Satelity są szczególnie dobrze przystosowane do obserwacji transformacji siedlisk i pomagają naukowcom przewidzieć wpływ na rozkład, obfitość i migrację zwierząt.
Od Arktyki po Pustynię Mojave, siedliska lądowe i morskie szybko się zmieniają. Zmiany te wpływają na zwierzęta, które są dostosowane do specyficznych nisz ekologicznych, zmuszając je do przemieszczania się lub zmniejszając ich liczby. Podczas konferencji prasowej Amerykańskiej Unii Geofizyków, która odbyła się w grudniu 2016 San Francisco, naukowcy dyskutowali o tym jak szczegółowe obserwacje satelitarne ułatwiły ekologiczne badania zmian w czasie. Przykładowo zmiany w pokrywie lodowcowej w Arktyce pomogły naukowcom przewidzieć 30 procentowy spadek globalnej populacji niedźwiedzi polarnych w ciągu najbliższych 35 lat. Poniżej przedstawiamy trzy przykłady, gdzie obserwacje satelitarne zostały zastosowane do obserwacji różnych gatunków zwierząt.
Zmniejszająca się liczba niedźwiedzi
Niedźwiedzie polarne są zależne od lodu morskiego niemal we wszystkich aspektach swojego życia, w tym w polowaniach, podróżowaniu i hodowli. Satelity NASA i innych agencji śledziły zmiany lodu na lądzie od 1979 roku. Dane wskazują, że w okresie 1979-2015 arktyczny lód morski topił się w średnim tempie około 53100 kilometrów kwadratowych rocznie. Obecnie stan subpopulacji niedźwiedzia polarnego jest zmienny. W niektórych rejonach Arktyki ilość niedźwiedzi polarnych prawdopodobnie spada, a w innych wydaje się być stabilna lub nawet może rosnąć.
Kristin Laidre z Centrum Studiów Polarnych na uniwersytecie w Waszyngtonie, współautorka badania nad prognozami globalnej populacji niedźwiedzia polarnego stwierdziła, że modele klimatyczne na najbliższe kilkadziesiąt lat mówiące o dużej utracie lodu morskiego w Arktyce, niewątpliwie negatywnie wpłyną na liczebność niedźwiedzi polarnych w większości obszarów.
Natomiast Eric Regehr z amerykańskiej służby rybackiej i przyrodniczej w Anchorage na Alasce poprowadził badanie opublikowane 7 grudnia w czasopiśmie Biology Letters. Według niego mogą być różne reakcje subpopulacji niedźwiedzi polarnych na zmniejszenie się ilości lodu morskiego. Przykładem tego jest fakt, że w niektórych częściach Arktyki, między innymi na morzu Czukockim niedźwiedzie polarne wydają się zdrowe, a ich poziom reprodukcji jest właściwy. Być może dzieje się tak dlatego, że obszar ten jest bardzo wydajny ekologicznie, więc może minąć trochę czasu zanim ujrzymy negatywne skutki zmniejszenia się ilości lodu. W innych częściach Arktyki, podobnie jak w zachodniej Zatoce Hudsona, badania wykazały, że przeżycie i rozmnażanie spadły wraz ze spadkiem dostępności lodu morskiego.
W celu określenia poziomu zagrożenia gatunku, Międzynarodowa Unia Ochrony Przyrody poprosiła naukowców, aby przewidzieć jaka będzie liczebność gatunków w kolejnych trzech pokoleniach. Używając danych zebranych odnośnie samic w 11 subpopulacjach niedźwiedzi polarnych w Arktyce, zespół obliczył średni wiek ich reprodukcji wynoszący 11,5 roku. Następnie przy użyciu pomiarów satelitarnych oceanu Arktycznego, obliczono ubytki lodu i przeprowadzono przyszłe symulacje szacujące jak dużo pokrywy lodowej może ubyć w ciągu trzech populacji niedźwiedzi polarnych.
Wreszcie, naukowcy ocenili różne scenariusze dla związków między występowaniem niedźwiedzia polarnego a lodu morskiego. W jednym z nich liczba niedźwiedzi spadła bezpośrednio proporcjonalnie do lodu morskiego. W innych scenariuszach naukowcy wykorzystywali dane o tym jak zmieniło się występowanie niedźwiedzia polarnego w odniesieniu do utraty lodu na morzu przy użyciu wszystkich dostępnych informacji dotyczących subpopulacji niedźwiedzia polarnego w czterech istniejących ekoregionach polarnych. Rezultatem tego było prognozowanie obserwowanych trendów. Doszli do wniosku, że na podstawie średniej wartości we wszystkich scenariuszach istnieje duże prawdopodobieństwo 30-procentowego spadku globalnej populacji niedźwiedzi polarnych w ciągu najbliższych trzech lub czterech dekad, co potwierdza listę gatunków zagrożonych w Czerwonej Księdze IUCN.
Susza i pumy
Za to południowo-zachodnie Stany Zjednoczone mają stać się bardziej podatne na suszę ze względu na zmiany klimatyczne. Postępujący ubytek roślinności nie tylko wpłynie na liczebność roślinożerców, takich jak jelenie, ale może także dotknąć głównego drapieżnika, pumy.
Puma / Credits – Getty Images
Do oszacowania liczby oraz rozproszenia populacji mulaków oraz pum w Utah, Nevadzie i Arizonie, David Stoner – ekolog w Uniwersytecie Stanowym Utah – użył zdjęć dostarczonych przez spektroradiometr satelitów Terra oraz Aqua. Oba satelity działają w ramach programu NASA o nazwie System Obserwacji Ziemi (Earth Observation System, EOS). Jego celem jest monitorowanie globalnych procesów środowiska zachodzących na lądzie i oceanach, a także tworzenie na podstawie codziennych obserwacji ziemskich modeli i prognoz zjawisk przyrodniczych. Dodatkowo użyte zostały radio-telemetryczne pomiary gęstości populacji zwierząt oraz ich poruszania się. Uczony odkrył, że istnieje bardzo silny związek między wydajnością roślinną a gęstością występowania mulaków oraz pum.
“Pomiar gęstości występowania mulaków czarnoogonowych w zachodnich Stanach Zjednoczonych jest logistycznie trudny, niebezpieczny i bardzo kosztowny. W przypadku pum proces ten jest jeszcze bardziej skomplikowany”, powiedział Stoner. “Pomiar zmian w roślinności jest stosunkowo łatwy i przystępny. Dzięki tym badaniom przedstawiliśmy model, który zarządzający dzikimi zwierzętami mogą wykorzystać do oszacowania gęstości mulaków i pum, dwóch gatunków, mających wielkie znaczenie gospodarcze.”
Wykorzystując mapy produktywności roślinności w czasie silnej suszy, która miała miejsce w południowo-zachodnich Stanach Zjednoczonych w 2002 r., Stoner modelował, jaka byłaby dystrybucja i obfitość mulaków i pum, gdyby skrajne susze stały się normą.
Mulaki są zwierzętami dzięki którym obszary wiejskie mogą pozyskiwać setki milionów dolarów poprzez rekreacyjne polowania i turystykę. Ale mogą też powodować niekorzystne skutki gospodarcze – powodują kolizje pojazdów, niszczą uprawy i ogrody.
“Susze powodują, że tereny zagospodarowane przez ludzi są bardziej atrakcyjne dla jeleni, ponieważ farmy i obszary podmiejskie są nawadniane i pozostają zielone” – powiedział Stoner. “Pumy podążają za jeleniami. W niedalekiej przyszłości możemy stracić nieco na podłożu ekonomicznym w perspektywie posiadania tych zwierząt. Koszta szkód jakie mogą wyrządzić zwierzęta mogą być znaczące, szczególnie w kontekście ich migracji do miast i farm.”
Dłuższe podróże dzikich reniferów
Stado reniferów na Tajmyrze, najbardziej na północ wysuniętym regionie Rosji, jest największym dzikim stadem reniferów na świecie oraz źródłem żywności dla miejscowej ludności.
“Populacja reniferów spada na całym świecie, w niektórych miejscach wręcz katastrofalnie. W Tajmyrze od 2000 roku nastąpił spadek rzędu 40%, a stado to obecnie 600 000 zwierząt”, powiedział Andrey Petrov, profesor nadzwyczajny University of Northern Iowa w Cedar Falls.
Renifery / Credits – Taimyr Reserves, Alexander Krivoshapkin
Petrov przeanalizował dane historyczne pochodzące z 1969 roku i stwierdził, że trwają zmiany w strukturze dystrybucji i migracji dzikiego renifera ze względu na zmiany klimatyczne i antropopresję. Jeleń przemieszczał się na wschód, z dala od miejsc powiązanych z ludzką aktywnością. Jednocześnie stado przemieszczało się w kierunku północnym, w kierunku wyższych partii. Spowodowane mogło to być potrzebą uniknięcia wzrastających temperatur oraz komarów.
“Renifer musi obecnie pokonywać obecnie większe odległości pomiędzy ich terenami zimowymi a letnimi, co powoduje wyższą śmiertelność cieląt” – powiedział Petrov. “Inne czynniki wpływające na wyższą śmiertelność to zwiększone nękanie przez komary.”
Petrov wykorzystał również zdjęcia z satelitów Landsat programu NASA oraz United States Geological Survey w celu określenia w jaki sposób obecność reniferów w ich letnim terenie wpływa na roślinność. Odkrył, że zgodnie z oczekiwaniami biomasa roślin zmniejszyła się, podczas gdy renifer wypasał się, ale wróciła do poprzedniego stanu kilka tygodni po opuszczeniu terenu przez zwierzęta.
(NASA)
