Ilmastonmuutoksen vaikutus perhoslajistoon Juha Pöyry Syke / Luontoympäristökeskus Muuttuva ilmasto sekä luontotyyppien ja lajien uhanalaisuus Suomessa -seminaari Ympäristöministeriö 17.01.2017
Esityksen sisältö 1. Miten ilmasto on muuttunut? 2. Mitä muutoksia on todettu perhosyhteisöissä? 3. Miten ilmaston ennustetaan jatkossa muuttuvan? 4. Miten ennustettu muutos vaikuttaa perhosyhteisöihin? 5. Voidaanko perhoslajiston monimuotoisuutta suojella ilmaston muuttuessa?
Suomen ilmasto on lämmennyt Lähde: Ilmasto-opas (www.ilmasto-opas.fi)
Temperature (ºC) 31.1.2017 Kesäkauden lämpötilat, Helsinki 1829-2016 16 May-September mean temperature (T MJJAS ) 15 14 13 May-September May-September 5-year 12 11 1867 10 1820 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 Lähde: Ilmatieteen laitos Year
Perhosten sopeutumismahdollisuudet Sopeutuminen uusiin olosuhteisiin Ns. fenotyyppinen plastisuus Evolutiivinen muutos Siirtyminen uusille alueille ilmastovyöhykkeiden mukana Elinympäristöjen määrä ratkaisee pystyykö laji siirtymään Sukupuutto Alueellinen Maailmanlaajuinen muuttuvassa ilmastossa Niin yksilöillä kuin populaatioilla on lämpötilan asettamat rajat: OPTIMI KUOLEMA JUURI LISÄÄNTYMINEN SELVIYTYY LÄMPÖTILA JUURI KUOLEMA SELVIYTYY
Havaittujen muutosten päätyypit Fysiologiset muutokset Levinneisyyden muutokset Levinneisyyden pohjoisreunan siirtymisiä havaittu useilla perhoslajeilla, eteläiset lajit runsastuneet ja pohjoiset vähentyneet Yhteisöjen koostumuksen muutokset Yöperhosyhteisöt lounaistuneet, päiväperhosyhteisöt eteläistyneet Euroopan laajuisesti Fenologian (biologisten ilmiöiden ajoittumisen) muutokset Monisukupolvisuuden yleistyminen yöperhosilla Lajien välisten vuorovaikutusten muutokset Ns. trophic mis-matches, esim. lintujen pesintäkausi ja lintujen ravintonaan käyttämien perhostoukkien fenologia muuttuvat eri nopeuksilla, Suomessa muutamia esimerkkitutkimuksia Evolutiiviset muutokset Tutkimusnäyttöä Suomessa niukasti, Englannissa osoitettu reunapopulaatioiden voimakkaampi liikkumistaipumus
Suomessa päiväperhosten levinneisyys on siirtynyt pohjoiseen Päiväperhosten levinneisyyden pohjoisreuna siirtyi 59,9 km pohjoiseen jaksojen 1992-96 ja 2000-04 välillä 48 lajia Uhanalaisilla lajeilla EI siirtymää Elinvoimaiset lajit siirtyneet 84,5 km Kuva Lähde: Pöyry ym. 2009 Global Change Biology 15:732-743
Range shift (km) Range shift (km) 31.1.2017 Range shift (km) Range shift (km) Lajien ominaisuudet selittävät havaitut siirtymät 400 A n = 41 400 B n = 26 n = 8 300 300 200 200 n = 14 100 n = 7 100 0 0-100 -100 Kuva -200 Non-threatened Threatened Species' threat status -200 Herb Grass Woody Host plant growth form 400 C n = 19 400 D n = 27 n = 7 300 200 n = 24 n = 1 n = 2 300 200 n = 8 n = 4 100 0 n = 2 100 0-100 -100-200 Rock outcrop Forest edge Grassland Field margin Main breeding habitat Mire -200 Egg Larva Pupa Adult Overwintering stage
Haapaperhonen (Limenitis populi) Lähde: Lampinen & Lahti 2007: Kasviatlas 2006. - Finnish Museum of Natural History. Uhanalaisluokka: LC Liikkumiskyky: 7.2
Punakeltaverkkoperhonen (Euphydryas aurinia) Uhanalaisluokka: EN Liikkumiskyky: 3.3 Lähde: Lampinen & Lahti 2007: Kasviatlas 2006. - Finnish Museum of Natural History.
Valtakunnallinen yöperhosseuranta 1993- Esimerkkejä keskeisistä muutoksista Lajimäärä α indeksi (tasaisuus) Monisukupolvisuus Lajikoostumus Esimerkkilajeja Lähde: Leinonen ym. 2016 Suomen ympäristökeskuksen raportteja 15/2016. (https://helda.helsinki.fi/handle/10 138/161221)
Keskimääräinen lajimäärä on noussut 1993-2014 Linear mixed effect model: Year p < 0.001 Zone p < 0.001 Year x Zone p = 0.112
Keskimääräinen α-indeksi noussut 1993-2014 Linear mixed effect model: Year p < 0.001 Zone p < 0.001 Year x Zone p = 0.002
Havununna (Lymantria monacha) 31.1.2017 Pekka Malinen Trendi: 0.260±0.048, Strong increase (p < 0.01)
Loimuyökkönen (Dasypolia templi) Pekka Malinen Trendi: -0.109±0.008, Steep decline (p < 0.01)
Yöperhosyhteisöjen lajikoostumus on lounaistunut
Päiväperhosyhteisöt ovat eteläistyneet jaksolla 1990-2008 Community temperature index (CTI) Siirtymä 114 km Ilmaston siirtymä 135 km nopeampi Kuva Lähde: Devictor et al. 2012 Nature Climate Change 2: 121-124.
Multivoltine species / trap Multivoltine species / trap Multivoltine species / trap Multivoltine species / trap 31.1.2017 Yöperhosten monisukupolvisuus on lisääntynyt 1993-2012 60 50 HB 60 50 SB 40 40 30 30 20 20 10 10 0 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 60 50 40 30 20 MB Year 0 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 60 50 40 30 20 NB Year GLMM-malli: Vuosi p < 0.001 Vyöhyke p < 0.001 Vuosi x Vyöh. p = 0.884 10 10 0 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 Year 0 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 Lähde: Pöyry et al. 2011 Global Ecology and Biogeography 20:289-298. Year
Yöperhosten kokonaisyksilömäärän ajoittumisessa ei selvää muutosta
Lajien välisten vuorovaikutusten muutokset? Koska eri lajit reagoivat lämpenemiseen eri nopeudella, ravinnon tarpeen ja tarjonnan välinen synkronia voi heiketä Pohjois-Pohjanmaan tiaisilla mis-match perhostoukkaravinnon kanssa ei ole lisääntynyt Kuvat Lähde: Vatka, E. et al. 2014: - Oecologia 176: 595-605.
Evolutiiviset muutokset Leviävien lajien uusissa reunapopulaatioissa yksilöt ovat perinnöllisesti voimakkaammin liikkuvia Thomas ym. 2001 Nature 411:577-581 Conocephalus discolor Kuva Metrioptera roeselii Pohjoisten hyönteispopulaatioiden ns. kriittinen päivänpituus lyhentynyt => yksilöiden talvihorros (diapaussi) alkaa aiempaa myöhemmin, mahdollistaa useampia sukupolvia/kesä Bradshaw & Holzapfel 2002 Proc. Nat. Acad. Sci. USA 98:14509-14511 Suomessa ei tutkittu..
Kasvihuonekaasujen määrän noustessa lämpötila ja sademäärä nousevat Lähde: Jylhä, K. ym. 2009 Ilmatieteen laitoksen raportteja 2009:4.
Suomessa talvet lämpenevät eniten sateisuus lisääntyy läpi vuoden Lähde: Jylhä, K. ym. 2009 Ilmatieteen laitoksen raportteja 2009:4.
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 0.0-25.0 25.1-50.0 50.0-100.0 100.1-250.0 250.1-1044.0
Lajien tarpeissa on huomattavia eroja Kaikki erilaiset avoimet niittymaat Perinnebiotooppien erityistuella hoidettavat alueet
Siirtoistutukset lajeilla joiden elinympäristöverkosto harva? Kohtuullinen onnistumisen todennäköisyys (> 0,5) vain parhaissa 10-km ruuduissa Populaation kasvukerroin keskeisen tärkeä =>biotoopin hoidolla voidaan vaikuttaa lopputulokseen Lähde: Heikkinen, R.K. et al. 2015: - Biol. Cons. 176: 595-605. (http://dx.doi.org/10.1016/j.biocon.2015.09.028)
Yhteenvetoa Ilmasto on lämmennyt sekä maailmanlaajuisesti että Suomessa Muutosten vaikutukset näkyvät perhoslajistossa monin tavoin: Lajien levinneisyys Runsaussuhteiden muutokset Yhteisöjen lajikoostumus Monisukupolvisuus Keskeinen keino perhosten monimuotoisuuden säilyttämiseksi on ylläpitää riittävän tiheitä elinympäristöverkostoja, jotta lajien siirtyminen kohti pohjoista on mahdollista Siirtoistutusten onnistumisen todennäköisyys on alhainen jos elinympäristöjä vähän