Cambiamenti nella diversità delle piante artiche a causa dei cambiamenti climatici
Come i cambiamenti climatici rimodellano le comunità vegetali nella tundra fenoscandica.
Tuija Maliniemi, Petteri Kiilunen, Kari Anne Bråthen, Jutta Kapfer, Torunn Bockelie Rosendal, John-Arvid Grytnes, Patrick Saccone, Risto Virtanen
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Indice
- Che cos'è la Diversità Vegetale?
- Perché è Importante la Diversità Vegetale?
- L'Area di Studio
- Gli Effetti del Cambiamento Climatico
- Omogeneizzazione delle Comunità Vegetali
- Chi Sta Prendendo Piede?
- E Altre Piante?
- L'Importanza di Briophytes e Licheni
- Osservare i Cambiamenti nel Tempo
- Analisi dei Dati
- Risultati sulla Diversità Beta
- Il Ruolo delle Condizioni Ambientali
- Dominanza di Alcune Specie
- L'Impatto sulle Funzioni dell'Ecosistema
- Tendenze a Lungo Termine
- Cambiamenti Specifici delle Specie
- Il Futuro della Diversità Vegetale
- Conclusione
- Fonte originale
Le regioni artiche e boreali sono come i canarini nella miniera di carbone quando si parla di cambiamenti climatici. Con l'aumento delle temperature, le piante di queste aree devono affrontare nuove sfide che possono cambiare le loro comunità per sempre. Questo report analizza come la diversità vegetale sta cambiando nel tempo nelle zone di tundra e brughiera della Fennoscandia, concentrandosi su cosa significhi per gli ecosistemi locali.
Che cos'è la Diversità Vegetale?
La diversità vegetale si riferisce alla varietà di piante in un'area particolare. Questo include il numero di diverse specie (ricchezza) e quanto uniformemente sono distribuiti gli individui di quelle specie (equità). Un'alta diversità significa che ci sono molte specie diverse presenti e in equilibrio, mentre una bassa diversità può significare che poche specie dominano il paesaggio.
Perché è Importante la Diversità Vegetale?
Le comunità vegetali diverse sono importanti perché forniscono una serie di servizi che giovano all'ambiente e ad altri organismi viventi. Gli ecosistemi sani offrono cibo, aria pulita e acqua pulita. Aiutano anche nella conservazione del carbonio e nella formazione del suolo. Con i cambiamenti climatici che causano spostamenti in queste comunità vegetali, capire gli impatti è fondamentale per mantenere i nostri ecosistemi in salute.
L'Area di Studio
Ci concentriamo sulla tundra e le brughiere oligotrofiche della Fennoscandia, che si estendono nelle parti settentrionali di Finlandia, Svezia e Norvegia. Quest'area è famosa per i suoi paesaggi bellissimi dominati da piante resistenti in grado di sopravvivere a inverni rigidi e brevi stagioni di crescita. Qui, le comunità vegetali affrontano pressioni dovute all'aumento delle temperature e ai cambiamenti nei modelli meteorologici.
Gli Effetti del Cambiamento Climatico
Il cambiamento climatico è come un ospite sgradito che continua a spostare i tuoi mobili. Nella tundra, temperature più calde stanno influenzando la copertura di neve e la lunghezza della stagione di crescita. Le piante che prima prosperavano in certe condizioni possono trovarsi a dover lottare per la sopravvivenza, competendo con nuovi arrivati che si adattano meglio al nuovo ambiente.
Omogeneizzazione delle Comunità Vegetali
Una delle principali tendenze osservate negli ultimi anni è l'omogeneizzazione delle comunità vegetali, il che significa che diverse aree stanno diventando più simili tra loro. Immagina se ogni ristorante in città iniziasse a servire lo stesso piatto; i sapori unici di ogni posto svanirebbero. Nelle comunità vegetali, questa omogeneizzazione spesso porta a una dominanza di poche specie mentre altre declinano.
Chi Sta Prendendo Piede?
La specie vegetale Empetrum nigrum, comunemente nota come mirtillo nero, ha aumentato la sua presenza nella tundra. Pensa a E. nigrum come all'equivalente vegetale di quell'amico che si presenta sempre non invitato alle tue feste. Mentre prende piede, altre specie, come vari licheni e piante vascolari, faticano a trovare il loro posto.
E Altre Piante?
Mentre gli studi si sono concentrati molto sulle piante vascolari, ci sono un numero significativo di piante non vascolari come muschi e licheni che svolgono anche ruoli cruciali nell'ecosistema. Queste piante sono come gli eroi non celebrati del mondo vegetale, aiutando nel ciclo dei nutrienti e nella stabilizzazione del suolo, eppure non sono state studiate con la stessa attenzione.
L'Importanza di Briophytes e Licheni
I bryophytes (muschi) e i licheni sono cruciali per la diversità vegetale. Aiutano con la formazione del suolo e offrono habitat per piccoli animali. Tuttavia, mentre E. nigrum si espande, queste specie importanti affrontano delle sfide. Il loro declino può disturbare l'equilibrio dell'intero ecosistema, portando a meno servizi forniti.
Osservare i Cambiamenti nel Tempo
Gli scienziati hanno condotto sondaggi ripetuti in queste regioni per molti decenni. Controllando gli stessi appezzamenti di terra, i ricercatori sono stati in grado di vedere come sono cambiate le comunità vegetali. Queste osservazioni ripetute sono cruciali per comprendere le tendenze a lungo termine, soprattutto di fronte ai rapidi cambiamenti climatici.
Analisi dei Dati
I ricercatori hanno utilizzato modelli statistici per valutare i cambiamenti nelle comunità vegetali utilizzando dati raccolti da diversi siti. Hanno misurato sia la diversità alfa (ricchezza ed equità) che la diversità beta (le differenze tra le comunità). Volevano scoprire se le comunità vegetali stanno diventando più simili o più diverse nel tempo.
Risultati sulla Diversità Beta
I risultati hanno mostrato che la diversità beta è diminuita nell'area di studio. Questo significa che diversi appezzamenti di terra che un tempo avevano comunità vegetali uniche ora sembrano più simili tra loro. Essenzialmente, il sapore locale viene sostituito da un approccio "taglia unica" alla vegetazione.
Il Ruolo delle Condizioni Ambientali
Non è solo un libero accesso; le condizioni ambientali sono fondamentali per determinare quali piante prosperano. Fattori come umidità ed elevazione possono influenzare notevolmente i tipi di piante. Diverse aree sono state categorizzate in base a questi gradienti ambientali, aiutando i ricercatori a vedere come le condizioni locali influenzano i cambiamenti nella diversità vegetale.
Dominanza di Alcune Specie
Man mano che E. nigrum guadagna terreno, la ricchezza di altre specie tende a diminuire. Questo aumento di una specie può portare a una diminuzione della diversità complessiva e a una riduzione del numero di funzioni che gli ecosistemi possono sostenere. È come trasformare un dipinto vibrante e colorato in un schizzo in bianco e nero.
Funzioni dell'Ecosistema
L'Impatto sulleIl declino della diversità vegetale e la dominanza di poche specie ha implicazioni che vanno oltre la mera estetica. Le funzioni dell'ecosistema, come il ciclo dei nutrienti e la fornitura di habitat, ne risentono quando la diversità diminuisce. Una comunità vegetale meno diversificata è meno resiliente alle perturbazioni, comprese quelle causate dal cambiamento climatico o dall'influenza umana.
Tendenze a Lungo Termine
Le indagini a lungo termine hanno mostrato che mentre alcune specie si adattano o si spostano, altre stanno declinando o diventando estinte a livello regionale. Questi cambiamenti evidenziano le sfide che continueranno man mano che le condizioni ambientali cambiano. L'equilibrio delle comunità vegetali è delicato, e le tendenze attuali indicano un percorso preoccupante verso una maggiore omogeneizzazione.
Cambiamenti Specifici delle Specie
Non tutte le specie sono colpite in modo uguale da questi cambiamenti. Mentre E. nigrum sta prosperando, altre specie, tra cui licheni e certe piante vascolari, stanno vivendo un declino. Monitorare questi cambiamenti a livello di specie può fornire spunti su come la resilienza varia tra i diversi tipi di piante.
Il Futuro della Diversità Vegetale
Mentre guardiamo al futuro, il monitoraggio continuo delle comunità vegetali è essenziale. I cambiamenti nella diversità vegetale possono fornire avvertimenti precoci sulla salute degli ecosistemi. Comprendere queste tendenze aiuta a creare strategie di gestione per preservare habitat unici e i servizi che offrono.
Conclusione
In sintesi, le comunità vegetali nella tundra e nelle brughiere della Fennoscandia stanno subendo cambiamenti significativi a causa degli impatti climatici. L'aumento della dominanza di specie come E. nigrum porta a una omogeneizzazione, influenzando la Biodiversità e le funzioni essenziali che gli ecosistemi offrono. La ricerca e il monitoraggio continuativi sono vitali per proteggere queste regioni uniche e la loro diversità vegetale. Il futuro di questi bellissimi paesaggi è in bilico, quindi speriamo che le piante riescano a resistere e prosperare, nonostante le avversità.
Titolo: Long-term homogenization of vascular plant and lichen communities across Fennoscandian heathlands and tundra is connected to the expansion of an allelopathic dwarf shrub
Estratto: Boreal and tundra plant communities are expected to change in biodiversity due to increasing global change pressures such as climate warming. One long-term scenario is increasing compositional similarity, i.e., biotic homogenization, which has been relatively little studied in high-latitude plant communities. Here, we study how the composition and diversity of heathland and tundra plant communities have changed in northern Fennoscandia over several decades. In 2013-2023, we resurveyed 275 historic vegetation plots, originally surveyed in 1964-1975, with percentage covers for vascular plant, bryophyte and lichen species. We analyzed temporal changes in community composition and diversity across the study area and in different habitat types, biogeographic zones, and along the continentality-humidity gradient. We found a strong trend across the study area, with plant communities becoming more similar in composition over the decades. The observed homogenization was associated with compositional changes in vascular plant and lichen communities, and in particular with the encroachment of the evergreen dwarf shrub Empetrum nigrum. In comparison to vascular plants and lichens, the diversity of bryophytes generally remained more stable over time. Our findings suggest that Fennoscandian heathland and tundra vegetation is transforming towards a more homogenous evergreen dwarf shrub dominated system, which may threaten ecosystem multifunctionality. Our results highlight the importance of exploring biodiversity among different metrics and growth forms to understand the overall changes in heathland and tundra biodiversity.
Autori: Tuija Maliniemi, Petteri Kiilunen, Kari Anne Bråthen, Jutta Kapfer, Torunn Bockelie Rosendal, John-Arvid Grytnes, Patrick Saccone, Risto Virtanen
Ultimo aggiornamento: Dec 28, 2024
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.27.630519
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.27.630519.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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