Skovøer tilbyder tilflugtssted for overvintrende fugle

Polarhvirvelen i 2013 og 2014 bragte den koldeste vinter, mange dele af Midtvesten havde oplevet i årtier. I Dane Amt, Wisconsin, det var det koldeste, det havde været i 35 år.

Ved et tilfælde, samme vinter, University of Wisconsin-Madison kandidatstuderende Christopher Latimer indsamlede data i fragmenter af skove og skovområder i hele amtet. Han ønskede at vide, om disse skov-"øer" skabte deres egne unikke klimaer - mikroklimaer - og hvad det kunne betyde for overvintrende fugle som den sortkappede fuglefugl.

I en nylig undersøgelse i tidsskriftet Økografi , Latimer og hans medforfatter og rådgiver, UW–Madison skov- og dyrelivsøkologi Professor Ben Zuckerberg, viser, at disse skovtilflugter kan betyde forskellen mellem liv og død for chickadees og deres overvintrende sangfuglefamilie.

"Alle vores forudsigelser om klimaændringer, fra skiftende temperaturer til ændret nedbør, spille ud over småskalaforskelle i mikroklima, og de kan være lige så store som det globale klima, " siger Zuckerberg.

For eksempel, Latimer og Zuckerberg fandt ud af, at mikroklimavariabiliteten var så høj inden for 30-mile undersøgelsesområdet - som de kalder "fragmenteringsgradienten" i erkendelse af mosaikken i skovklædte områder i Dane County - at en fugl lever i en del af undersøgelsesområdet kan opleve et klima, der ligner Chicago, mens en anden kan opleve forhold mere som dem, der findes i Minneapolis-Saint Paul, 400 miles mod nordvest.

Samlet set, de fandt ud af, at skove i lidt højere højder, med flere træer, og dem, der er tættere på bycentre, give varmere forhold for fugle, der forsøger at overleve kolde vintre i det sydlige Wisconsin. Dette er vigtigt, Latimer og Zuckerberg siger, fordi chickadees skal fordoble mængden af ​​energi, de bruger for at holde varmen, når temperaturen falder til under minus 18 grader Celsius eller omkring nul grader Fahrenheit.

Zuckerberg siger, at undersøgelsesresultaterne kan hjælpe jordforvaltere med at prioritere bevaringsindsatser, der beskytter og skaber mere skovklædte levesteder, især da mere sydlige fuglearter trækker nordpå i et opvarmende klima.

For at indsamle data, Latimer placerede 68 enheder, der måler og registrerer både lys og temperatur, i 12 skovklædte skovpartier i hele Danmarks Amt. Han hængte sensorerne fra træer, 1,5 meter fra jorden, tilfældigt placeret i hele skoven, så de var i varierende afstand fra skovbrynene. Mellem december 2013 og februar 2014, sensorerne indsamlede data hvert 30. minut.

Wisconsin-forskerne vurderede også vegetationen i hvert skovparti, fordi hvor meget lys - og derfor energi i form af solstråling - skoven holder via vegetation hver dag og frigiver hver nat, kan påvirke temperaturen. De estimerede tætheden af ​​træerne, målt træbredde omkring hver sensor, og beregnet, hvor langt hver sensor var fra skovkanten. Holdet målte også den relative højde af skoven sammenlignet med et punkt lige bagved, størrelsen af ​​hvert skovområde, og også afstanden til det nærmeste bycentrum.

Ved hjælp af satellitbilleder, Latimer bestemte også karakteristikaene for landskabet omkring hver skovparti, beregning af procentdelen af ​​landbrugsjord, skov og uigennemtrængelige overflade - fortove, parkeringspladser, veje og andre asfalt- eller betonelementer.

"Når vi taler om klimaændringer, har vi en tendens til at tænke på klima i fravær af arealanvendelse, " siger Latimer. "Men landskabet har indflydelse på størrelsen af ​​klimaeffekten og kan forværre eller afbøde den, påvirker de rumlige og tidsmæssige tilflugtssteder, der er tilgængelige for visse arter."

Forskerne sammenlignede også deres data med dem, der blev indsamlet på lokale vejrstationer og forudsagt af accepterede modeller. Vejrstationer er ofte placeret i åbent, flade områder og fanger ikke nødvendigvis, hvad der sker i mindre skala i mere skovklædte områder.

"Vi ville vide, hvor godt de nuværende metoder fanger lokale forhold, " siger Latimer. "Mere end halvdelen af ​​den jordbaserede biota (livet) lever under skovkroner, og standard vejrstationer er ikke gode til at fange under baldakinen."

Undersøgelsen afslørede, at temperaturerne i skovfragmenterne konsekvent var varmere end klimamodeller angivet og derfor ikke afspejler mikroklimaer, der er biologisk signifikante for nogle arter. Chickadees kunne opleve en 40 procent reduktion i overlevelse på måneder med fem eller flere dage under minus 18 grader Celsius, deres energi-for-overlevelse temperaturtærskel. Mens vejrstationer registrerede 55 kumulative dage under denne temperatur i løbet af undersøgelsesperioden, skovø-sensorerne målte blot 32 sådanne dage.

Skovfragmenter tættere på bycentre viste sig også at være varmere, sandsynligvis på grund af den urbane varmeø-effekt. Fuld af beton og asfalt, temperaturer i byer er ofte højere end i deres ikke-bymæssige, mere vegeterede modstykker. Det her, Latimer og Zuckerberg siger, betyder at have naturområder i og tæt på byer kan være "trædesten" for sydlige, mindre kuldetilpassede fugle overlever vintermånederne.

Forskerne var mest overraskede over at finde ud af, at skovpartier i højere højder var varmere, som de siger sandsynligvis skyldes et fænomen kaldet kold pooling, hvor køligere luft sætter sig i lavereliggende områder.

Et eksempel på dette, Latimer siger, kan ses i det tidlige forår på golfbaner. Græsset kan være bart, men der er stadig sne i sandfang, fordi den kolde luft samler sig i hulrummet.

Alt i alt, undersøgelsen viser, at skove betyder noget for arter, der søger tilflugt fra barske klimaer. Fragmenterede skove, imidlertid, er mindre effektive til at dæmpe ekstreme klimaer, Latimer og Zuckerberg siger, fordi de lækker energi fra deres kanter ud i de omkringliggende landskaber. Dette kan øge energiomkostningerne for chickadees og andre overvintrende arter.

Med de nye data, "landforvaltere kan overvåge for visse arter med hensyn til mikroklimastyring, " siger Zuckerberg, "og arbejde for at få mindre fragmentering, forskellig vegetation, eller lokaliser refugier eller parker på steder, der fremmer arternes overlevelse."