Изменение климата может угрожать вымиранию огромного числа видов. Некоторые из них могут быть сохранены, если условия, к которым они адаптированы, появятся в другом месте в течение разумного периода времени. Сохранение путем переноса и обустройства в новую подходящую среду обитания потребует тщательного планирования. Поэтому очень важно спроектировать, когда, где и когда будут повторяться подходящие климатические условия. Мы сделали прогноз будущей климатической ниши для нескольких редких видов с фрагментарным распределением. Такие виды представляют собой особенно сложную культурную проблему для моделирования и сохранения. Организмы реагируют на изменение климата путем адаптации, изменения географического распределения или вымирания. Для многих видов адаптация не будет достаточно быстрой, чтобы справиться с быстро меняющимися условиями, и изменения в географическом распределении могут быть единственной альтернативой вымиранию.
Изменения в географическом распределении были смоделированы для многих древесных пород, главным образом восточных, США. Подходы к моделированию первоначально использовавшихся климатических огибающих, многомерных границ климатических условий, в которых в настоящее время обитает вид, и прогнозированию распределения этих условий в будущем с использованием моделей общей циркуляции (МОЦ).
Распространение и изменение в распределении древесных видов происходило быстро в период потепления, последовавший за последним ледниковым максимумом, но не так быстро, как прогнозировалось. Вполне вероятно, что многие виды не смогут достаточно быстро рассеяться и обосноваться, чтобы заселить новую подходящую среду обитания.
Поскольку окружающая среда, к которой адаптируются виды, является и будет оставаться движущейся целью, может потребоваться более одного поколения колонизаторов. Задержка или бездействие не является вариантом, поскольку постепенное увеличение стресса в конечном итоге превысит пределы адаптируемости, предоставляемые фенотипической пластичностью. Будет достигнут такой момент, когда производство семян достигнет такого низкого уровня, что создание популяций ex-situ будет невозможно. Поэтому необходимы срочные действия, и первым шагом должно стать прогнозирование того, где исчезающие виды смогут найти подходящую среду обитания в будущие десятилетия.
На самом деле, аналогов нынешнему климату может не существовать для 4-48% площади суши Земли к 2100 году, Даже при наличии аналогов они могут быть очень далеки от среды, к которой растения адаптированы. Это будет означать посадку семян или саженцев из неместных источников. Такое управление известно как вспомогательная колонизация или вспомогательная миграция. Термин "миграция" относится к переселениям животных, поэтому мы используем вместо "миграция"термин "колонизация", чтобы избежать хаоса и подмены понятий. Надо учесть, что для обеспечения выживания транслоцированных видов потребуется нечто большее, чем просто посадка семян или саженцев.
Если глобальное потепление представляет собой проблему для видов в целом, то оно представляет собой еще более серьезную проблему для узко-распространенных видов, разделенных на небольшие, широко разделенные популяции. Например, ожидается, что субальпийская зона на севере Мексики, единственная среда обитания мексиканской ели, полностью исчезнет, а прохладный умеренный лес Мексики, по прогнозам, также исчезнет по трем различным сценариям изменения климата. Чтобы помочь сохранить редкие виды, такие как мексиканская ель, и предотвратить их исчезновение, биологи по охране природы хотели бы знать, где в будущем будут существовать биотопы, обладающие высоким потенциалом выживания.
Распределение подходящих местообитаний, как в современных условиях, так и в условиях глобального потепления, может быть спрогнозировано для лесных древесных пород на основе подробных климатических моделей, таких как сплайновые климатические модели и моделирование климатической оболочки. Недавняя разработка сплайновой климатической модели для современного и будущего климата Мексики дала возможность предсказать распределение подходящих местообитаний для исчезающих мексиканских лесных пород деревьев. Учитывая большое биоразнообразие древесных пород в Мексике, прогнозы срочно необходимы.
В Мексике насчитывается около 3600 древесных видов, 42% из которых могут быть эндемичными. Однако узко-распространенные виды оказались особенно сложными для статистического моделирования из-за скудности климатических точек, в которых они встречаются в настоящее время. Эндемические виды, такие как мексиканская ель и два других сходства в Мексике, особенно подвержены изменению климата .
Мы смоделировали настоящее и будущее местообитания трех эндемичных для Мексики видов ели - мексиканской ели, ели чихуахуахуа и ель Март . Ель чихуахуахуа является наиболее широко распространенной из этих трех видов, но даже она известна лишь из 39 мест, редко встречающихся в 687 км к юго-востоку и северо-западу на западе Сьерра-Мадре.
Прогнозируемое распределение подходящих для современного климата мест обитания включает все известные популяции трех елей Мексики, включая изолированную популяцию мексиканской ели на острове Серро Мохинора в штате Чихуахуа, единственную популяцию мексиканской ели на острове Сьерра Мадре Оксиденталь. Прогнозируемая подходящая среда обитания также совпадает с появлением изолированных популяций мексиканской ели в Сьерра-ла-Марта и Сьерра-эль-Коахуйлоне, вблизи границы между штатами Коахуила и Нуэво-Лево-Н.
Наш анализ также позволяет предположить ограниченное число мест с подходящим климатом, которые в настоящее время не заняты мексиканской елью, включая Серро Потос í и Сьерра-де-Артеага и Сьерра-Потреро-де-Бр в восточной части Сьерра-Мадре и в трех местах в западной части Сьерра-Мадре в штате Дуранго, которые находятся вблизи Серро-Санта-Эфи-Джениа, Серро-эль-Та-Скате и Серро-де-ла-Джан. Нынешнее распределение ели Март полностью находится в районе, где, по прогнозам, климат является приемлемым. Дополнительные районы подходящего климата для ели Март прогнозируются в северной и юго-восточной частях Пуэблы и западной части Идальго, где в настоящее время нет ели Март.
Для ели чихуахуахуа все известные популяции находятся в районе с благоприятным климатом, и классификатор - катионное дерево - способно идеально разделять северный и южный митотипы. Однако распределение имеет тенденцию быть широким и непрерывным, в то время как фактическое распределение фрагментировано. Естественное появление ели чихуахуахуа определяется влиянием местного рельефа, накладываемого на региональный климат. Ель Энгельманна ель достигает своих южных границ распространения на изолированных горах Аризоны и Нью-Мексико, которые для нашего анализа были подробно представлены.
Анализ правильно предсказал появление подходящего климата на всех этих небесных островах, включая самую южную популяцию в горах Чирикауа южной Аризоны. На карте также реалистично описана ситуация на севере штата Нью-Мексико, который является частью более равномерного распространения ели Энгельманна. Будущие климатические ниши - При картировании будущего распределения реализованной сегодня климатической ниши мы наложили шесть прогнозов, по два от каждой из трех МОЦ и представили их в виде сводных.
Этот сводный прогноз преувеличивает согласие между прогнозами, поскольку в визуальном восприятии доминирует наиболее оптимистичный прогноз (т.е. прогноз, предсказывающий наименьшее изменение или наименьшую потерю реализованной климатической ниши), которым для еловых популяций Мексики является сценарий А2 для GDFL. Однако для ели Энгельманна наиболее оптимистичным является сценарий Б2 УКМО. Мексиканская ель - Согласно прогнозам на 2030 год, подходящий климат для мексиканской ели практически исчезнет.