В редкой возможности напрямую сравнить сегодняшние растительные сообщества с опросом, проведенным в том же районе 50 лет назад, исследовательская группа под руководством Университета Аризоны предоставила первые наземные доказательства того, что растения Юго-Запада вытесняются на более высокие высоты из-за все более теплый и сухой климат.Полученные данные подтверждают, что предыдущие гипотезы верны в их прогнозе о том, что горные сообщества на юго-западе будут сильно подвержены влиянию все более теплого и сухого климата и что в этом районе уже происходит быстрое изменение растительности.Получив редкую возможность взглянуть на «до — после», исследователи изучили современные растительные сообщества на той же трансекте, которая уже была исследована в 1963 году: шоссе Каталина, дорога, которая вьется от низменной пустыни до вершины горы.
Леммон, самый высокий пик в горах Санта-Каталина к северо-востоку от Тусона.«Наше исследование является первым наземным доказательством того, что растения вынуждены значительно подниматься по склону из-за потепления климата на юге Аризоны», — сказал Ричард С. Бруска, научный сотрудник отдела экологии и эволюционной биологии США, который вместе руководил исследованием. с Венди Мур, доцентом кафедры энтомологии UA. «Если климат продолжит нагреваться, как предсказывают климатические модели, субальпийские смешанные хвойные леса на вершинах гор — и животные, зависящие от них, — могут быть сброшены с вершины и исчезнут».Исследование, опубликованное в журнале Ecology and Evolution, стало возможным благодаря существованию набора данных, составленного 50 лет назад Робертом Х. Уиттакером, которого часто называют «отцом современной экологии растений», и его коллегой Уильямом Нирингом, которые каталогизировали растения, с которыми они встречались вдоль Каталинского шоссе.
Сосредоточившись на 27 наиболее каталогизированных видах растений, Бруска и Мур обнаружили, что три четверти из них значительно сместились вверх по склону, в некоторых случаях на тысячу футов, или теперь растут в более узком диапазоне высот по сравнению с местом, где Уиттакер и Ньеринг нашел их в 1963 году.
В частности, Мур и ее команда обнаружили, что самые нижние границы для 15 изучаемых видов переместились вверх по склону; восемь из этих видов теперь впервые появляются более чем на 800 футов выше того места, где их впервые встретили Уиттакер и Ньеринг. Исследователи отметили, что шестнадцать изучаемых видов теперь ограничены более узким диапазоном высот.
Что касается верхних пределов высоты растений, исследователи наблюдали смешанную тенденцию: они обнаружили, что они были выше для четырех видов, ниже для восьми видов и не изменились для 15.Например, в 1963 году Уиттакер и Ниринг зарегистрировали можжевельник аллигатора как компонент горных сообществ пустынь и лугов в горах Каталины, начиная с высоты всего 3500 футов. Сегодня нужно подъехать к отметке высотой 5000 футов на шоссе Каталина, чтобы увидеть первые живые деревья можжевельника аллигатора на возвышенностях.По словам авторов, основной вывод, вытекающий из исследования, заключается в том, что растительные сообщества в горах отличались 50 лет назад, потому что виды растений не обязательно перемещаются на более высокие возвышенности как сообщество.
Скорее, отдельные виды изменяют свои ареалы независимо друг от друга, что приводит к перестановке растительных сообществ.Ученые этой междисциплинарной группы собрали данные во время полевых исследований в 2011 году и включали докторантов и профессоров UA из нескольких программ, включая кафедры энтомологии, экологии и эволюционной биологии UA, Центр науки о насекомых и Институт окружающей среды, а также а также ботаники из Музея пустыни Аризона-Сонора.Основываясь на исследованиях, проведенных другими учеными, в том числе исследователями UA, исследователи полагают, что «более жадная» атмосфера может быть основной движущей силой сдвигов в распределении растений, возможно, даже в большей степени, чем отсутствие осадков. По мере того, как атмосфера становится теплее и суше, растения теряют больше воды через свои выпускные отверстия и испытывают водный стресс.
По словам авторов, результаты согласуются с тенденцией, установленной учеными для конца плейстоцена, периода повторяющихся оледенений, закончившихся около 12000 лет назад. Например, изучая распределение семян растений и их частей, сохранившихся в древних кучах пакрат, палеоэкологи документально подтвердили, что по мере потепления климата растительные сообщества коренным образом менялись.«В южной части Аризоны некоторые виды двинулись на север, к плато Колорадо, другие поднялись на горные склоны, а другие вообще не двигались», — сказал Мур, который собирал данные о наземных членистоногих, растениях, опавших листьях, погоде. , почва и другие экологические факторы в горах Санта-Каталина для проекта Arizona Sky Island Arthropod Project, основанного в ее лаборатории.Небесные острова образуют «архипелаг» из 65 изолированных горных хребтов, возвышающихся над окружающей низменной пустыней и пустынными лугами в районе, который составляет единственный крупный разрыв в Североамериканских Кордильерах протяженностью 4500 миль, протянувшихся от северной Аляски до южной.
Мексика. Небесные острова, часто называемые «Мадрейскими небесными островами», охватывают этот разрыв в юго-восточной Аризоне, на юго-западе Нью-Мексико и на северо-востоке Соноры, Мексика.
К ним относятся горы Санта-Каталина, горы Пиналь и горы Чирикауа.