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 снижение 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.