Półwysep Antarktyczny szybko się zazielenia, a roślinność wzrosła dziesięciokrotnie od 1986 r. z powodu ocieplenia temperatur i cofania się lodowców.
Mchy dominują w krajobrazie, budząc obawy ekologiczne, takie jak utrata różnorodności biologicznej i gatunki obce gatunek inwazje. Naukowcy podkreślają potrzebę bezpieczeństwa biologicznego i szczegółowych badań terenowych, aby zrozumieć te zmiany.
Zmieniający się krajobraz Antarktyki
Antarktyda, kontynent określony przez lodowe, monochromatyczne krajobrazy, staje się coraz bardziej zielony – przynajmniej na części swoich krawędzi. Analiza danych satelitarnych Landsat sprzed 35 lat pokazuje, że od 1986 roku obszary roślinne na Półwyspie Antarktycznym powiększyły się ponad dziesięciokrotnie.
W miarę cofania się lodowców i wzrostu temperatur rośliny znajdują nowe możliwości wzrostu w tym i innych zimnych regionach. Naukowcy uważają, że rozprzestrzenianie się roślinności może oznaczać znaczącą zmianę ekologiczną na półwyspie, rodząc pytania o jego przyszłość.
Śledzenie wzrostu roślinności za pomocą obserwacji satelitarnych
Korzystając z danych z satelity Landsat 5–Landsat 8, naukowcy zmierzyli wzrost powierzchni roślinności na Półwyspie Antarktycznym, która wzrosła z 0,86 do 11,95 km2 (0,33 do 4,61 mil kwadratowych) w latach 1986–2021. Co ciekawe, ten trend zazieleniania przyspieszył po 2016 r. Badanie opublikowane w Nauka o przyrodzie w październiku 2024 r., prowadził naukowiec zajmujący się środowiskiem Tom Roland z Uniwersytetu w Exeter i ekspert ds. teledetekcji Olly Bartlett z Uniwersytetu Hertfordshire.
Ich wyniki przedstawiono na powyższych mapach. Panele pokazują ilość zieleni na niezamarzniętym terenie półwyspu poniżej 300 metrów nad poziomem morza w wybranych latach okresu objętego badaniem. Odcień każdego sześciokąta odpowiada powierzchni terenu, na której występuje poziom zieleni i zagęszczenie roślin, określony przez dane satelitarne Znormalizowany różnicowy wskaźnik roślinności (NDVI) były na tyle wysokie, że wskazywały na „prawie pewną” obecność roślinności. Wartości NDVI uzyskano z pozbawionych chmur obserwacji Landsat z marca każdego roku, który zazwyczaj obejmuje koniec sezonu wegetacyjnego. Mapy pokazują znaczną ekspansję pokrywy roślinnej na Szetlandach Południowych (w lewym górnym rogu każdego panelu) i wzdłuż zachodniej strony półwyspu, aż do niemal południowej granicy wzrostu roślin.
Mchy i ich rosnąca rola
Wcześniejsze badania terenowe na Półwyspie Antarktycznym wykazały, że mchy dominują na terenach zielonych, tworząc rozległe „dywany”, jak na wyspie Ardley na zdjęciu poniżej, oraz pionowo gromadzące się „brzegi”. Obydwa co roku tworzą warstwy nowego wzrostu. W wcześniejsza pracaRoland i wsp. Próbki rdzenia datowane węglem pobrane z brzegów mchów wzdłuż zachodniej strony półwyspu. Odkryli, że tempo gromadzenia się mchu wzrosło w ciągu ostatnich 50 lat, co wskazuje na wzrost aktywności biologicznej w obliczu zmian klimatycznych.
Zaskakujące odkrycia dotyczące ekspansji roślinności
Wyniki te skłoniły naukowców do zastanowienia się, czy roślinność nie tylko rozszerza swoje terytorium w górę, ale także na zewnątrz. Zatem Roland, Bartlett i ich zespół sięgnęli do wieloletniego rekordu Landsata. „Na podstawie próbek podstawowych spodziewaliśmy się pewnego zazieleniania” – powiedział Roland, „ale nie sądzę, że spodziewaliśmy się tego w skali, którą tutaj opisaliśmy”.
Zaskakujące było także tempo zazieleniania. „Kiedy po raz pierwszy sprawdziliśmy te liczby, nie mogliśmy uwierzyć” – powiedział Bartlett. Jednak wyniki, oparte na dwóch różnych miarach ekologiczności, były takie same. „Sam wskaźnik jest dość uderzający, szczególnie w ciągu ostatnich kilku lat”.
Zmiany klimatyczne napędzają trendy w zakresie ekologizacji
Półwysep Antarktyczny, wcinający się w Ocean Południowy od Antarktydy Zachodniej, jest jednym z najszybsze ocieplenie miejsca na Ziemi. Większość lodowców cofa się. Wzrost nowej roślinności w ostatnich latach zbiega się również ze zmniejszeniem zasięgu lodu morskiego na Antarktydzie, wzrostem powierzchni wód otwartych i silną pozytywną fazą Południowy tryb pierścieniowyco może powodować cieplejsze i bardziej wilgotne warunki – zauważają autorzy.
W miarę jak życie roślinne znajduje na Półwyspie Antarktycznym bardziej sprzyjające warunki do wzrostu, pojawiają się pytania o różnorodność biologiczną w jej unikalnych siedliskach. „Narrację o tych miejscach zdominowało cofanie się lodowców” – powiedział Roland. „Zaczynamy myśleć o tym, co będzie dalej po recesji lodowej”. Szczególnie niepokojące jest to, że tam, gdzie występuje mech, zwykle następuje tworzenie gleby, co stwarza większe możliwości dla roślin obcych, aby znaleźć przyczółek. Kiedy tak się stanie, stwierdził Bartlett, „mamy do czynienia z potencjalną erozją różnorodności biologicznej”.
Ryzyko gatunków obcych
Gospodarze Antarktydy setki rodzimych gatunków mchów, wątrobowców, porostów i grzybów, ale tylko dwa rodzime gatunki roślin kwiatowych. Obecność człowieka na kontynencie w celach turystycznych i badawczych może skutkować wprowadzeniem gatunków obcych (chociaż nasiona i zarodniki mogą również przylatywać z wiatrem). Kilka przypadków inwazji zostało już udokumentowanych na północnym Półwyspie Antarktycznym i na pobliskich wyspach. „Bezpieczeństwo biologiczne będzie nabierać coraz większego znaczenia w miarę zmniejszania się ograniczeń temperaturowych zimnych ekosystemów na dużych szerokościach geograficznych” – napisali naukowcy.
Teraz naukowcy chcą wrócić w teren, aby dokładniej poznać zmiany. „Jesteśmy w punkcie, w którym powiedzieliśmy już wszystko, co możemy powiedzieć o archiwach Landsatu” – powiedział Roland. Pozostaje wiele pytań dotyczących tego, jakie typy zbiorowisk roślinnych obejmują te nowe obszary zielone oraz jakie zmiany w strukturze i funkcji ekosystemów Półwyspu Antarktycznego mogą już zachodzić. „Musimy udać się do miejsc, w których widzimy najbardziej charakterystyczne zmiany i zobaczyć, co dzieje się w terenie”.
Odniesienie: „Trwałe zazielenianie Półwyspu Antarktycznego obserwowane z satelitów”: Thomas P. Roland, Oliver T. Bartlett, Dan J. Charman, Karen Anderson, Dominic A. Hodgson, Matthew J. Amesbury, Ilya Maclean, Peter T. Fretwell i Andrew Fleming, 4 października 2024 r., Nauka o przyrodzie.
DOI: 10.1038/s41561-024-01564-5
NASA Mapy Obserwatorium Ziemi autorstwa Michaly Garrison na podstawie danych Roland, TP i in. (2024). Zdjęcie dzięki uprzejmości Dana Charmana (Uniwersytet w Exeter).
