Теплые зимы оказались губительны для европейских насекомых
Ранее считалось, что такая угроза актуальнее для обитателей тропиков
Изменение климата, особенно теплые зимние периоды, оказалось главным фактором колебаний биомассы насекомых в Европе. Модель, использующая только погодные предикторы (например, температуру в течение всего жизненного цикла), смогла точно предсказать численность насекомых и объяснить 75 процентов вспышек роста и снижения их численности. Наиболее опасным для насекомых стало зимнее потепление, из-за которого они становятся уязвимы перед холодами и хищниками. Такие выводы содержит исследование, опубликованное в журнале Nature.
За последние три десятилетия биомасса насекомых на особо охраняемых природных территориях в центральной Европе снизилась более чем на 75 процентов, а в наземных экосистемах всего мира она снижается в среднем на девять процентов каждые 10 лет. Это подвергает риску устойчивость природных сообществ, потому что насекомые играют ведущую роль как в опылении, так и в разложении мертвого органического вещества — процессах, критически важных в том числе и для экономики. Конкретную причину такого кризиса установить трудно, предполагается, что их может быть несколько: утрата местообитаний из-за интенсивного сельского хозяйства и урбанизации, загрязнение окружающей среды (особенно пестицидами и удобрениями), биологические факторы — инвазии и вспышки инфекций, а также изменение климата.
Ученые под руководством Йорга Мюллера (Jörg Müller) из Вюрцбургского университета исследовали связь между численностью насекомых на территории Германии и изменением погодных условий. Данные о количестве насекомых они получили из 761 проб, собранных с помощью ловушек Малеза (это энтомологическое приспособление — статичная преграда из белой ткани, в которую летающие насекомые врезаются, а потом попадают в ловчий стакан) в 2016, 2019, 2020 и 2022 годах.
Авторы исследования прибегли к реанализу и использовали пять моделей, которые отличались в сторону охвата все большего количества погодных предикторов численности насекомых, то есть переменных, отражающих температуру, облачность, количество осадков и высоту снежного покрова в момент отбора проб и в течение всего жизненного цикла. В итоге ученые смогли добиться предсказания численности насекомых в годы исследования, которое совпало с данными прямых наблюдений. Последняя, наиболее детальная модель, объяснила 75 процентов вспышек роста и падения численности, то есть погодные условия оказались главным фактором колебания биомассы насекомых.
Наиболее важной особенностью европейской погоды ученые посчитали теплые зимние периоды (с ноября по март), которые случаются все чаще на фоне изменения климата. Более высокая температура, тонкий снежный покров и оттепель приводили к замерзанию зимующих насекомых, их высыханию и высокому риску нападения хищников. Авторы отметили, что выводы их исследования идут вразрез со сложившимися представлениями о том, что потепление угрожает в первую очередь тропическим насекомым, а для насекомых умеренных широт последствия придут позднее.
Недавно ученые выяснили, что способность летать, которая есть у многих насекомых, не поможет им укрыться от потепления в горах: с повышением высоты условия среды становятся слишком сложными для метаболического обеспечения полета.
Это произошло благодаря запасанию углерода в почве и большой площади листовой поверхности
Чем больше видов есть в луговом растительном сообществе, тем менее выраженными будут колебания температуры почвы под ним. Это происходит из-за роста концентрации почвенного углерода и увеличения площади поверхности листьев, которые характерны для экосистем с высоким биоразнообразием. К таким выводам пришли ученые после 18 лет изучения динамики температуры различных луговых почв в Германии. Статья опубликована в журнале Nature Geoscience. Колебания почвенной температуры, которые происходят при резких похолоданиях и эпизодах жары, опасны для растений, животных и почвенной микробиоты. На фоне изменения климата такие колебания становятся все более частыми и сильными. Известно, что в лесах растительный покров смягчает колебания температуры воздуха, а высокое биоразнообразие делает экосистемы более устойчивыми к последствиям потепления. Роль растений в регулировании температуры почвы изучена в меньшей степени. Ученые под руководством Хуана Юаняюаня (Yuanyuan Huang) из Лейпцигского университета исследовали колебания температуры почв луговых сообществ с разным уровнем биоразнообразия — от 1 до 60 растительных видов на участке. Для этого они заложили 80 тестовых площадок на лугах в Германии, где измеряли температуру автоматическими датчиками на глубине 5 и 15 сантиметров каждую минуту с 2004 года по 2021 год. Также они отслеживали метеорологические показатели и характеристики растительности. Оказалось, что высокое разнообразие растительного покрова снижает колебания температуры как в промежутке 30 минут, так и в годовом масштабе (p < 0,001). Наиболее ярко этот эффект проявлялся в условиях экстремально жаркой и засушливой погоды. На протяжении 18 лет буферный эффект по мере развития растительных сообществ усиливался. Стабилизирующими механизмами авторы назвали повышение концентрации органического углерода в почве и увеличение площади листовой поверхности растений, которые были характерны для сообществ с высоким разнообразием. Растения могут не только укрывать почву от жары, но и помогать в борьбе с засухами. Ученые установили, что если озеленить 20 процентов территории Европы, которые приходятся на неорошаемые земли сельскохозяйственного назначения, то уже к концу XXI века среднегодовое количество осадков в этом регионе может вырасти почти на восемь процентов.
