Havfugles reaktion på pludselige klimaændringer 5, For 000 år siden transformerede Falklands økosystemer:undersøgelse

Falklandsøerne er et sydatlantisk tilflugtssted for nogle af verdens vigtigste havfuglearter, inklusive fem arter af pingviner, Great Shearwaters, og Hvidkindssvaler. I de seneste år, deres ynglepladser i kysttussacen ( Poa flabellata ) græsarealer er kommet under stigende pres fra fåregræsning og erosion. Og i modsætning til andre regioner på kloden, der har ikke været nogen langsigtet overvågning af disse gravende og gravende havfugles reaktion på klimaændringer.

A 14, 000-årig palæøkologisk rekonstruktion af de sub-antarktiske øer ledet af forskere fra University of Maine har fundet ud af, at etablering af havfugle fandt sted i en periode med regional afkøling 5, 000 år siden. Deres befolkning, på tur, flyttede Falklandsøernes økosystemer gennem aflejring af høje koncentrationer af guano, der hjalp med at nære tussac, producere tørv og øge forekomsten af ​​brand.

Denne jord-marine forbindelse er afgørende for øernes bevaring af græsarealer fremover, siger Dulcinea Groff, der ledede forskningen som UMaine Ph.D. studerende i økologi og miljøvidenskab, og en del af et National Science Foundation-finansieret Interdisciplinary Graduate Education Research Traineeship (IGERT) i Adaptation to Abrupt Climate Change (A2C2). Forbindelsen af ​​næringsstoffer med oprindelse i det marine økosystem, der overføres til det terrestriske økosystem beriger øernes næringsfattige jord, derved gøre Falklandsøerne følsomme over for ændringer i klima og arealanvendelse.

Den jordbaserede-marine forbindelse på Falklandsøerne var i fokus for Groffs afhandling i 2018.

"Vores arbejde understreger, hvor vigtige næringsstofferne i havfugleafskæring er for de igangværende bestræbelser på at genoprette og bevare deres græsarealers levesteder. Det rejser også spørgsmålet om, hvor havfuglene vil tage hen, når klimaet fortsætter med at varme, siger Groff, som udførte forskningen på Falklandsøerne under ekspeditioner i 2014 og 2016 ledet af Jacquelyn Gill, en lektor i palæoøkologi og planteøkologi i UMaine Climate Change Institute.

"Vores 14, 000-års rekord viser, at havfugle etablerede sig ved Surf Bay under køligere klimaer. Havfuglebevaringsindsatsen i det sydlige Atlanterhav bør forberedes på, at disse arter kan flytte til nye ynglepladser i en varmere verden, og disse steder er muligvis ikke beskyttet, siger Groff, som nu er postdoc-forsker ved University of Wyoming.

UMaine ekspeditionsholdet, som inkluderede Kit Hamley, derefter en kandidatstuderende i kvartære studier og en Climate Change Institute Fellow, indsamlede en 476-centimeter tørvesøjle fra Surf Bay, Østfalkland. Den 14, 000-års rekord afsløret i tørvesøjlens udbrudte tussac-blade "fanger udviklingen af ​​en jord-marin forbindelse, der understøtter nogle af de vigtigste ynglekolonier af havfugle i det sydlige ocean i dag, "ifølge forskerholdet, som offentliggjorde sine resultater i tidsskriftet Videnskabens fremskridt.

Fraværet af havfugle på Østfalklandsområdet før 5. 000 år siden tyder på, at havfugle kan være følsomme over for varmere medierede havoverfladetemperaturer, som kan påvirke deres fødevareforsyning, ifølge forskerholdet. Med et opvarmende Sydatlanten i dag, spørgsmålet er, om Falklandsøerne, omkring 300 miles øst for Sydamerika, vil fortsat være et havfugle ynglende "hot spot".

"Vores arbejde tyder på, at når det sydlige ocean fortsætter med at varme op i de kommende årtier, Falklandsøernes havfuglesamfund kan undergå en pludselig omsætning eller kollaps, hvilket kunne ske i størrelsesordenen af ​​årtier, "ifølge forskerholdet, hvilken, foruden Groff, Hamley (nu en UMaine ph.d.-studerende) og Gill, involverede Trevor Lessard og Kayla Greenawalt fra UMaine, Moriaki Yasuhara fra University of Hong Kong, og Paul Brickle fra South Atlantic Environmental Research Institute, alle medforfattere på tidsskriftsartikelen American Association for the Advancement of Science.

Falklandsøerne er på grænsen til en række potentielle klimadrivere, bemærk forskerne. Og P. flabellata tørveområder har verdens højeste akkumuleringsrater, "tilvejebringelse af en usædvanlig højopløsningsplade, der er i stand til at optage pludselige ændringer" - konserveret trækul, havfugle guano og pollendata, der kan bruges til at analysere brandhistorie, havfuglebestandens overflod og vegetationssammensætning, henholdsvis.

I Falklandsøerne, hvor der ikke er hjemmehørende pattedyr eller træer, nybyggere introducerede får i det 17. århundrede. I dag, indbyggere lever af fiskeri, fårehold og turisme.

Den 14, 000-års rekord fra Østfalkland afslørede, at for 9, 000 år før havfuglenes ankomst, regionen var domineret af lave niveauer af græs, et hedelandskab af bregner og dværg erikabuske. Omkring 5, 000 år siden, siger forskerne, en "brat overgang" ser ud til at forekomme. Koncentrationer i bio-elementer som fosfor og zink stiger. Græspollenakkumuleringsraten skyder i vejret, indikerer etablering af tussac græsarealer inden for 200 år efter etableringen af ​​havfuglekolonier på øen. Findes også i kernen:øget akkumuleringshastighed af tørv og trækul.

Det er tydeligt, at tilføjelsen af ​​havfuglepopulationer, der bringer næringsstoffer fra havmiljøet til øen, drev ændringer i strukturen af ​​det terrestriske plantesamfund, sammensætning og funktion, ifølge forskerne, samt øget brandaktivitet og næringsstofkredsløb.

Det, der stadig er uklart, er, hvad der drev det bratte økosystemskifte, siger Gill, en af ​​verdens førende myndigheder inden for palæo-økosystemer, herunder virkningerne af klimaændringer og udryddelse, og den geografiske fordeling af levende ting gennem rum og tid.

"Vi ved, at havfugle ankom til Surf Bay i en tid, hvor klimaet blev køligere i det sydlige Atlanterhav, selvom vi stadig ikke ved med sikkerhed, hvad det var, de sporede. Vi ved heller ikke, hvor disse fugle søgte tilflugt, da klimaet var varmere, og det er bekymrende, når det sydlige Atlanterhav bliver varmere ind i fremtiden, " siger Gill, en NSF KARRIERE-forsker, der senest blev udnævnt til en 2020 Friend of the Planet af National Center for Science Education.

"Vores undersøgelse er også en stærk påmindelse om, hvorfor vi er nødt til at forstå, hvordan forskellige økosystemer er forbundet, når verden opvarmes, " siger Gill. "Vi ved, at mange havfugle i det sydlige Atlanterhav er afhængige af disse unikke kystgræsarealer, men det viser sig, at græsserne også er afhængige af de næringsstoffer, havfuglene giver. Fordi de er afhængige af økosystemer i havet og på land for deres overlevelse, havfugle er virkelig gode vagtposter for globale forandringer. Vi har bare ikke gode langsigtede overvågningsdata for de fleste af disse arter, så vi ved ikke nok om, hvor følsomme de er over for klimaændringer. Den fossile optegnelse kan hjælpe os med at udfylde hullerne."