当极端成为北极动物的常态时
想想挪威斯瓦尔巴德群岛上的驯鹿是懒惰的北极星。这不是一个完美的类比,除了像热带树懒一样,斯瓦尔巴德驯鹿尽可能少地移动以节省能量。
这与他们没有任何掠食者的事实相结合,使他们可以全年呆在同一个区域,啃着他们能找到的草,草药和莎草。当雪来的时候,他们只是将它甩开并继续啃食。这种生活方式让斯瓦尔巴德的驯鹿在数千年中持续存在足够长的时间,让它们在生理上适应并演变成一个独立的亚种。
但在过去的几十年里,气候变暖导致冬季降雨量减少,积雪减少。这些降雪(ROS)事件可能导致冰在地面上形成。冰覆盖了驯鹿的首选食物,使它们饿死了潜在的灾难。
挪威科技大学生物多样性动态中心(CBD)的研究员Brage Bremset Hansen在自然通讯杂志上发表的一项研究中描述了如果结冰成为常态,他们如何模拟对驯鹿种群动态的影响,而不是极端事件。
换句话说,气候变化会让斯瓦尔巴德的驯鹿灭绝吗?研究人员说:“在过去,一些罕见的结冰事件已被证明可导致人口崩溃。”“一个直观的期望是预测更多的人口崩溃,因此持续变暖会带来更大的灭绝风险。”
但正如生活中的情况一样,事情并非那么简单。
几十年的驯鹿和雨水数据
为了探索这个问题,研究人员依靠自1994年以来由James Hutton研究所(英国),挪威自然研究所和挪威生命科学大学的共同作者每年收集的驯鹿数据。
在此期间,驯鹿小牛被捕获并在每年春天被标记并在8月重新看到。利用这些信息和一种称为综合人口模型(IPM)的生物模型,研究人员创建了斯瓦尔巴德驯鹿种群的详细图片,其中包括六个女性年龄组的年度人口规模,存活率和繁殖率。
他们还使用自1962年以来每年ROS数量的历史数据来获得他们所谓的结冰或“冬季严酷”代理,这使他们能够了解ROS如何影响种群动态。配备这些工具,研究人员能够预测他们研究的驯鹿种群如何在不同的未来ROS情景下发生变化。
从极端的遗忘中拯救出来?
当研究人员运行模型以了解会发生什么时,他们发现驯鹿种群在条件较为严苛的未来情景中表现得有违反直觉,这意味着当ROS频率增加时。“如果ROS条件与过去观察到的相同,那么人口灭绝的概率实际上远远高于可能的非常高的ROS频率情景,”CBD研究员MarlèneGetlon说道,他也是汉森的论文的第一作者。
研究人员发现,关键在于,如果动物密度很高,那么极端严酷的冬季ROS事件只能导致人口崩溃,因为那时食物的竞争非常激烈。即使在这些条件下,只有最脆弱的动物,最小的和最老的,死亡。因缺乏食物而衰弱的女性不太可能患有小牛。
事故发生后,整个人口不仅规模较小,对食物的竞争也较少,而且还由优质动物组成,不易受到随后的ROS事件的影响。
如果一个有很多结冰的恶劣冬季几乎在第一次结束之后,研究人员发现它基本上对人口没有影响。小而健壮的人口没有那么多老化,也没有饥饿的风险。“气候影响,密度和年龄结构之间的相互作用解释了为什么我们的研究人群在最近冰冷的冬天没有崩溃,”研究人员说。“换句话说,内部人口结构调整可以改变和缓解气候变化带来的影响。”
好几年可能会导致崩溃
该模型估计,只有在连续好几年之后,斯瓦尔巴特群岛的驯鹿种群才会增长,足够脆弱的年轻人和老年人,冬季恶劣会导致人口崩溃。
研究人员说:“我们的研究得到的一个重要信息,就是过去对这一人群的观察所证实,如果在过去的严冬之后很快就会发生严酷的冬季对人口的影响。”
詹姆斯赫顿研究所的史蒂夫·阿尔邦于25年前在朗伊尔城南部发起了英挪挪威驯鹿研究。“当我们开始研究时,近几十年来看到的气候变暖程度是不可想象的,”他说。“但是,在他们长寿的过程中,如果不追踪数百只驯鹿,我们就永远无法获得数据,以了解他们对不断变化的环境的反应。”
“尽管如此,无论我们的数据如何详细,如果没有新的种群模型向我们展示持续气候变化可能带来的后果的细微差别,我们对这种魅力动物未来种群动态的预测很可能是错误的。”
寻找可能与整个北极有关
因此,对于这个驯鹿种群来说,无论如何,一个接一个的冰冷的冬天可能不一定是一件坏事。研究人员说:“这项研究首次证明,当极端气候事件频繁发生时,长寿命物种的种群数量波动实际上会受到抑制。”
他们认为内部机制的这种缓冲可能并不是驯鹿特有的。鉴于此,“当科学家预测气候变化的生态影响,特别是极端事件的变化时,应该考虑它。”
但正如研究人员也指出的那样,斯瓦尔巴德群岛是“冬季气候变化的热点”。
北极的其他地区落后,随着全球气温持续上升,可能会看到更多的ROS事件,但只要这些极端天气事件不经常发生,就可能导致人口崩溃。