Чрезвычайно жаркие дни тормозят рост численности птиц — особенно в низких широтах, вероятно, за счет гибели взрослых особей от перегрева и обезвоживания и неудачного размножения. К такому выводу пришли ученые, проанализировав данные о динамике более чем 3000 популяций пернатых со всего мира в период с 1950 по 2020 год и сопоставив их с климатическими переменными. Дополнительный анализ показал, что рост числа дней аномальной жары, вызванный антропогенными изменением климата, уже привел к сокращению птичьих популяций в тропиках на 25-38 процентов по сравнению с гипотетическим сценарием без изменения климата. Этот эффект выше, чем от прямого воздействия человека на природу (например, от вырубки лесов). Как отмечается в статье для журнала Nature Ecology & Evolution, полученные результаты могут объяснять, почему численность птиц сокращается даже в нетронутых лесах Южной и Центральной Америки.
В последние десятилетия во многих регионах мира наблюдается снижение численности птиц. В частности, только Северная Америка с 1970 по 2019 год лишилась примерно трех миллиардов пернатых. Чаще всего сокращение птичьих популяций связывают с прямыми последствиями человеческой деятельности, например, вырубкой лесов, развитием сельского хозяйства, распространением инвазивных видов и охотой. Однако орнитологи заметили, что численность птиц резко снизилась даже в некоторых регионах, где активность людей минимальна и экосистемы до сих пор остаются в естественном состоянии — например, в отдельных тропических лесах Панамы, Бразилии и Эквадора. Предполагается, что здесь пернатые в первую очередь страдают от антропогенного изменения климата, но доказательств в пользу этой гипотезы до сих пор было недостаточно.
Климатолог Максимилиан Котц (Maximilian Kotz) из Суперкомпьютерного центра Барселоны и его коллеги решили подробнее изучить связь между повсеместным сокращением численности птиц и изменением климата. Для этого исследователи проанализировали сведения о состоянии более чем 3000 популяций наземных пернатых, которые были собраны по всему миру с 1950 по 2020 годы и включены в базу данных Living Planet. Их сопоставили с информацией о температуре воздуха и осадках в местах обитания этих птиц из архивов Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды. Особое внимание авторы уделили дням с экстремально высокими температурами, которые превышали 99 процентиль исторического — с 1940 по 1970 годы — распределения. Кроме того, в выборку включили сведения о землепользовании и плотности человеческого населения из базы Hyde Global Environment. Они позволяли оценить, в какой степени каждая из изученных популяций была подвержена прямому воздействию человеческой деятельности.
Воспользовавшись серией регрессионных моделей смешанных эффектов, Котц и его коллеги обнаружили, что при более высоких среднегодовых температурах птичьи популяции в среднем растут медленнее. Однако этот эффект перестает быть статистически значимым при учете других климатических переменных. Намного более сильное — и при этом негативное — влияние на птиц оказывают экстремально высокие температуры. Расчеты показали, что они резко сокращают рост численности пернатых. Этот эффект проявляется в географическом диапазоне между 55 градусами северной и 55 градусами южной широты, то есть на 81 проценте земной суши, но сильнее всего — в тропиках, между 23 градусами северной и 23 градусами южной широты.
Разбивка результатов по отдельным биомам показала, что в наибольшей степени от экстремальной жары страдают птицы из тропических экосистем (причем в сухих тропических лесах этот эффект выражен сильнее, чем во влажных). В средиземноморских экосистемах негативное влияние высоких температур на рост численности птиц проявляется в меньшей степени; в других же оно статистически недостоверно. По мнению авторов, птицы из тропиков адаптированы к жизни в узком диапазоне температур и во время сильной жары легко погибают от перегрева или обезвоживания (а если и выживают, то из-за перенесенного стресса впоследствии хуже размножаются). Среди отдельных групп пернатых негативное воздействие жары было выявлено у воробьинообразных (Passeriformes), ястребообразных (Accipitriformes), курообразных (Galliformes), журавлеобразных (Gruiformes) и пеликанообразных (Pelecaniformes). Этот эффект проявлялся как у мигрирующих, так и у оседлых видов.
По оценкам Котца и его коллег, в результате антропогенного изменения климата дни с экстремально высокими температурами за последние 40 лет стали все более частыми по всему миру, особенно в низких широтах, где их частота выросла примерно в десять раз. Чтобы понять, как это отразилось на птицах, исследователи провели дополнительный анализ. Они смоделировали динамику разных популяций пернатых с 1950 по 2020 год при двух сценариях: при наблюдаемых условиях, когда частота экстремально жарких дней резко повысилась из-за роста глобальных температур; и при условиях, когда антропогенное изменение климата отсутствовало (прямое человеческое воздействие на окружающую среду, например, вырубка лесов, учитывалось в обоих случаях).
Сопоставив полученные результаты, авторы пришли к выводу, что в большинстве регионов мира в период с 1950 по 2020 год участившаяся экстремальная жара привела к сокращению численности птиц по сравнению со сценарием без антропогенного изменения климата, особенно после 1980 года. Сильнее всего этот эффект был выражен в тропиках, где популяции пернатых испытали медианное
Следует подчеркнуть, что речь идет о снижении по сравнению с гипотетическим сценарием. В реальности эти популяции не обязательно сокращались — или не обязательно сокращались на такие величины.
в 25-38 процентов. Для многих тропических видов сокращение составило более 50 процентов — но для небольшого их числа оно оказалось незначительным. В средних широтах (от 21 до 43 градусов северной или южной широты) популяции птиц снизились по сравнению со сценарием без изменения климата всего на три-пять процентов. В высоких же широтах экстремальная жара не оказала ни положительного, ни отрицательного влияния на пернатых. Дополнительный анализ показал, что прямое воздействие человека на экосистемы привело к сокращению птичьих популяций на 10 процентов в низких широтах и на 20 процентов в средних (по сравнению со сценарием, где оно отсутствовало). Таким образом, в тропиках экстремальная жара вредит птицам сильнее, чем вторжение человека в природу, а в средних широтах — наоборот.
Таким образом, последствия антропогенного изменения климата уже сейчас наносят серьезный ущерб птицам, в первую очередь в тропиках, где обитает большинство их видов. Полученные результаты могут объяснить, почему популяции пернатых сокращаются даже в некоторых нетронутых лесах Южной и Центральной Америки. По словам Котца и его коллег, основным фактором, определяющим судьбу того или иного вида при антропогенных изменениях климата, обычно считается рост средней температура в течение года или определенного сезона; но, похоже, намного большее значение имеет увеличение частоты экстремальные температуры. Наконец, в заключение авторы отмечают, что защита обширных природных территорий от влияния людей долгое время считалась самым эффективным способом повысить шансы птиц и других животных на выживание в условиях быстрого изменения климата. Результаты обсуждаемого исследования ставят эту идею под сомнение, поскольку экстремальная жара ставит под угрозу даже те популяции пернатых, среда обитания которых не подвержена прямому человеческому влиянию.
Несколько лет назад орнитологи обнаружили, что на фоне потепления и иссушения климата бразильской Амазонии у 77 видов местных птиц уменьшилась масса тела. У 61 из них также удлинились крылья. Впрочем, сложно сказать, поможет ли это пернатым справиться с последствиями изменения климата.