Få et fugleperspektiv over det grønnere Arktis

University of Virginia terrestrisk økolog Howie Epstein har vundet en $607, 000 NASA-bevilling til at bruge jordobserverende satellitdata til at vurdere, hvordan vegetationsdiversiteten ændrer sig i den arktiske tundra.

Epstein, professor i miljøvidenskab, har i en stor del af sin karriere forsket, både på jorden og via satellit, på tundraregioner - kolde, ekstreme nordlige breddegrader, hvor vindblæste sletter er træløse, men en række lavtliggende, klyngeplanter har tilpasset sig miljøet. Han har især fokuseret de seneste år i Sibirien. Ved at bruge gamle spionsatellitdata fra 1960'erne, og sammenligne det med nyere billeder, han og hans kandidatstuderende og kolleger har fastslået, at høje buske, såsom el, pil, birk og dværgfyr, har udvidet deres sortiment og vokset sig højere, indikerer, at tundraen er under forandring, sandsynligvis som følge af stigende temperaturer og tab af permafrost.

Epstein diskuterede for nylig sin forskning for UVA Today -læsere.

Q. Hvorfor skal vi bekymre os om, hvad der sker med arktisk tundra?

A. Ændringer i den arktiske region forårsager ændringer i det globale klima, som påvirker alle regioner på planeten. Reduktion af havis i det arktiske hav og tab af permafrost på land, som begge sker i stigende hastighed, ændre vejrmønstre andre steder, herunder i USA Ligeledes, ændringer i andre regioner, og det globale klima, påvirke den arktiske region, forårsager yderligere opvarmning.

Sp. Hvilke ændringer sker der i den arktiske tundra?

A. Der er en generel grønnere landskab, når temperaturerne stiger, og permafrosten reduceres i regionen. Dette resulterer i en ændring af vegetationstyperne på tværs af tundraen. Det påvirker også dyrelivets migrationsmønstre, herunder rensdyr og moskusokse, samt typer af fugle, gnavere og insekter, der indtager tundralandskabet. Alt dette påvirker livet for oprindelige og ikke-oprindelige mennesker, der bor i disse områder.

En af de største bekymringer er, at efterhånden som permafrosten tøer op over stadig længere somre, en enorm mængde kuldioxid, der i øjeblikket er lagret i dødt organisk materiale i jorden, kan frigives til atmosfæren, som yderligere ville bidrage til opvarmningen af ​​planeten og påvirke områder langt fra polarcirklen. Det er et stort videnskabeligt spørgsmål - hvad vil der ske med permafrosten over tid, og hvor meget kulstof der ville komme ind i atmosfæren; hvad vil de langsigtede virkninger af det være?

Q. Hvad er målet med din nyligt finansierede forskning for NASA?

A. Vores mål er at bruge satellitdata til at analysere hele den arktiske tundra og udvikle klassifikationer af vegetationstyper og hvordan de fungerer i økosystemet generelt, sammenlignet med hvad vi har gjort indtil videre, som primært forsøger at afgøre, hvilke plantearter der findes.

Pointen med dette er bedre at forstå, hvad vegetationen laver, hvordan de forskellige typer fungerer - hvilket påvirker balancen mellem plante- og dyrearter - og at skabe nye kort, der demonstrerer vegetationsfunktion. Når klimaet i et økosystem ændrer sig, funktionen af ​​dens vegetation og artsfordeling vil ændre sig som reaktion. Vi vil gerne forstå, hvordan og hvor det sker.

De satellitbilleder, vi planlægger at bruge, giver opløsning til 250 meter [eller 0,16 miles], som giver os mulighed for at klassificere hver pixel baseret på, hvordan vegetationen fungerer, giver os en god forståelse af den funktionelle mangfoldighed på tværs af store områder, og hvordan det varierer, hvad der er homogent i funktion og hvad der er variabelt.

Vi vil være i stand til at overlejre kort, vi allerede har udviklet over plantesamfund og, ved at se på nye kort over vegetationsfunktion, vi burde være i stand til at afgøre, om der er områder med samme vegetation, men det gør forskellige ting, og områder med forskellige vegetationstyper, men opfører sig ens.

Nederste linje:det er en ny måde at se på biodiversitet på; måden vegetationen fungerer på, i modsætning til den måde, den er struktureret efter art. Dette kan fortælle os meget om reaktioner på jorden på skiftende klima, der opstår forud for faktiske ændringer i sammensætningen af ​​vegetationsarter.

Q. Hvordan er det vigtigt?

A. Ved at identificere funktionelt rige områder, det vi kalder "hot spots, " vi kan målrette bevaringsindsatsen mod disse områder. Dataene vil også vise, hvordan forskellige funktionelle typer afgræsses forskelligt af migrerende rensdyr. Dette kan hjælpe med at bevare disse funktionelt rige områder, efterhånden som olie- og gasudforskning og udvinding øges i tundraregionerne.

Havisen smelter, som åbner Nordvestpassagen og andre ruter for skibsfart, og da tundraen også varmer, Arktis bliver mere tilgængeligt for udvikling og menneskelig befolkningstilvækst, som vil påvirke de mennesker, der allerede bor der, især oprindelige befolkninger. Forhåbentlig kan de mest funktionelt vigtige områder af tundraen afsættes til bevarelse. Det er en smuk region på vores planet, der understøtter en række smukke pattedyr, fugle og insekter.