Tidspunktet for fugletræk skævt af klimaet, nye forskningsfund

Livscyklusser for fugle, insekter og træer skifter i denne nuværende æra med et hurtigt skiftende klima. Hvordan migrationsmønstre, i særdeleshed, ændrer sig, og hvorvidt fugle kan spore klimaændringer er et åbent spørgsmål.

Kyle Horton, assisterende professor ved Colorado State University, ledet en ny undersøgelse, der analyserer natlig fugletræk, som han håber vil føre til flere svar om skiftende trækmønstre. Han og forskerholdet brugte 24 års radardata fra NOAA, National Oceanic and Atmospheric Administration, for studiet.

Forskerholdet – inklusive videnskabsmænd fra Cornell Lab of Ornithology og University of Massachusetts – fandt ud af, at forårsmigranter sandsynligvis ville passere visse stop tidligere nu, end de ville have gjort for 20 år siden. Temperatur- og migrationstiming var nøje afstemt, med de største ændringer i migrationstiming, der forekommer i regioner, der opvarmes hurtigst. I løbet af efteråret, skift i migrationstiming var mindre tydelige.

Studiet, en af ​​de første til at undersøge virkningerne af klimaændringer på migrationstiming på kontinental skala, udkommer 16. december i Natur klimaændringer .

Analyse ved hjælp af cloud computing afslørede mønstre for millioner af fugle

Horton beskrev bredden af ​​forskningen som "kritisk vigtig, "med holdet, der observerer den natlige trækadfærd hos hundredvis af arter, der repræsenterer milliarder af fugle.

"At se ændringer i timing på kontinentale skalaer er virkelig imponerende, især i betragtning af mangfoldigheden af ​​adfærd og strategier, der bruges af de mange arter, radarerne fanger, " sagde han. Men mens holdet så disse skift, Horton bemærkede, at dette ikke nødvendigvis betyder, at migranter holder trit med klimaændringerne.

Trækfugle spiller en vigtig rolle i økosystemer. De spiser og fjerner insekter fra landet, sprede frø og tjene andre væsentlige funktioner, herunder måling af sundhed i disse økosystemer.

Andrew Farnsworth, undersøgelsens seniorforfatter og en forskningsmedarbejder ved Cornell Lab of Ornithology, sagde holdets forskning svarede, for første gang, centrale spørgsmål om fugle og klimaændringer.

"Fuglevandring udviklede sig i høj grad som en reaktion på skiftende klima, " sagde han. "Det er et globalt fænomen, der involverer milliarder af fugle årligt. Og det er ikke en overraskelse, at fuglenes bevægelser sporer skiftende klimaer. Men hvordan samlinger af fuglebestande reagerer i en tid med så hurtige og ekstreme ændringer i klimaet, har været en sort boks. At fange skalaer og størrelser af migration i rum og tid har været umuligt indtil for nylig."

Forskere fik adgang til NOAA-datasæt gennem Amazon Web Services som en del af agenturets Big Data Project, designet til at give adgang til data på en mere effektiv måde.

Horton sagde, at denne adgang til data og cloud computing i høj grad forbedrede holdets evne til at syntetisere resultaterne.

"For at behandle alle disse data, uden cloud computing, det ville have taget over et år med kontinuerlig databehandling, " sagde han. I stedet holdet knuste tallene på omkring 48 timer.

Mens Amazon Web Services gav adgang til dataene, nye algoritmer designet af videnskabsmænd ved University of Massachusetts afslørede potentialet i disse radardata for biologer. Specifikt, forskerne designet nye computervisionsteknikker til at fjerne vejrdata, et problem, der havde udfordret biologer i årtier.

"Historisk set, en person skulle se på hvert radarbillede for at afgøre, om det indeholdt regn eller fugle, " sagde Dan Sheldon, lektor i datalogi ved University of Massachusetts Amherst. "Vi udviklede 'MistNet, ' et kunstig intelligenssystem til at registrere mønstre i radarbilleder og fjerne regn automatisk."

Efterårsvandring har en tendens til at være 'mere'

Horton, der arbejder i Fiskeafdelingen, Wildlife and Conservation Biology ved CSU, sagde, at manglen på ændringer i efterårsvandringsmønstre var lidt overraskende, selvom migration også har en tendens til at være en "lidt mere rodet" i disse måneder.

"Om foråret, vi ser udbrud af migranter, bevæger sig i et ret hurtigt tempo, til sidst at nå ynglepladserne, " forklarede han. "Men, i løbet af efteråret, der er ikke så meget pres for at nå overvintringspladserne, og migration har en tendens til at gå langsommere, mere punkteret tempo."

I løbet af efteråret, fugle konkurrerer ikke om kammerater, og vejen til at nå deres destination er mere afslappet. Der er også en bredere aldersgruppe af fugle, der trækker, da de unge til sidst indser, at de skal migrere, også. Kombinationen af ​​disse faktorer gør efterårsvandringen mere udfordrende at studere.

Horton sagde, at resultaterne har betydning for forståelsen af ​​fremtidige mønstre for fugletræk, da fuglene er afhængige af mad og andre ressourcer, når de rejser. Under klimaforandringerne, tidspunktet for blomstrende vegetation eller fremkomsten af ​​insekter kan være ude af sync med trækfuglenes passage. Dette tilsyneladende subtile skift kan have negative konsekvenser for trækfuglenes helbred.

Forskere planlægger at udvide deres dataanalyse til at omfatte Alaska, hvor klimaændringer har mere alvorlige konsekvenser end i de lavere 48 stater i USA.