Обезлесение и изменение климата ослабляют этот муссон, в результате чего тропический лес становится чистым источником углерода в некоторых регионах. Стратегии сохранения теперь включают крупномасштабное лесовосстановление для восстановления влажности. В Юго-Восточной Азии индийский летний муссон и восточноазиатский муссон диктуют сроки цветения и плодоношения в тропических лесах, что, в свою очередь, регулирует размножение роговых птиц, приматов и плодовых летучих мышей. Охраняемые районы, такие как Национальный парк Као Яй в Таиланде, используют данные осадков от тайского метеорологического департамента для корректировки доступа к туризму и запретов на огонь. В Западной Африке муссон определяет границу между Сахелем и Гвинейской саванной, непосредственно влияя на диапазон исчезающих видов, таких как африканская дикая собака и дама газель. Коридоры сохранения

Океанские течения и прибрежные регионы сохранения

Холодные, богатые питательными веществами течения поддерживают некоторые из самых продуктивных морских экосистем в мире’. Бенгельский поток вдоль Намибии и Южной Африки поддерживает массовые популяции сардин, морских птиц и морских котиков. Изменения в сроках и интенсивности подъема, вызванные южным колебанием и местными ветрами, могут привести к коллапсу рыболовства и голодающих колоний хищников. Морские охраняемые районы, такие как Комиссия по течению Бенгелы, разрабатывают стратегии адаптивного управления, которые включают динамические закрытия, основанные на прогнозах подъема. Аналогичным образом, течение Гумбольдта у Перу и Чили является источником крупнейшего в мире анчоусного промысла. События Эль-Ниньо нарушают это течение, вызывая драматические вымирания птиц гуано и морских львов. Заповедник островов Баллестас в Перу теперь интегрирует индексы ENSO в свои протоколы посетителей и исследований. Веб-сайт Бенгельской конвенции подробно описывает климатически адаптивные усилия по сохранению морской среды .

Орографические эффекты и охраняемые районы гор

Горные хребты создают свои собственные микроклиматы через орографический подъем — вынуждая влажный воздух вверх, приводя к осадкам на наветренных склонах и дождевым теням на подветренных сторонах. Этот эффект производит замечательные градиенты биоразнообразия. Западные Гаты Индии, объект Всемирного наследия ЮНЕСКО, ловят муссонные дожди на своих западных склонах, создавая вечнозеленые леса, которые укрывают эндемичных лягушек, змей и растений. Облачные леса в Андах, такие как в Перу’с Национальный парк Ману, зависят от перехвата тумана для их бюджета влаги. Изменение климата повышает облачную базу, сокращая ввод воды и подчеркивая земноводных, таких как золотая ядовитая лягушка. Усилия по сохранению в тропических горах теперь сосредоточены на защите альтитудинальных коридоров, так что виды могут смещаться вверх, поскольку температура повышается. В Скалистых горах Северной Америки орографический снежный покров питает реки, которые поддерживают экосистемы ни

Изменение климата: разрушение исторических основ

Антропогенное изменение климата накладывает быстрые, направленные сдвиги на фоне естественной изменчивости климата. Регионы сохранения, разработанные на основе исторических климатических условий, быстро устаревают. Актуальность устранения этих сбоев находит отражение в растущем объеме научной литературы и политических рекомендаций.

Смещение видовых диапазонов и экологическое несоответствие

По мере повышения температуры виды перемещаются по полюсу и вверх по высоте со средней скоростью 17 километров в десятилетие для наземных видов. Это создает несоответствие между границами статических охраняемых районов и диапазонами видов, которые они были установлены для защиты. Например, бабочка-шашечка Edith & #8217 в Северной Америке переместила свой диапазон на север более чем на 100 километров в прошлом веке, оставив много заповедников в Калифорнии без жизнеспособных популяций. Концепция & #8220; климатическая скорость & #8221; - скорость и направление климатического движения по ландшафту - теперь используется для определения коридоров, которые останутся климатически подходящими в будущем. Служба национальных парков США разработала стратегию реагирования на изменение климата , которая придает приоритет сохранению связи.

Повышенная частота экстремумов

Засухи, наводнения, волны тепла и лесные пожары растут во всем мире. Эти экстремальные явления могут вызвать быстрые, необратимые изменения в природоохранных регионах. Австралийские лесные пожары 2019-2020 годов, усугубляемые рекордной засухой и жарой, сожгли более 18 миллионов гектаров и, вероятно, убили миллиарды животных. Район Всемирного наследия Больших Голубых гор потерял треть своих эвкалиптовых лесов. Планирование восстановления теперь включает моделирование пожарного режима в климатических сценариях, и менеджеры экспериментируют с небольшими, хорошо полившимися убежищами (“microrefugia”); где чувствительные к пожару виды могут выжить. В Восточной Африке экстремальные засухи в Африканском Роге вызвали катастрофические вымирания диких животных в охраняемых районах, таких как экосистема Цаво в Кении. Консерваторы теперь инвестируют в водную инфраструктуру - глубокие скважины, солнечные впадины - для поддержания доступности воды во время сухих периодов, наряду с интенсивными патрулированиями против браконьерства, которые нацелены на ослабленных животных.

Адаптивные стратегии сохранения для меняющегося климата

Сохранение больше не означает сохранение статического снимка природы. Для этого требуются динамичные, перспективные стратегии, которые действуют в условиях глубокой неопределенности. Эти стратегии проходят испытания и совершенствуются в природоохранных регионах по всему миру.

Динамическое планирование сохранения и климатическая связь

Статические охраняемые районы не будут достаточными. Планировщики сохранения теперь картируют климатические коридоры - ландшафтные связи, которые позволяют видам перемещаться по мере изменения климата. Концепция & #8220; климатически-информированная связь & #8221; использует модели будущих распределений видов в сочетании с поверхностями сопротивления землепользованию для идентификации путей движения. Инициатива по сохранению Йеллоустоуна до Юкона, охватывающая более 3400 километров, является ярким примером. Она соединяет охраняемые районы в Скалистых горах, позволяя росомахам, медведям гризли и рыси следовать подходящим климатическим условиям. Планировщики включают уменьшенные климатические модели (от ]Copernicus Climate Change Service ), чтобы гарантировать, что коридоры остаются жизнеспособными в соответствии со сценариями RCP 4.5 и 8.5. В Европе сеть Natura 2000 оценивается для климатической связи с использованием модели ENETCONNECT, которая предполагает, что более 40% сети могут быть недостаточно связаны в сценарии потепления 2 ° C.

Помощь в миграции и управляемом переселении

Для видов, которые не могут мигрировать достаточно быстро самостоятельно, вспомогательная миграция - преднамеренное перемещение организмов в климатически подходящие регионы - является спорным, но иногда необходимым инструментом. Стражи Торреи в юго-восточных Соединенных Штатах вручную перемещают деревья торреи во Флориде на север, и эта практика рассматривается для некоторых австралийских альпийских растений, вытесненных с вершин гор потеплением. Однако, вспомогательная миграция несет риски внедрения видов, которые становятся инвазивными в их новых средах обитания. Руководящие принципы Международного союза по сохранению природы (МСОП) рекомендуют строгую систему оценки риска перед любым перемещением. Большинство текущих проектов сосредоточены на растениях и беспозвоночных, с позвоночными, зарезервированными для крайних случаев, таких как гавайские медоносные животные, где лесные птицы перемещаются в более высокие запасы высоты, чтобы избежать птичьей малярии.

Защита климатической рефугии

Климатические рефугии - это районы, которые остаются относительно стабильными по мере изменения климата - места, где виды могут сохраняться до улучшения условий или до установления коридоров. Это часто глубокие долины, склоны, обращенные к северу, или районы с доступом к подземным водам. Дождевые леса Хох в Олимпийском национальном парке, Вашингтон, извлекают выгоду из морского тумана и орографического подъема, которые экстремальных температур буфера. Аналогичным образом, горный откос Дракенсберга в Южной Африке обеспечивает прохладные, влажные микрорайоны, которые могут защитить эндемичных амфибий и рептилий. Идентификация и юридическая защита этих рефугий, часто через микрозаповедники или корректировки буферной зоны, является приоритетом для многих природоохранных учреждений. Охрана природы & #8217; & #8220; Устойчивые и связанные ландшафты & #8221; проект нанес на карту рефугию по смежным Соединенным Штатам.

Тематические исследования: Регионы сохранения, отвечающие климатическим моделям

Примеры из реального мира иллюстрируют, как климатические модели включаются в управление охраной природы, предлагая уроки для других регионов.

Большой Барьерный риф и коралловое отбеливание

Морской парк Большого Барьерного рифа, один из наиболее управляемых природоохранных регионов на Земле, был опустошен морскими тепловыми волнами, вызванными изменением климата и текущей фазой Ла-Нинья. События отбеливания спиной к спине в 2016 и 2017 годах вызвали широко распространенную смертность кораллов. Менеджеры теперь используют прогнозы NOAA & #8217; Coral Reef Watch на четыре месяца, чтобы превентивно закрыть зоны высокого риска для туризма и рыболовства, уменьшая местные стрессоры. Они также разработали сеть рифов, считающихся термальными убежищами, такими как те, которые находятся в северной части, и экспериментируют с технологией облачного освещения для охлаждения поверхностных вод. План Рифа 2050 объединяет долгосрочные климатические прогнозы (]Австралия & #8217; Бюро метеорологии ) в каждое управленческое решение.

Йеллоустонская инициатива по сохранению Юкона (Y2Y)

Инициатива Y2Y является примером сохранения большого ландшафта, который явно учитывает климатические модели. Его планировщики полагаются на слои скорости климата и топографическое разнообразие для проектирования связей. Например, связь Горных гор в Монтане соединяет пустыню Селвей-Биттеррут с экосистемой Большого Йеллоустоуна. Тенденции снегопадов от станций SNOTEL и прогнозы температуры от климатической группы PRISM информируют о решениях о том, где защитить низкорослые соединители, которые остаются свободными от снега весной, позволяя гризли двигаться раньше. Y2Y был признан за включение адаптации к климату во все его 20-летнее видение, переходя от планирования отдельных видов к всеобъемлющей структуре устойчивости экосистемы.

Миомбо Вудлендс в Южной Африке

Леса Миомбо представляют собой крупнейший сухой лес в южной Африке, охватывающий части Замбии, Мозамбика и Танзании. Эти леса очень чувствительны к засухам и пожарным режимам, вызванным ENSO. В Национальном парке Кафуэ в Замбии и No 8217 управление в настоящее время использует сезонные климатические прогнозы для корректировки предписанных графиков горения: более влажные годы Ла-Нинья позволяют больше горения для снижения нагрузки на топливо, в то время как сухие годы Эль-Ниньо подчеркивают подавление пожаров и патрулирование для предотвращения катастрофических пожаров. Парк также сотрудничает с местными общинами для внедрения систем раннего предупреждения о неурожаях, связанных с засухой, что снижает давление на незаконную охоту на кустарников в парке. Проект Миомбо Всемирного банка и No 8217 поддерживает станции мониторинга климата, которые подают данные в решения по управлению пожарами.

Роль мониторинга и прогнозного моделирования

Эффективная адаптация зависит от надежных систем мониторинга и прогнозных моделей. Регионы охраны окружающей среды во всем мире развертывают сети датчиков климата и инвестируют в платформы интеграции данных.

Удаленное зондирование и интеграция климатических данных

Спутниковый мониторинг обеспечивает непрерывные данные о состоянии растительности, температуре поверхности и осадках. Датчики MODIS и VIIRS на спутниках НАСА и NOAA позволяют менеджерам отслеживать стресс от засухи и риск пожара в режиме реального времени. Набор данных TerraClimate, который объединяет данные о спутниках и станциях, предлагает ежемесячные климатические поверхности с 1958 года с разрешением 4 километра - идеально подходит для планирования сохранения. Многие охраняемые районы, такие как районы бассейна Амазонки, используют эти наборы данных для обновления своих планов управления каждые пять лет. Глобальная система наблюдения за климатом (GCOS) обеспечивает основу для стандартизации этих наблюдений.

Модели распределения видов (SDM)

СДМ используют текущие данные о встречаемости видов в сочетании с климатическими слоями для прогнозирования будущих распределений. В настоящее время они являются стандартными инструментами для оценки достаточности запасов. Например, бигхорн-овцы Сьерра-Невада в Калифорнии были смоделированы в рамках ансамблевых климатических сценариев (из проекта Coupled Model Intercomparison Project, CMIP6) для выявления потенциальных мест реинтродукции. Однако модели так же хороши, как и их входы - неопределенность в будущих сценариях выбросов и экологических реакциях остается высокой. Менеджеры по сохранению часто используют ансамбль моделей (“многомодельный вывод”) и включают биологические параметры, такие как способность к рассеиванию и история жизни, для уточнения прогнозов. В Шестом докладе об оценке МГЭИК (Рабочая группа II) подчеркивается, что надежные оценки климатических рисков для биоразнообразия требуют как глобальных, так и пониженных региональных моделей.

Интеграция политики и международное сотрудничество

Климатические модели не уважают политических границ, а природоохранные регионы должны быть включены в трансграничные и международные соглашения.

Парижский договор и цели Айти

Цель Парижского соглашения & #8217 по ограничению потепления до 1,5°C имеет непосредственное отношение к сохранению биоразнообразия. Каждая половина степени избегаемого потепления снижает риск исчезновения для бесчисленных видов. принятая в 2022 году Глобальная рамочная программа по биоразнообразию Куньмин-Монреаль включает цели по защите 30% суши и моря к 2030 году с явным вниманием к устойчивости к климату. Стороны теперь обязаны включить в свои национальные планы адаптацию на основе экосистем и климатически оптимизированные охраняемые районы. Конвенция о биологическом разнообразии (КБР) предоставляет технические рекомендации по использованию климатических прогнозов при проектировании новых охраняемых районов.

Трансграничные зоны сохранения

Трансграничные природоохранные зоны (ТБКА) имеют решающее значение для того, чтобы позволить видам перемещаться через международные границы по мере изменения климатических моделей. Приграничная зона сохранения Каванго-Замбези (KAZA) в южной части Африки охватывает пять стран и содержит культовые популяции слонов и львов. Менеджеры из Ботсваны, Намибии, Замбии, Зимбабве и Анголы разделяют климатические прогнозы из Центра климатических услуг Сообщества по развитию Южной Африки. Коридоры дикой природы в рамках KAZA предназначены для отслеживания градиентов осадков, которые, как ожидается, сместятся на юг. Аналогичным образом, инициатива Йеллоустоун в Юкон, хотя и не является формальной TBCA, включает координацию между США и Канадой, особенно вокруг Короны континентального региона. Финансирование от Глобального экологического фонда (ГЭФ) поддерживает деятельность по адаптации к климату в нескольких TBCA, включая инфраструктуру для мониторинга и участия сообщества.

Вывод: принятие неопределенности в сохранении

Климатические модели будут продолжать развиваться в ответ на естественную изменчивость и влияние человека. Регионы сохранения, которые преуспеют в ближайшие десятилетия, будут теми, которые охватывают неопределенность, инвестируют в гибкое планирование и постоянно учатся на данных мониторинга. Эра проектирования охраняемой территории один раз и ожидают, что она будет длиться вечно, закончилась. Вместо этого сохранение стало постоянным, адаптивным процессом - тот, который уважает фундаментальную роль климата в формировании жизни на Земле. Интегрируя климатологию во все аспекты управления, от пограничного проектирования до ежедневных операций, мы можем дать биоразнообразию шанс борьбы в меняющемся мире.