Сезонность является преобладающей экологической характеристикой в различных экологических системах, определяемой периодическими климатическими условиями. Сезонность можно определить, как регулярные и периодические изменения переменной на ежегодной шкале времени. Сезонные переменные, имеющие значение для экологических систем, очевидно, включают температуру и фотопериод, но также включают осадки, ветер, деятельность человека, апвеллинг и пульсацию ресурсов. Признание этих разнообразных движущих сил экологических систем свидетельствует о повсеместном распространении сезонности. Хотя экологи однозначно признают роль сезонности, во многих случаях при изучении экологических процессов и систем игнорируются сезонные факторы.
Существует две основные причины недостаточного внимания к сезонности. Во-первых, с эмпирической точки зрения, данные должны собираться в течение всего года и в течение нескольких лет, чтобы понять роль сезонности в экологических системах. Для однозначного изучения сезонности потребовалось бы проведение контрольных обработок без учета сезонности, что зачастую невозможно в природных системах. Во-вторых, с точки зрения моделирования сложность математических инструментов, необходимых для работы с сезонными факторами, представляет собой серьезную проблему. Хотя периодическая изменчивость и возможна в числовом выражении, она затрудняет работу с традиционными экологическими моделями в аналитическом плане. Это связано с более общей проблемой в математических моделях работы с большой изменчивостью.
Признание роли сезонности отражает более широкую тенденцию в экологии к отходу от мышления об экологических системах с точки зрения динамики равновесия и вместо этого фокусируется на переходных процессах и изменчивости. Однако, несмотря на эти трудности в изучении сезонности, ответы на ряд экологических вопросов могут быть даны только в контексте сезонности.
Только взяв пробы в течение года и многих лет, они смогли показать, как сложное взаимодействие хищника и хищника с хищником зависело от сезонного режима. Ключевым аспектом жизненного цикла, определяющим реакцию организма на сезонность, является то, проживет ли организм дольше или меньше, чем интересующий его сезонный фактор. Для организмов, живущих менее года, может использоваться ряд различных стратегий, включая сезонные полифенизмы и банки семян. И наоборот, организмы, живущие долгое время, должны многократно в течение своей жизни переносить сезонные изменения. От простого зимнего бездействия к более сложным стратегиям организмы разработали ряд подходов для борьбы с сезонностью. Организмы могут пропускать неблагоприятные сезоны, прекращая обмен веществ в течение части года (например, спящий режим) или мигрируя между более или менее благоприятными районами.
В связи с эволюцией реакции видов на сезонное давление сезонность напрямую связана с изучением фенологии видов. Сезонные взаимодействия и глобальное изменение климата могут существенно изменить фенологию видов. Могут наблюдаться расхождения во времени года, увеличение или уменьшение продолжительности сезона и, наконец, уменьшение или увеличение сезонной изменчивости. Эти изменения могут затем изменить относительные временные рамки между организмом и сезонной изменчивостью.
Фенологические несоответствия могут возникать между видом и его средой обитания или между несколькими видами. По мере того как изменение климата ускоряет выбор оптимальных условий (например, наличие ресурсов или температуры), необходимых для воспроизводства, или других сезонных жизненных событий, тот или иной вид может стать плохо приспособленным к окружающей среде. Ожидается, что изменение климата также изменит продолжительность сезонов, что может иметь положительные или отрицательные последствия для отдельных видов. Ожидается, что удлинение летнего сезона изменит процессы на экосистемном уровне, которые могут отразиться на отдельных видах. Например, ожидается, что с изменением климата вечная мерзлота в Арктике будет таять быстрее, что приведет к увеличению выбросов CO2. Это приведет к дальнейшим долгосрочным изменениям в окружающей среде, которые могут дать обратную связь отдельным организмам.
Наконец, изменчивость (или амплитуда) условий окружающей среды в течение года может уменьшаться. Например, температура может достигать более низких максимумов летом и более высоких минимумов зимой, сценарий "вечного лета". Это может быть полезно для одних видов и вредно для других.
Изучение сезонности явно приводит к многим важным выводам, но выделяются два.
Во-первых, сезонность сама по себе является важным источником изменчивости, которая является движущей силой многих экологических систем. Как и в случае с детскими болезнями, сезонность сыграла решающую роль в понимании этой системы. Поэтому неудивительно, что сезонность может быть структурирующей силой в других экологических контекстах.
Во-вторых, включение сезонности может обогатить возможную динамику в системе. Это было особенно очевидно на примере скалистого приливно-отливного сообщества. Они показали, что включение сезонности в температуру изменяет динамику простую фиксированную точку в хаотическую динамику. Наконец, сезонность является простой формой изменчивости, поскольку она носит периодический характер в годовом масштабе времени. Поэтому, если мы поймем роль сезонности в экологических системах, то сможем продвинуться вперед в понимании роли изменчивости окружающей среды в целом.
