Ilmastonmuutos ja luonnon monimuotoisuus Juha Pöyry Syke / Luontoympäristökeskus

Transkriptio

1 Ilmastonmuutos ja luonnon monimuotoisuus Juha Pöyry Syke / Luontoympäristökeskus Metsäpäivät 2014 / Skutsi stadissa

2 Esityksen sisältö Miten ilmasto on muuttunut? Mitä muutoksia on todettu luonnossa? Miten ilmaston ennustetaan jatkossa muuttuvan? Miten ennustettu muutos vaikuttaa luontoon? Voidaanko luonnon monimuotoisuutta suojella ilmaston muuttuessa? Luonnon monimuotoisuuden merkitys ilmastonmuutokseen sopeutumisessa ja sen hidastamisessa

3 Maailman ilmasto on lämmennyt Lähteet: Hadley Center/CRU, NCDC/NOAA, GISS/NASA 2010 Lähde: World Meteorological Organization (

4 Myös Suomen ilmasto on lämmennyt Lähde: Ilmasto-opas (

5 Viime vuosikymmeninä erityisesti keväät ovat lämmenneet 6 4 HBSB MB NB 2 T MAM ( o C) Year

6 Samoin kesät HBSB MB NB 16 T JJA ( o C) Year

7 Kesäkauden lämpösumma on noussut HBSB MB NB Annual GDD Year

8 Lajien sopeutumismahdollisuudet muuttuvassa ilmastossa Sopeutuminen uusiin olosuhteisiin Ns. fenotyyppinen plastisuus Evolutiivinen muutos Siirtyminen uusille alueille ilmastovyöhykkeiden mukana Elinympäristöjen määrä ratkaisee pystyykö laji siirtymään Sukupuutto Alueellinen Maailmanlaajuinen Niin yksilöillä kuin populaatioilla on lämpötilan asettamat rajat: OPTIMI KUOLEMA JUURI LISÄÄNTYMINEN SELVIYTYY LÄMPÖTILA JUURI KUOLEMA SELVIYTYY

9 Muutokset luonnossa ovat jo maailmanlaajuisia Ilmastonmuutoksen sormenjäljet luonnossa: Yhteenvetojulkaisuja: Hughes 2000 TREE 15:56-61 Walther ym Nature 416: Parmesan & Yohe 2003 Nature 421:37-42 Root ym Nature 421:57-60 Rosenzweig ym Nature 453: Chen, I.-C. ym Science 333: Lähteet: Walther ym TREE 20: ja Web of Science

10 Havaittujen muutosten päätyypit Fysiologiset muutokset Levinneisyyden muutokset Levinneisyyden pohjois- tai yläreunan siirtymisiä runsaasti, etelä- tai alareunan siirtymisiä raportoitu toistaiseksi niukemmin Yhteisöjen koostumuksen muutokset Todettu useissa eliöryhmissä: kasvit, hyönteiset, linnut Fenologian (biologisten ilmiöiden ajoittumisen) muutokset Erityisesti keväisten ilmiöiden aikaistuminen: lehtien puhkeaminen, muuttolintujen saapuminen ja pesintä, hyönteisten lentokausi Lajien välisten vuorovaikutusten muutokset Ns. trophic mis-matches, esim. lintujen pesintäkausi ja lintujen ravintonaan käyttämien perhostoukkien fenologia muuttuvat eri nopeuksilla Evolutiiviset muutokset Yksilöt perinnöllisesti voimakkaammin liikkuvia uusissa reunapopulaatioissa kuin vanhoilla ydinalueilla, muutokset valojaksoisuuden vaikutuksessa hyönteisiin, lintujen muuton ajoittuminen

11 Biomassan kasvu lisääntynyt pohjoisilla alueilla Lähde: Myneni ym Nature 386:

12 Lisääntyneet metsäpalot ja metsäkato pienentävät biomassaa Lähde: Liu ym Global Ecology and Biogeography 22:

13 Iso-Britanniassa useat eliöryhmät siirtyneet pohjoiseen 12,5-19 km / vuosikymmen Lähde: Hickling ym Global Change Biology 12:1-6

14 Myös Suomessa lajit siirtyvät pohjoiseen Päiväperhosten levinneisyyden pohjoisreuna siirtyi 59,9 km pohjoiseen jaksojen ja välillä 48 lajia Uhanalaisilla lajeilla EI siirtymää Elinvoimaiset lajit siirtyneet 84,5 km Range shift (km) ,10-0,05 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0, Pöyry ym Global Change Biology 15: Change in range size

15 Lajien ominaisuudet selittävät havaitut siirtymät 400 A n = B n = 26 n = Range shift (km) n = 7 Range shift (km) n = Non-threatened Threatened Herb Grass Woody Species' threat status Host plant growth form 400 C n = D n = 27 n = 7 Range shift (km) n = 2 n = 24 n = 1 n = 2 Range shift (km) n = 8 n = Rock outcrop Forest edge Grassland Field margin Main breeding habitat Mire -200 Egg Larva Pupa Adult Overwintering stage

16 Haapaperhonen (Limenitis populi) Lähde: Lampinen & Lahti 2007: Kasviatlas Finnish Museum of Natural History. Uhanalaisluokka: LC Liikkumiskyky: 7.2

17 Punakeltaverkkoperhonen (Euphydryas aurinia) Uhanalaisluokka: VU Liikkumiskyky: 3.3 Lähde: Lampinen & Lahti 2007: Kasviatlas Finnish Museum of Natural History.

18 Lajimäärät seuraavat ilmaston lämpenemistä viiveellä Havainnot Havainnot Iso-Britanniassa perhosyhteisöihin on tullut uusia lajeja lajimäärä laahaa silti jäljessä Ménendez ym Proc. Royal Soc. B 273: Syynä se, että osalla lajeista sopivia elinympäristöjä liian harvassa jotta voisivat levitä Malli Ennuste

19 Valtakunnallinen yöperhosseuranta Esimerkkejä keskeisistä trendeistä Lajimäärä α diversiteetti Monisukupolvisuus Esimerkkilajeja Mukana väh. 8 v. toimineet pyydykset, 65 paikkaa Osassa analyysejä jako metsäkasvillisuusvyöhykkeiden mukaan Lajikohtaiset runsausindeksit laskettu TRIM-ohjelman avulla sovittaa GEE-mallin

20 Keskimääräinen lajimäärä on noussut Species richness / trap HB SB MB NB LME-malli: Vuosi p < Vyöhyke p < Vuosi x Vyöh. p = Year

21 Keskimääräinen α-diversiteetti noussut Fisher's HB SB MB NB LME-malli: Vuosi p < Vyöhyke p < Vuosi x Vyöh. p = Year

22 Havununna (Lymantria monacha) 100 TRIM-index of Lymantria monacha Pekka Malinen Year Trendi: 0.285±0.045, Strong increase (p < 0.01)

23 Loimuyökkönen (Dasypolia templi) 1,2 TRIM-index of Dasypolia templi 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Pekka Malinen 0, Year Trendi: ±0.010, Steep decline (p < 0.01)

24 Biologiset ilmiöt aikaistuneet Euroopassa Euroopassa 78% aikasarjoista osoitti keväiden ja kesän aikaistuneen ja vain 3% myöhentyneen havaintosarjaa 21 maasta Menzel ym Global Change Biology 12:1-8

25 Yöperhosten monisukupolvisuus on lisääntynyt Multivoltine species / trap Multivoltine species / trap HB MB Year Year Multivoltine species / trap Multivoltine species / trap SB NB Year Lähde: Pöyry et al Global Ecology and Biogeography 20: Year GLMM-malli: Vuosi p < Vyöhyke p < Vuosi x Vyöh. p = 0.884

26 Seppo Härmälä Lintujen saapuminen aikaistunut Kirjosieppo saapuu Suomeen keväällä entistä aikaisemmin Pesinnän ajoitus ei silti ole muuttunut Ahola ym Global Change Biology 10:

27 Lajien välisten vuorovaikutusten muutokset Koska eri lajit reagoivat lämpenemiseen eri nopeudella, ravinnon tarpeen ja tarjonnan välinen synkronia heikkenee Esimerkkinä talitiainen Hollannissa Both ym J. Anim. Ecol. 78:73-83

28 Evolutiiviset muutokset -1 Conocephalus discolor Metrioptera roeselii Leviävien lajien uusissa reunapopulaatioissa yksilöt ovat perinnöllisesti voimakkaammin liikkuvia Thomas ym nature 411:

29 Evolutiiviset muutokset -2 Wyeomyia smithii -hyttyslaji Pohjoisten hyönteispopulaatioiden ns. kriittinen valojakso lyhentynyt => yksilöiden talvihorros (diapaussi) alkaa aiempaa myöhemmin Bradshaw & Holzapfel 2002 Proc. Nat. Acad. Sci. USA 98:

30 Kasvihuonekaasujen määrän noustessa lämpötila ja sademäärä nousevat Lähde: Ilmatieteen laitos (

31 Suomessa talvet lämpenevät eniten sateisuus lisääntyy läpi vuoden Lähde: Ilmatieteen laitos (

32 Liikkumiskyky ja Kotkansiipi mallien ennusteiden perusteella suurella osalla lajeista sopiva ilmastovyöhyke siirtyy kohti pohjoista Sananjalka Ns. bioklimaattisten Valkovuokko Millaisia luonnon monimuotoisuuden muutoksia voidaan odottaa? Mukulaleinikki sopivien elinympäristöjen tiheys määräävät pystyykö laji seuraaman muuttuvan ilmaston perässä Lähde : Svenning & Skov 2006 Biodiv. Conserv. 15:

33 Aarne Lahti Pohjoinen lajisto ongelmissa esimerkkinä Suomen pohjoiset linnut Lähde: Virkkala ym Biol. Cons. 141: Roland Lillkåla Toni Vilkki Lapinkirvinen Mustaviklo Kiiruna

34 Ilmastonmuutos voimistaa elinympäristöjen häviämisen vaikutusta Ilmastonmuutos arvioitu toiseksi tärkeimmäksi monimuotoisuuden häviämisen syyksi maankäytön tehostumisen jälkeen Sala ym Science 287: Ilmastonmuutoksen on arvioitu aiheuttavan sukupuuton 15-37% maailman eliölajeista otos 1103 lajia, joiden levinneisyys kattaa 20% maailman pinta-alasta Ilmastoskenaario vuodelle 2050 Thomas ym Nature 427: Climate change and habitat destruction: a deadly anthropogenic cocktail Travis 2003 Proc. Royal Soc. B 270:

35 Voidaanko ilmastonmuutos huomioida luonnon monimuotoisuuden suojelussa? Keskeinen keino säilyttää kattava verkosto erilaisia elinympäristöjä jotka yhdistetty ekologisin käytävin => siirtyminen uusille alueille mahdollista Avoimien niittymaiden tiheys Suomessa Pinta-ala (ha) 100 km 2 ruudussa

36 Lajien tarpeissa on huomattavia eroja Kaikki erilaiset avoimet niittymaat Perinnebiotooppien erityistuella hoidettavat alueet

37 Lähde : Virkkala ym Biodiv. Conserv. 22: Suojelullisesti merkittävät lintulajit kärsivät tulevaisuudessa Ensemble A1B-skenaario (19 GCM-mallia) Suojellut 10-km ruudut Suojelematt omat 10-km ruudut Metsälajit N = 51 Suolajit N = 21 Kosteikkolajit N = 19 Kaikki lajit/ Ensemble skenaario Eteläboreaalinen Keskiboreaalinen Pohjoisboreaalinen Suojellut ruudut -8,9% -5,2% -4,2% Suojelemattomat ruudut -9,0% -6,3% -7,3% Kaikkien lajien (paitsi kosteikkolintujen) ennustettu esiintymisen todennäköisyys pieneni jaksosta jaksoon Lajien keskimääräinen ennustettu väheneminen suurinta eteläboreaalisella vyöhykkeellä ja pienintä pohjoisboreaalisella vyöhykkeellä. Ennustettu väheneminen hieman suurempi suojelemattomilla alueilla kuin suojelualueilla metsien, soiden ja tunturien linnuilla.

38 Vertailussa lintuatlakset vuosiin Suojelullisesti merkittävien lintujen lajimäärä oli korkeampi suojelualueilla kuin suojelemattomilla alueilla, ja ero säilyi jaksojen välillä Lajimäärä pieneni suolinnuilla ja tunturilinnuilla, jotka ovat pohjoisia lajeja Lajimäärä kasvoi kosteikkolinnuilla, joilla on eteläinen levinneisyys Suojelualueet lieventävät ilmastonmuutoksen negatiivista vaikutusta Lähde : Virkkala ym Ecol. Evol. 22: Suojelualueet lieventävät ilmastonmuutoksen negatiivisia vaikutuksia lajistoon

39 Havaitut muutokset lintujen lajimäärissä samansuuntaisia kuin ennustetut muutokset Lajimäärän muutosta vuosista vuosiin verrattu lajien ennustetun esiintymistodennäköisyyden muutokseen (vuosista vuosiin ) Metsä-, suo-, kosteikko- ja tunturilinnuilla etelä-, keskija pohjoisboreaalisella vyöhykkeellä suojelluilla ja suojelemattomilla alueilla Havaitun ja ennustetun muutoksen välillä voimakas positiivinen korrelaatio (r=0.877, p<0.001) Suolinnut Tunturilinnut Metsälinnut Lähde : Virkkala ym Ecol. Evol. 22: Kosteikkolinnut

40 Ekosysteemipohjainen sopeutuminen ilmastonmuutokseen Vastavuoroisesti muutokset luonnon monimuotoisuudessa ja ekosysteemipalveluissa vaikuttavat ilmastonmuutokseen Tavoitteena monimuotoisuuden ja ekosysteemipalveluiden integrointi sopeutumistoimiin Ilmastonmuutokseen sopeutuminen ja monimuotoisuuden suojelu tuotava osaksi laajempaa maankäytön suunnittelua

41 Luonnon monimuotoisuuden merkitys muutoksen hidastamisessa Luonnon monimuotoisuuden suojelu edistää hiilinielujen syntymistä ja ylläpitämistä Suomessa keskeistä vanhojen metsien sekä luonnontilaisten soiden ja kosteikoiden säilyttäminen Kansainvälisesti keskeistä tropiikin metsäkadon pysäyttäminen REDD (Reducing Emissions for Deforestation and Forest Degradation)

42 Yhteenvetoa Ilmaston on jo havaittu muuttuneen sekä maailmanlaajuisesti että Suomessa Muutosten vaikutukset näkyvät jo monissa luonnon ilmiöissä: Perustuotanto, lajien levinneisyys, lajiyhteisöjen koostumus, fenologia, evolutiiviset muutokset jne. Laajamittainen ilmastonmuutos vaikuttaa yhdessä muiden globaalien ympäristömuutosten kanssa, ja lisää merkittävästi eliöiden häviämisriskiä Luonnon monimuotoisuuden suojelu keskeinen osa ilmastonmuutokseen sopeutumistoimia