Jaki klimat dla ptaków?

Jak zmiana klimatu wpływa na ptaki? W jaki sposób globalne ocieplenie zmienia ich obyczaje, czas migracji, warunki „współpracy” z innymi gatunkami?

Zmiana klimatu oddziałuje na Ziemię w różnorodny sposób. W ostatnim czasie na plan pierwszy wysuwają się bezpośrednie, codzienne zagrożenia (w tym dla zdrowia i życia ludzi) i niedogodności (np. niedobór wody) związane ze zbyt wysoką temperaturą latem, ale skutki ocieplania się klimatu dotyczą także różnorodności biologicznej. Są one zwykle niezauważalne z punktu widzenia pojedynczego człowieka, ale ich wpływ na Ziemię i tym samym na nas, ludzi, może być znacznie poważniejszy, niż na przykład wzrost temperatury letniej o kilka stopni.

Niedawno WWF opublikowała przygotowany przez Climate Risk Pty Ltd raport Bird Species and Climate Change, dotyczący skutków zmian klimatycznych odczuwanych przez ptaki, tych widocznych już obecnie oraz przewidywanych w ciągu kilkudziesięciu najbliższych lat. Raport sporządzono na podstawie przeglądu ponad 200 publikacji naukowych na temat związanych ze zmianą klimatu zagrożeń dla ptaków. Jego tezy zilustrowano licznymi przykładami i analizami przypadków.

Trzy główne tezy raportu są następujące:

1) zmiana klimatu już obecnie wpływa zauważalnie na zachowanie, zasięg występowania oraz dynamikę populacji poszczególnych gatunków ptaków,

2) niektóre gatunki ptaków są pod silnym negatywnym wpływem zmian klimatycznych;

3) w przyszłości zmiana klimatu związana ze wzrostem stężenia gazów cieplarnianych spowoduje narażenie na wymarcie od 2 do 72% gatunków ptaków w zależności od regionu, realizowanego scenariusza zmian klimatycznych i możliwości zasiedlania przez poszczególne gatunki ptaków nowych środowisk.

Tezy te zostały omówione kolejno w odrębnych rozdziałach.

1. Jak zmiana klimatu oddziałuje na ptaki?

Zmiany klimatyczne mają coraz szybszy i rozleglejszy wpływ na ekosystemy, siedliska i gatunki (Bairlein i Hüppop, 2004)

Zmiany w temperaturze, opadach atmosferycznych i wilgotności powietrza oraz bardziej zmienna pogoda, a szczególnie zdarzające się częściej ekstrema pogodowe, są charakterystycznymi oznakami zmiany klimatu. Zmiany, która bezpośrednio wpływa także na ptaki. Z powodu swojej wrażliwości na warunki atmosferyczne, ptaki są doskonałymi wykrywaczami zmiany klimatu – podobnie jak kanarki służące kiedyś do wykrywania toksycznych gazów w kopalniach węgla kamiennego.

2. Jak ptaki reagują na zmianę klimatu?

Zróżnicowane pomiędzy gatunkami skutki zmiany klimatu mogą być niekorzystne dla całych zespołów ptaków, co z kolei najprawdopodobniej wywołała zmiany strukturalne i funkcjonalne większości, o ile nie wszystkich ekosystemów na świecie. (Root i Hughes w Climate change and biodiversity, 2005)

Dwa główne (obserwowane już obecnie) typy reakcji poszczególnych gatunków ptaków na zmianę klimatu to przesunięcia w czasie poszczególnych etapów ich cyklu życiowego (czyli zmiany w fenologii) oraz zmiany zasięgów występowania. Co ważne, takie reakcje narażają ptaki na dodatkowe zagrożenia.

2.1. Przesunięcia w czasie

Wczesne sygnały ostrzegawcze związane ze zmianą klimatu są widoczne jako przesunięcia w czasie ważnych sezonowych zachowań ptaków. W odpowiedzi na ocieplanie się klimatu wiele gatunków ptaków wiosną przybywa wcześniej na tereny lęgowe i wcześniej składa jaja. Analiza wyników 64 badań nad różnymi grupami zwierząt wykazała, że u ptaków wiosenne, związane z rozrodem, typy zachowania w ostatnich latach ulegały przyspieszaniu w tempie średnio 6,6 dni na dekadę. W Europie niektóre gatunki należące do grupy typowych migrantów w ogóle zaprzestały wędrówek.

Takie przesunięcia okresów fenologicznych zagrażają ptakom: kluczowe wydarzenia z ich cyklu życiowego przestają być zsynchronizowane z etapami rozwojowymi roślin i owadów, z którymi w różny sposób są one ewolucyjnie powiązane. Uważa się, że tego typu zmiany mogą zakłócać strukturę i funkcjonowanie większości, jeśli nie wszystkich, ekosystemów na świecie. Na przykład w północnej części kanadyjskiej Zatoki Hudsona szczyt liczebności komarów występuje coraz wcześniej wiosną, co jest interpretowane jako skutek zmian klimatycznych. Jednak fenologia morskich gatunków ptaków nie dostosowała się do tych zmian, w wyniku czego kombinacja ciepłej wiosny, wcześniejszego szczytu liczebności komarów i ich niedoboru podczas szczytu lęgów ptaków powoduje większe straty rozrodcze i większą śmiertelność dorosłych ptaków.

Spośród gatunków wędrownych najbardziej narażeni na skutki zmian klimatycznych są migranci dalekodystansowi. Ta grupa gatunków już teraz wykazuje postępujący spadek liczebności w Europie i Ameryce Północnej, gdyż w wyniku opisanych wyżej zmian w kalendarzu migracji niektóre gatunki są narażone na niedobory pokarmu na poszczególnych odcinkach przebywanych przez nie tras, czego nie potrafią przewidzieć. Szczególnie trudne jest dla nich także zsynchronizowanie terminów rozrodu z fenologią swoich ofiar, czyli np. ze szczytem liczebności owadów, który z powodu ocieplenia klimatu występuje wcześniej.. W Holandii właśnie taki mechanizm doprowadził w ciągu ostatnich dwóch dekad do spadku liczebności niektórych populacji muchołówki szarej nawet o 90 procent. Ponieważ daty przylotu muchołówki szarej są stosunkowo stałe, jej poszczególne populacje nie są w stanie dopasować przebiegu lęgów do szczytu liczebności owadów, który obecnie występuje wcześniej.

2.2 Przesuwanie się i kurczenie zasięgów występowania

Szybkie przesuwanie się stref klimatycznych będzie kolejny obciążeniem dla przyrody.(James Hansendla Maritime Studies, 2006)

Zebrane dowody wskazują na to, że w reakcji na zmianę klimatu przesuwają się zasięgi występowania ptaków i innych zwierząt oraz roślin. Na przykład niektóre z nich przemieszczają się w stronę biegunów, a inne – górskie – „wspinają się” na większą wysokość. Przewiduje się, że zakres takich zmian w przyszłości może być znaczny. Szacuje się m.in., że granica zasięgu niektórych europejskich gatunków ptaków może przesunąć się o ponad 1000 km. Co więcej, ocenia się, że kurczenie się zasięgów będzie w sumie częstsze, niż ich powiększanie się.

2.2.1 Bezpośrednie skutki zmian zasięgu

Gatunki z małą zdolnością adaptacyjną staną przed przymusem przemieszczania się na znaczną odległość w celu kolonizacji odpowiadającym im siedlisk, co ostatecznie doprowadzi do zwiększenia tempa wymierania, zwłaszcza wśród gatunków mających małe możliwości dyspersji (Walther i in., 2002)

Przemieszczanie się poszczególnych gatunków ptaków do nowych, odpowiednich dla nich pod względem klimatu miejsc, może być utrudnione przez fragmentację krajobrazów oraz z powodu obecności wielkich obszarów użytkowanych przez człowieka, niedogodnych dla wielu gatunków ptaków. Ponadto wiele lokalnych „centrów” bogactwa gatunkowego ptaków znajduje się obecnie na obszarach chronionych, podczas gdy zmiana klimatu może zmuszać ptaki to przeprowadzki na obszary niechronione. Ptaki wysp i gór mogą po prostu nie mieć dokąd się przemieścić, ponieważ dogodne dla nich środowiska są ograniczone do coraz mniejszych obszarów. Co więcej, nawet umiarkowana zmiana klimatu może powodować tak szybkie zmiany w środowisku, że na zasiedlenie nowych siedlisk lub przystosowanie się do zachodzących zmian może w przypadku wielu gatunków nie starczyć czasu.

Oczekuje się na przykład, że w USA przyszłe zmiany zasięgów występowania poszczególnych typów siedlisk, związane z niesłabnącym globalnym ociepleniem, spowodują wszędzie zmniejszenie liczby wędrownych gatunków neotropikalnych, w tym do 30 procent spadku netto liczby gatunków ptaków na wschodzie, w rejonie Wielkich Jezior oraz w Środkowo-Zachodnich Stanach Zjednoczonych.

Z kolei w Europie ocenia się, że zagrożony wyginięciem orzeł iberyjski, obecnie występujący głównie w rezerwatach i parkach, może utracić cały obszar dogodny dla jego występowania. Inne, być może odpowiednie pod względem klimatu tereny, nie zawierają wystarczająco dużych niezakłóconych obecnością człowieka fragmentów, aby umożliwić przeżycie tego gatunku. Szacuje się, że siedlisko głuszca w Szkocji (Scottish Highland), największego na świecie kuraka leśnego, zmniejszy się o 99 procent, tym samym faktycznie eliminując siedliska dogodne dla tego gatunku do 2050 roku, jeśli scenariusz dalszego wzrostu stężeń gazów cieplarnianych i wynikającego z tego ocieplenia klimatu będzie realizowany w przyszłości.

W Ameryce Północnej, w północnych regionach Wielkich Równin, prognozowane jest znaczne skurczenie się środowisk, w których gniazduje 50-80% populacji kaczek na tym kontynencie. Nawet bez zmian opadów, samo tylko ocieplenie o około 2,5°C zmniejszy to siedlisko o dwie trzecie, redukując liczebność kaczek prawie o 3/4.

2.2.2 Pośrednie skutki zmian zasięgu

Dobrze wykształcone i utrwalone zgrupowania ptaków ulegną prawdopodobnie dezintegracji. Ponieważ gatunki mogą się przemieszczać, mogą także wchodzić w związki troficzne z różnymi ofiarami, drapieżnikami i konkurentami, jak również z tworzyć zależności z siedliskami, które mogą być dalekie od idealnych. (Terry Root, Stanford University Center for Environmental Science and Policy)

Jest mało prawdopodobne, aby zgrupowania ptaków pozostały nienaruszone. Można tak sądzić dlatego, że reakcja każdego gatunku jest specyficzna. Oznacza to, że zgrupowania gatunków zostaną ponownie „przetasowane”. Ptaki będą mogły stykać się z różnymi gatunkami drapieżników, pasożytów i konkurentów względem różnych zasobów, budując nowe zależności międzygatunkowe. Tego typu pośrednie skutki zmian klimatycznych mogą jeszcze bardziej wzmocnić zmiany w zgrupowaniach ptaków.

Rozległość tego typu reorganizacji ilustruje obszerne studium zgrupowania gatunków w Meksyku, w tym 1179 gatunków ptaków. Ocenia się, że do 2055 roku w niektórych miejscach aż ponad 40% gatunków w lokalnych zgrupowaniach może ulec wymianie w wyniku zaniknięcia dziesiątek gatunków lub ich wyparcia przez gatunki inwazyjne.

Zagrożenia dla ptaków wywoływane przegrupowaniem gatunków ilustruje przykład z Hawajów. Lasy rosnące na tych wyspach na dużej wysokości tworzą schronienie dla ośmiu zagrożonych gatunków hawajek (z rodziny Drepanididae). Oczekuje się, że w wyniku globalnego ocieplenia na tej samej wysokości będą występować także komary, będące nosicielami ptasiej malarii. Jest ona dla hawajek chorobą śmiertelną, co może doprowadzić do ich wymarcia.

3 Jaka jest skala oddziaływania klimatu na ptaki?

Skrajnie niskie sumy opadów przyczyniają się do słabej reprodukcji. Każda zmiana klimatu, która zwiększa częstotliwość ekstremalnie suchych warunków może zagrozić przetrwaniu populacji gatunków występujących na terenach suchych. (Bolger i in., 2005)

3.1 Zmiana klimatu zagraża populacjom ptaków

Lokalne i regionalne warunki pogodowe silnie wpływają na zachowanie i przeżywalność ptaków zarówno podczas sezonu lęgowego, jak i poza nim. Nie dziwi więc, że badania wiążą spadek populacji wielu gatunków na świecie ze zmianą klimatu. Niedawny przykład z USA podkreśla nieproporcjonalnie dużą rolę ekstremów klimatycznych, na które ptaki i całe ekosystemy reagują szczególnie szybko i silnie. W Kalifornii, sukces reprodukcyjny czterech sucholubnych gatunków ptaków w rekordowo suchym 2002 roku zmniejszył się o 97 procent. Wraz z prognozowanym zmniejszeniem się opadów oraz wraz ze zwiększoną ich zmiennością w tym regionie, ptaki takich środowisk są szczególnie narażone na wyginięcie.

Na Wyspach Galapagos populacje pingwinów zmniejszyły się o połowę od 1970 roku, ponieważ dorosłe ptaki podczas szczególnie ciepłych lat El Niño, mających negatywny wpływ na zasoby ryb, stają się wychudzone (niejednokrotnie zdychają) i nie rozmnażają się. Przewiduje się, że wywołane zmianą klimatu częstsze zjawiska El Niño spowodują dalsze zmniejszanie się i tak już niewielkich, ograniczonych populacji tych zagrożonych wymarciem pingwinów i usytuują je na ścieżce prowadzącej do wymierania. W raporcie przytoczono także liczne przykłady ptaków morskich, już obecnie negatywnie reagujących na zmianę klimatu, często w powiązaniu z przesunięciami występowania ich pożywienia w związku z podgrzewaniem się wód oceanu.

3.2 Zmiana klimatu grozi wymieraniem ptaków

Tempo wymierania spowodowane całkowitą utratą kluczowych środowisk może być bardzo szybkie, nieliniowe, ze stratami wzrastającymi szybko po przekroczeniu wzrostu temperatury o 2°C, a spotęgowane przez wpływ związanych z klimatem czynników. (Williams i in., 2003)

Wymieranie gatunków to ostateczny rezultat połączenia rozmaitych skutków zmiany klimatu. Uważa się, że globalne ocieplenie już teraz jest przyczyną wyginięcia 70 gatunków żab w Ameryce Środkowej i Południowej. W przyszłości może ono zagrozić nawet tym gatunkom ptaków, których status ochronny jest obecnie korzystny. Poziom zagrożenia dla ptaków w kontekście zmian klimatycznych nie jest jeszcze dokładnie określony, jednak wstępne oszacowania na podstawie umiarkowanych (ani przesadnie optymistycznych ani pesymistycznych scenariuszy) wskazują, że tempo wymierania ptaków będzie szybsze niż tempo utraty siedlisk, obecnie uważane za najważniejsze zagrożenie dla różnorodności biologicznej w ogóle. Wobec tego może okazać się, że zmiana klimatu może być największym zagrożeniem dla wielu, o ile nie większości ekosystemów.

Wysokie wskaźniki wymierania przewidywane są w północno-wschodniej, tropikalnej Australii, gdzie prawie trzy czwarte gatunków ptaków tropikalnych będzie zagrożone wymarciem (wśród nich 26 gatunków krytycznie zagrożonych jest już obecnie). W Afryce Południowej zmiana klimatu nawet w umiarkowanych scenariuszach spowoduje wymarcie 33-40 procent gatunków, jeśli nie będą one w stanie przemieścić się do nowych, odpowiednich dla siebie siedlisk.

W Europie, w wyniku przeprowadzenia nowych badań, również stwierdza się poważne zagrożenie dla ptaków. Ocenia się, że liczba gatunków (obecnie w Europie gniazduje ich 426) może zmniejszyć się aż o 40% przy założeniu globalnego ocieplenia o 2,5°C oraz jeśli ptaki nie będą miały możliwości przeniesienia się do nowych, odpowiednich pod względem klimatycznym, miejsc bytowania.

Na całym świecie grupy ptaków szczególnie wrażliwe na zmianę klimatu to gatunki wędrowne, gatunki Arktyki i Antarktydy, gatunki występujące na wyspach oceanicznych i morskich, gatunki terenów podmokłych, gór i mórz. Zagrożenie dla ptaków wędrownych związane ze zmianą klimatu jest równe sumie wszystkich innych zagrożeń spowodowanych przez człowieka – aż 84 procent gatunków ptaków z tej grupy stoi w obliczu jakiegoś rodzaju zagrożeń spowodowanych zmianami klimatycznymi. Cechy biologiczne ptaków, które podwyższają ryzyko negatywnego oddziaływania zmian klimatycznych to: gniazdowanie w suchych środowiskach, mała mobilność, mała wielkość populacji lub już teraz niekorzystny status ochronny, występowanie środowiska ich życia na terenach o małej powierzchni lub terenach poddanych fragmentacji oraz wąski zakres tolerancji względem klimatu. Ponadto, podczas gdy gatunki inwazyjne i te, które radzą sobie dobrze w rozmaitych środowiskach, mogą nawet powiększać zasięgi występowania, ocenia się, że gatunki wyspecjalizowane czeka spadek liczebności.

4. Wnioski

Obrońcy przyrody wkraczają w nową erę ochrony przyrody, w której starania o zachowanie gatunków ptaków tam, gdzie obecnie występują, mogą nie wystarczyć. (Hannah i in. w Climate change and biodiversity 2005)

Służące przez lata jako wiarygodny wskaźnik zmian środowiskowych zachowanie ptaków wskazuje obecnie, że globalne ocieplenie uruchomiło łańcuch potężnych zmian w ekosystemach na całym świecie. Omówione w raporcie solidne dowody wskazują na to, że zmiana klimatu wpływa na ptaki, powodując nawet zaprzestanie migracji niektórych gatunków wędrownych. Ponadto nowe badania pokazują, że skutki zmian klimatycznych, które już obecnie znacznie pogarszają efektywność rozrodu niektórych ptaków i wskazują na to, że wielkie wymieranie ptaków już się rozpoczęło, będą eskalować. W raporcie zawarto prognozy silnego spadku wielkości populacji wielu gatunków ptaków i szybkiego tempa wymierania w niektórych strefach geograficznych.

Należy podkreślić, że w opinii wielu autorów obecnych prognoz skutków zmian klimatu, w tym Międzyrządowego Zespołu do spraw Zmiany Klimatu, tempo zmiany klimatu może być niedoszacowane. Na przykład, w większości analiz na razie nie uwzględniano interakcji między poszczególnymi rodzajami zagrożeń, a także nieproporcjonalnie dużego wpływu ekstremów klimatycznych, na które ptaki i całe ekosystemy reagują szczególnie szybko i mocno. Ponieważ w kolejnych analizach zakres oddziaływania zmiany klimatu na środowisko jest uwzględniany w coraz pełniejszym stopniu, można się spodziewać niebawem uaktualnienia szacunków ryzyka zmian klimatu dla ptaków. I nie będą to raczej zmiany na lepsze.

Ponadto ocenia się, że zmiana klimatu spowoduje przemieszczenie się części gatunków ptaków poza tereny chronione. Jeśli zabiegi dla ochrony przyrody mają sprostać zagrożeniom wynikającym ze zmian klimatycznych, to konieczna jest zasadnicza zmiana w podejściu do zachowania różnorodności gatunkowej.

Jak w kontekście raportu zauważa WWF, tempo zmian jest najbardziej podstawowym czynnikiem, który zadecyduje o oddziaływaniu globalnego ocieplenia na ptaki. Zależy ono od czułości klimatu na zmiany koncentracji gazów cieplarnianych, oraz tempa zwiększania lub obniżania emisji gazów cieplarnianych.

Wpływ zmiany klimatu na ptaki jest już ewidentny, a jego nasilanie się jest nieuchronne, gdyż znaczna bezwładność działania systemu klimatycznego naszej planety, oznacza, że globalne ocieplanie się klimatu w ciągu kolejnych dekad jest już nieuniknione. Jednak najbardziej skrajnych scenariuszy wymierania ptaków można uniknąć w wyniku podjęcia działań politycznych, które doprowadziłyby do ustanowienia rygorystycznych celów w zakresie ochrony klimatu, w tym – do takiej redukcji emisji gazów cieplarnianych (czyli przede wszystkim ograniczenia ilości wydobytych i spalonych paliw kopalnych), która wystarczyłaby do zatrzymania wzrostu średniej globalnej temperatury poniżej progu ocieplenia o 2°C powyżej poziomu przedprzemysłowego.

Dr hab. Krzysztof Kujawa, opracowanie na podstawie Bird Species and Climate Change. A Summary of The Global Status Report

Cytowane źródła

• Bairlein, F., Hüppop, O. (2004). Migratory fuelling and global climate change. Advances in Ecological Research, 35, 33-47.
• Bolger, D. T., Patten, M. A., & Bostock, D. C. (2005). Avian reproductive failure in response to an extreme climatic event. Oecologia, 142(3), 398-406.
• Hannah, L., Lovejoy, T. E., & Schneider, S. H. (2005). Biodiversity and climate change in context. Climate change and biodiversity, 3-14.
• Newsroom, C. I. (2006). World Reaching Warmest Levels in 12,000 Years. Maritime Studies. No. 151, Nov/Dec 2006: 32-33.
• Root, T. L., Hughes, L. (2005). Present and Future Phenological Changes in Wild Plants and Animals. Climate Change and Biodiversity, 61-9.
• Walther, G. R., Post, E., Convey, P., Menzel, A., Parmesan, C., Beebee, Bairlein, F. (2002). Ecological responses to recent climate change. Nature, 416(6879), 389-395.
• Williams, S. E., Bolitho, E. E., & Fox, S. (2003). Climate change in Australian tropical rainforests: an impending environmental catastrophe. Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences, 270(1527), 1887-1892.