气候变化如何影响低温物种?

你可能听说过,气候变化将导致许多物种的灭绝在你一生。但你有没有想过为什么?一些物种,环境将会变得太热得太快,他们生活:认为金鱼在一碗热水。对大多数其他物种来说,气候变化和生存之间的互动比较复杂。有些物种会在气温升高,其他人可能茁壮成长。这生存的差异可以摆脱一个生态系统的自然平衡。

就被发现在寒冷,海拔森林在北美西部(图1)。他们适应生活在山坡和山脊的上限树木可以生存的地方。就温度并不总是有害的。像许多植物物种,白皮松松树可以增长速度如果条件是温暖的。但是频繁的时期气温升高有利于山松甲虫,这就可能是一个严重威胁健康。通过研究白皮松松树和山松甲虫之间的关系,科学家可以确定气候变化如何影响就生存的某些方面。这些信息还可以帮助我们了解气候变化的潜在影响其他植物物种。

白皮松松树是一个重要的物种

就一个关键物种。这意味着这些树木对生态系统内的其他物种很重要他们生长的地方。白皮松松树产生营养的种子,为灰熊,黑熊提供脂肪和卡路里,松鼠和鸟类(图2)。当树木产生很多锥,丰衣足食的灰熊可以生更多的幼崽(1]。高脂肪,熊也通过冬季增加生存的机会。灰熊是顶级捕食者和什么都吃,但就种子是他们最喜欢的食物之一!

白皮松松树与克拉克的木制玩具也有特殊的关系。这个响亮,灰色的鸟收集整个夏天和秋天就种子,埋在小洞在地面。存储的种子,或缓存,为鸟类提供食物在漫长的冬天。幸运的是白皮松松树,鸟儿缓存比他们需要吃种子。其中许多被遗忘的种子发芽成新的树木。克拉克的木制玩具喜欢隐藏他们的种子在森林开口,尤其是在区域已经被大火烧毁。因为这种行为,白皮松松树往往第一个树种植后野火。这种类型的关系,在这两个物种彼此受益,被称为互利共生。

白皮松松树种子发芽和发展成一个成熟的树,它的根稳定和丰富的土壤。几年后,树创建一个舒适的环境,其他不那么顽强的植物可以建立和成长。阴影从其广泛分支允许下面的雪融化在春天和夏天更慢,它提供了一个更稳定的水来源植物,动物,和下游人民。

它通常就超过400岁。最古老的一个我们知道大约是1275岁!一生中,这些古树可以经受住了昆虫爆发,火灾,干旱。他们见证了一代又一代的人来来去去。但现在,他们正在以惊人的速度死亡。这些雄伟的群山的守护者一旦蓬勃发展,现在“幽灵森林”站。这些强大的树是怎么死后存活如此之久?一个原因是,有一个小甲虫生活在森林里,小小的嘴巴,但它有一个可怕的咬人。

山松Beetle-Tiny又饿

山松甲虫虽小,但是他们会极大地影响到森林!的生命周期山松甲虫包括卵、幼虫、蛹和成虫阶段。大部分生命周期完成下面的树皮宿主树木,这些树木山松甲虫像复制和eat-including白皮松松树。成年甲虫群树在树皮和咀嚼的网络路径。接下来,雌性蜣螂产卵的路径。大约2周后,卵孵化成幼虫。饥饿的幼虫挖水平渠道在树皮下的活组织,饲料和发展。这将停止流动的水和养分,造成树。一旦幼虫变成蛹,最后到成年甲虫,他们走出新树的树皮和飞下重新开始循环。

白皮松松树和山松甲虫在山地环境中生活了数千年。对于大多数的时间,温度必须保持平衡。而白皮松松树被发现在更高的地区,通常是寒冷,甲虫通常更丰富的低海拔,温度是温暖的。白皮松松树生长,甲虫数量通常呆在吗流行典型的水平,这意味着,低数量的甲虫。更少的甲虫意味着更少的树被杀。然而,当气温升高,甲虫数量可以爆炸流行水平,这意味着异常高数量的甲虫。自然是偶尔的甲虫在森林里爆发,但最近的疫情大,持久,发生在高海拔地区。

甲虫爆发的大黄石生态系统

大黄石生态系统是一个庞大的,在落基山脉北部的荒野。它包括黄石公园和大提顿国家公园。在2000年代初,国家公园管理局的科学家和土地管理者注意到山松甲虫数量大幅增加在这一地区。到2000年代中期,甲虫数量已经达到流行病的水平。此次疫情持续了好几年。结束时,大约75%的大,老了就都死了(2]。

国家公园服务使用长期监测项目研究就健康。公园科学家收集数据从相同的树,年复一年。每一次访问太阳系时,他们记录树是否活着,健康、患病、上爬满了甲虫,或死亡。公园的科学家们也看看气候条件如空气温度和其他因素影响树的健康。

使用数据收集山松甲虫爆发期间,公园的科学家发现了引发疫情。高于平均水平的气温记录在高山地区连续数年,使甲虫数量扩张到就栖息地和增加流行水平。高温加速山松甲虫的生命周期。在寒冷的条件下,这种甲虫甚至生命周期可能需要两到三年才能完成。然而,在更温暖的环境,甲虫的生命周期发生的更快,在1年。温和的温度也意味着更多的甲虫度过冬天。甲虫在夏天出生+更多生存在冬天,构成了一个庞大的人口爆炸(图3)!

历史上,寒冷的气候就栖息地保护树木从广泛的甲虫的攻击。但随着气温持续升高,山顶可能不再提供同样的保护他们曾经白皮松松树。

更要学习

在约塞米蒂,红杉,国王峡谷国家公园,公园的科学家也一直在监测白皮松松树的健康。有趣的是,这些公园没有这样的大甲虫暴发的黄石公园和大提顿国家公园。加州公园不同于公园大黄石生态系统在几个方面,包括气候。目前,我们不知道为什么树木有更健康。你有一个假设为什么就人口在这些领域是不同的吗?如果是这样的话,这将是一个好的主题研究项目!学习其他公园就人口可以帮助科学家理解气候变化是如何影响我们的海拔森林在西方。

我们如何安全白皮松松树的未来?

现在你可能想知道是否可能对白皮松松树生存。森林经理希望如此。如果从山顶就人口消失,它将会对社会产生巨大影响的植物和动物住在那里。松鼠、熊和克拉克的胡桃夹子将不得不从别处寻找食物。雪会融化早没有松树的树枝的阴影。植物和土壤,白皮松松树避难所将不得不面对自己的艰苦条件。

幸运的是,有很多人努力保护这一重要物种。国家公园管理局的科学家们和土地管理者从其他美国政府机构正在努力保护和恢复白皮松松树。虽然他们可能无法阻止气候变化,保持山顶冷,他们正在采取重大行动。用我们所学到的白皮松松树的复杂关系,山松甲虫,和气候变化,经理他们的努力专注于任务收集和播种的地方可能在未来保持冷,从火灾保护树木,保护树木不受甲虫的攻击。最重要的是,他们还教育公众关于白皮松松树的生态价值和全球变暖的影响。科学家们通过合作,公园,和土地管理者将继续争取这个惊人的树种。

术语表

关键物种:↑一个物种,会极大地影响许多其他物种在生态系统的健康。像一块石头拱门的基石,如果这个物种被删除,系统崩溃。

互利共生:↑一种不同种类的生物效益之间的关系。一些例子包括蜜蜂和花朵授粉,和人类的消化系统内的有益细菌。

生命周期:↑发展变化在其生命有机体经过。山松甲虫的生命周期由鸡蛋、幼虫、蛹,最后成虫阶段。

流行:↑不断保持水平的生物体在一个特定的地理区域。山松甲虫通常不断出现在西方森林但较低的数字。

流行:↑大量增加生物的数量在一个区域。在山松甲虫甲虫的数量大幅增加在西方森林多年。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

确认

我们感谢所有合作者在国家公园管理局和其他联邦土地管理机构与我们合作的跨部门就监控程序在过去的18年。

---

引用

[1]↑施瓦兹,C . C。Haroldson, m。,白色,g . C。哈里斯,r . B。樱桃,S。基廷,k。,等。2006。时间、空间和环境影响人口的灰熊大黄石生态系统。野生动物Monogr。161:1-8。0084 - 0173 . doi: 10.2193 / (2006) 161 (1: TSAEIO) 2.0.CO; 2

[2]↑沙纳罕,E。欧文分校k . M。Thoma D。、Wilmoth年代。雷。莱格,K。,等。2016。就死亡率与白松疱锈病菌,山松甲虫爆发,和水的可用性。生态球。7:e01610。doi: 10.1002 / ecs2.1610