Upload
others
View
24
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Ilmastonmuutos ja luonnon monimuotoisuus
Juha PöyrySyke / Luontoympäristökeskus
Metsäpäivät 2014 / Skutsi stadissa06.11.2014
7.11
.201
4
Esityksen sisältö
Miten ilmasto on muuttunut? Mitä muutoksia on todettu luonnossa? Miten ilmaston ennustetaan jatkossa muuttuvan? Miten ennustettu muutos vaikuttaa luontoon? Voidaanko luonnon monimuotoisuutta suojella
ilmaston muuttuessa? Luonnon monimuotoisuuden merkitys
ilmastonmuutokseen sopeutumisessa ja sen hidastamisessa
7.11
.201
4
Maailman ilmasto on lämmennyt
Lähteet: Hadley Center/CRU, NCDC/NOAA, GISS/NASA 2010Lähde: World Meteorological Organization (www.wmo.ch)
7.11
.201
4
Myös Suomen ilmasto on lämmennyt
Lähde: Ilmasto-opas (www.ilmasto-opas.fi)
Viime vuosikymmeninä erityisesti keväät ovat lämmenneet
7.11
.201
4
1960 1970 1980 1990 2000 2010
-6
-4
-2
0
2
4
6
T MAM
(o C)
Year
HBSB MB NB
Samoin kesät..
7.11
.201
4
1960 1970 1980 1990 2000 20109
10
11
12
13
14
15
16
17
18
T JJA(o C
)
Year
HBSB MB NB
Kesäkauden lämpösumma on noussut..
7.11
.201
4
1960 1970 1980 1990 2000 2010400
600
800
1000
1200
1400
1600
Ann
ual G
DD
5
Year
HBSB MB NB
7.11
.201
4
Lajien sopeutumismahdollisuudet muuttuvassa ilmastossa
Sopeutuminen uusiin olosuhteisiin
• Ns. fenotyyppinen plastisuus • Evolutiivinen muutos
Siirtyminen uusille alueille ilmastovyöhykkeiden mukana
• Elinympäristöjen määrä ratkaisee pystyykö laji siirtymään
Sukupuutto• Alueellinen• Maailmanlaajuinen
OPTIMI
KUOLEMAKUOLEMA
Niin yksilöillä kuin populaatioillaon lämpötilan asettamat rajat:
JUURISELVIYTYY
JUURISELVIYTYY
LISÄÄNTYMINEN
LÄMPÖTILA
7.11
.201
4
Muutokset luonnossa ovatjo maailmanlaajuisia
Yhteenvetojulkaisuja:• Hughes 2000 – TREE
15:56-61• Walther ym. 2002 – Nature
416:389-395• Parmesan & Yohe 2003 –
Nature 421:37-42• Root ym. 2003 – Nature
421:57-60• Rosenzweig ym. 2008 –
Nature 453:353-358• Chen, I.-C. ym. 2011. –
Science 333: 1024-1026
Lähteet: Walther ym. 2005 – TREE 20:648-649 ja Web of Science
Ilmastonmuutoksen ”sormenjäljet” luonnossa:
7.11
.201
4
Havaittujen muutosten päätyypit Fysiologiset muutokset Levinneisyyden muutokset
• Levinneisyyden pohjois- tai yläreunan siirtymisiä runsaasti, etelä- tai alareunan siirtymisiä raportoitu toistaiseksi niukemmin
Yhteisöjen koostumuksen muutokset• Todettu useissa eliöryhmissä: kasvit, hyönteiset, linnut
Fenologian (biologisten ilmiöiden ajoittumisen) muutokset• Erityisesti keväisten ilmiöiden aikaistuminen: lehtien puhkeaminen,
muuttolintujen saapuminen ja pesintä, hyönteisten lentokausi Lajien välisten vuorovaikutusten muutokset
• Ns. ”trophic mis-matches”, esim. lintujen pesintäkausi ja lintujen ravintonaan käyttämien perhostoukkien fenologia muuttuvat eri nopeuksilla
Evolutiiviset muutokset• Yksilöt perinnöllisesti voimakkaammin liikkuvia uusissa
reunapopulaatioissa kuin vanhoilla ydinalueilla, muutokset valojaksoisuuden vaikutuksessa hyönteisiin, lintujen muuton ajoittuminen
7.11
.201
4
Biomassan kasvu lisääntynyt pohjoisilla alueilla
Lähde: Myneni ym. 1997 - Nature 386:698-702
Lisääntyneet metsäpalot ja metsäkato pienentävät biomassaa
7.11
.201
4
Lähde: Liu ym. 2013 - Global Ecology and Biogeography 22:692-705
7.11
.201
4
Iso-Britanniassa useat eliöryhmät siirtyneet pohjoiseen 12,5-19 km / vuosikymmen
Lähde: Hickling ym. 2006 – Global Change Biology 12:1-6
7.11
.201
4
Myös Suomessa lajit siirtyvät pohjoiseen
Päiväperhostenlevinneisyyden pohjoisreuna siirtyi 59,9 km pohjoiseen jaksojen 1992-96 ja 2000-04 välillä• 48 lajia
Uhanalaisilla lajeilla EI siirtymää Elinvoimaiset lajit siirtyneet
84,5 km
Pöyry ym. 2009 – Global Change Biology 15:732-743
-0,10 -0,05 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25
-200
-100
0
100
200
300
400
Ran
ge s
hift
(km
)
Change in range size
–
7.11
.201
4
Lajien ominaisuudet selittävät havaitut siirtymät
Non-threatened Threatened-200
-100
0
100
200
300
400 A
n = 7
n = 41
Ran
ge s
hift
(km
)Species' threat status
Herb Grass Woody-200
-100
0
100
200
300
400 B n = 8
n = 14
n = 26
Ran
ge s
hift
(km
)
Host plant growth form
Rock outcropForest edge
GrasslandField margin Mire
-200
-100
0
100
200
300
400 C
n = 2
n = 1n = 24
n = 19
n = 2
Ran
ge s
hift
(km
)
Main breeding habitat
Egg Larva Pupa Adult-200
-100
0
100
200
300
400 D
n = 4
n = 7n = 27
n = 8
Ran
ge s
hift
(km
)Overwintering stage
7.11
.201
4
Haapaperhonen (Limenitis populi)
Uhanalaisluokka: LC Liikkumiskyky: 7.2
Lähde: Lampinen & Lahti 2007: Kasviatlas 2006.- Finnish Museum of Natural History.
7.11
.201
4
Punakeltaverkkoperhonen (Euphydryas aurinia)
Uhanalaisluokka: VU Liikkumiskyky: 3.3
Lähde: Lampinen & Lahti 2007: Kasviatlas 2006.- Finnish Museum of Natural History.
7.11
.201
4
Lajimäärät seuraavat ilmaston lämpenemistä viiveellä
Iso-Britanniassa perhosyhteisöihin on tullut uusia lajeja – lajimäärä laahaa silti jäljessä
• Ménendez ym. 2006 – Proc. Royal Soc. B 273:1465-1470
Syynä se, että osalla lajeista sopivia elinympäristöjä liian harvassa jotta voisivat levitä
Havainnot 1970-82 Havainnot 1995-99
Malli 1970-82 Ennuste 1995-99
Valtakunnallinen yöperhosseuranta 1993-2012
Esimerkkejä keskeisistä trendeistä• Lajimäärä• α−diversiteetti• Monisukupolvisuus• Esimerkkilajeja
Mukana väh. 8 v. toimineet pyydykset, 65 paikkaa Osassa analyysejä jako
metsäkasvillisuusvyöhykkeiden mukaan Lajikohtaiset runsausindeksit
laskettu TRIM-ohjelman avulla • sovittaa GEE-mallin
7.11
.201
4
Keskimääräinen lajimäärä on noussut 1993-2012
7.11
.201
4
1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 20110
50
100
150
200
250
300
350
400
Spec
ies
richn
ess
/ tra
p
Year
HB SB MB NB
LME-malli:Vuosi p < 0.001Vyöhyke p < 0.001Vuosi x Vyöh. p = 0.112
Keskimääräinen α-diversiteetti noussut 1993-2012
7.11
.201
4
1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 20130
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Fish
er's
Year
HB SB MB NB
LME-malli:Vuosi p < 0.001Vyöhyke p < 0.001Vuosi x Vyöh. p = 0.002
1993 1998 2003 2008 20130
20
40
60
80
100TR
IM-in
dex
of L
yman
tria
mon
acha
Year
Havununna (Lymantria monacha)
7.11
.201
4
© Pekka Malinen
Trendi: 0.285±0.045, ”Strong increase” (p < 0.01)
1993 1998 2003 2008 20130,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
TRIM
-inde
x of
Das
ypol
ia te
mpl
i
Year
Loimuyökkönen (Dasypolia templi)
7.11
.201
4
Trendi: -0.106±0.010, ”Steep decline” (p < 0.01)
© Pekka Malinen
7.11
.201
4
Biologiset ilmiöt aikaistuneet Euroopassa
Euroopassa 78% aikasarjoista osoitti keväiden ja kesän aikaistuneen ja vain 3% myöhentyneen• 125 000 havaintosarjaa 21
maasta• Menzel ym. 2006 – Global
Change Biology 12:1-8
1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 20110
10
20
30
40
50
60
Mul
tivol
tine
spec
ies
/ tra
p
Year
HB
1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 20110
10
20
30
40
50
60SB
Mul
tivol
tine
spec
ies
/ tra
p
Year
1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 20110
10
20
30
40
50
60
MB
Mul
tivol
tine
spec
ies
/ tra
p
Year1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011
0
10
20
30
40
50
60
NB
Mul
tivol
tine
spec
ies
/ tra
p
Year
Yöperhosten monisukupolvisuus on lisääntynyt 1993-2012
7.11
.201
4
Lähde: Pöyry et al. 2011 – Global Ecology and Biogeography 20:289-298.
GLMM-malli:Vuosi p < 0.001Vyöhyke p < 0.001Vuosi x Vyöh. p = 0.884
7.11
.201
4
Lintujen saapuminen aikaistunut
Kirjosieppo saapuu Suomeen keväällä entistä aikaisemmin Pesinnän ajoitus ei silti
ole muuttunut• Ahola ym. 2004 – Global
Change Biology 10:1610-1617
© Seppo Härmälä
7.11
.201
4
Lajien välisten vuorovaikutusten muutokset
Koska eri lajit reagoivat lämpenemiseen eri nopeudella, ravinnon tarpeen ja tarjonnan välinen synkroniaheikkenee Esimerkkinä talitiainen
Hollannissa• Both ym. 2009 – J. Anim.
Ecol. 78:73-83
7.11
.201
4
Evolutiiviset muutokset -1
Leviävien lajien uusissa reunapopulaatioissa yksilöt ovat perinnöllisesti voimakkaammin liikkuvia• Thomas ym. 2001 –
nature 411:577-581
Conocephalus discolor Metrioptera roeselii
7.11
.201
4
Pohjoisten hyönteispopulaatioiden ns. kriittinen valojakso lyhentynyt=> yksilöiden talvihorros (diapaussi) alkaa aiempaa myöhemmin
• Bradshaw & Holzapfel 2002 – Proc. Nat. Acad. Sci. USA 98:14509-14511
Evolutiiviset muutokset -2
Wyeomyia smithii -hyttyslaji
7.11
.201
4
Kasvihuonekaasujen määrän noustessa lämpötila ja sademäärä nousevat
Lähde: Ilmatieteen laitos (www.fmi.fi)
7.11
.201
4
Suomessa talvet lämpenevät eniten –sateisuus lisääntyy läpi vuoden
Lähde: Ilmatieteen laitos (www.fmi.fi)
7.11
.201
4
Millaisia luonnon monimuotoisuuden muutoksia voidaan odottaa?
Ns. bioklimaattisten mallien ennusteiden perusteella suurella osalla lajeista sopiva ilmastovyöhyke siirtyy kohti pohjoista
Liikkumiskyky ja sopivien elinympäristöjen tiheys määräävät pystyykö laji seuraaman muuttuvan ilmaston perässä Lähde : Svenning & Skov 2006 – Biodiv. Conserv. 15:3341-3356
Valko
vuok
koMu
kulal
einikk
iSa
nanja
lkaKo
tkans
iipi
7.11
.201
4
Pohjoinen lajisto ongelmissa – esimerkkinä Suomen pohjoiset linnut
Lähde: Virkkala ym. 2008 – Biol. Cons. 141:1343-1353
LapinkirvinenMustaviklo
Kiiruna
© Aarne Lahti
© Toni Vilkki
© Roland Lillkåla
7.11
.201
4
Ilmastonmuutos voimistaa elinympäristöjen häviämisen vaikutusta
Ilmastonmuutos arvioitu toiseksi tärkeimmäksi monimuotoisuuden häviämisen syyksi maankäytön tehostumisen jälkeen
• Sala ym. 2000 – Science 287:1770-1774
Ilmastonmuutoksen on arvioitu aiheuttavan sukupuuton 15-37% maailman eliölajeista
• otos 1103 lajia, joiden levinneisyys kattaa 20% maailman pinta-alasta
• Ilmastoskenaario vuodelle 2050• Thomas ym. 2004 – Nature
427:145-148
”Climate change and habitatdestruction: a deadlyanthropogenic cocktail”
• Travis 2003 – Proc. Royal Soc. B 270:467-473
7.11
.201
4
Voidaanko ilmastonmuutos huomioida luonnon monimuotoisuuden suojelussa?
Keskeinen keino säilyttää kattava verkosto erilaisia elinympäristöjä jotka yhdistetty ekologisin käytävin=> siirtyminen uusille alueille mahdollista
Avoimien niittymaiden tiheys Suomessa
0.0 - 25.025.1 - 50.050.0 - 100.0100.1 - 250.0250.1 - 1044.0
Pinta-ala (ha) 100 km2 ruudussa
Lajien tarpeissa on huomattavia eroja
7.11
.201
4
Perinnebiotooppien erityistuellahoidettavat alueet
Kaikki erilaiset avoimet niittymaat
Suojelullisesti merkittävät lintulajit kärsivät tulevaisuudessa
Kaikki lajit/Ensemble skenaario
Etelä-boreaalinen
Keski-boreaalinen
Pohjois-boreaalinen
Suojellut ruudut -8,9% -5,2% -4,2%Suojelemattomat ruudut
-9,0% -6,3% -7,3%
MetsälajitN = 51
SuolajitN = 21
KosteikkolajitN = 19
Suojellut 10-km ruudut
Suojelemattomat 10-km ruudut
• Kaikkien lajien (paitsi kosteikkolintujen) ennustettu esiintymisen todennäköisyys pieneni jaksosta 1971-2000 jaksoon 2051-2080.
• Lajien keskimääräinen ennustettu väheneminen suurinta eteläboreaalisella vyöhykkeellä ja pienintä pohjoisboreaalisella vyöhykkeellä.
• Ennustettu väheneminen hieman suurempi suojelemattomilla alueilla kuin suojelualueilla metsien, soiden ja tunturien linnuilla.
Ensemble A1B-skenaario (19 GCM-mallia)
Lähde : Virkkala ym. 2013 – Biodiv. Conserv. 22:459-482
Suojelualueet lieventävät ilmastonmuutoksen negatiivisia vaikutuksia lajistoon
Vertailussa lintuatlakset 1974-89 vuosiin 2006-10 Suojelullisesti merkittävien lintujen
lajimäärä oli korkeampi suojelualueilla kuin suojelemattomilla alueilla, ja ero säilyi jaksojen välillä Lajimäärä pieneni suolinnuilla ja
tunturilinnuilla, jotka ovat pohjoisia lajeja Lajimäärä kasvoi kosteikkolinnuilla,
joilla on eteläinen levinneisyys Suojelualueet lieventävät
ilmastonmuutoksen negatiivista vaikutusta
Lähde : Virkkala ym. 2014 – Ecol. Evol. 22:459-482
Havaitut muutokset lintujen lajimäärissä samansuuntaisia kuin ennustetut muutokset Lajimäärän muutosta
vuosista 1974-89 vuosiin 2006-10 verrattu lajien ennustetun esiintymis-todennäköisyydenmuutokseen (vuosista 1971-90 vuosiin 2051-2080)
Metsä-, suo-, kosteikko- ja tunturilinnuilla etelä-, keski-ja pohjoisboreaalisella vyöhykkeellä suojelluilla ja suojelemattomilla alueilla
Havaitun ja ennustetun muutoksen välillä voimakas positiivinen korrelaatio (r=0.877, p<0.001)
Tunturilinnut
Suolinnut
Metsälinnut
Kosteikko-linnut
Lähde : Virkkala ym. 2014 – Ecol. Evol. 22:459-482
Ekosysteemipohjainen sopeutuminen ilmastonmuutokseen Vastavuoroisesti
muutokset luonnon monimuotoisuudessa ja ekosysteemipalveluissa vaikuttavat ilmastonmuutokseen Tavoitteena
monimuotoisuuden ja ekosysteemipalveluiden integrointi sopeutumistoimiin
Ilmastonmuutokseen sopeutuminen ja monimuotoisuuden suojelu tuotava osaksi laajempaa maankäytön suunnittelua
7.11
.201
4
Luonnon monimuotoisuuden merkitys muutoksen hidastamisessa
Luonnon monimuotoisuuden suojelu edistää hiilinielujen syntymistä ja ylläpitämistä Suomessa keskeistä
vanhojen metsien sekä luonnontilaisten soiden ja kosteikoiden säilyttäminen
Kansainvälisesti keskeistä tropiikin metsäkadon pysäyttäminen• REDD (Reducing
Emissions for Deforestation and Forest Degradation)
7.11
.201
4
Yhteenvetoa
Ilmaston on jo havaittu muuttuneen sekä maailmanlaajuisesti että Suomessa Muutosten vaikutukset
näkyvät jo monissa luonnon ilmiöissä:• Perustuotanto, lajien
levinneisyys, lajiyhteisöjen koostumus, fenologia, evolutiiviset muutokset jne.
Laajamittainen ilmastonmuutos vaikuttaa yhdessä muiden globaalien ympäristömuutosten kanssa, ja lisää merkittävästi eliöiden häviämisriskiä Luonnon
monimuotoisuuden suojelu keskeinen osa ilmastonmuutokseen sopeutumistoimia
7.11
.201
4