المناخ هو تأثير بيئي مهم على النظم الإيكولوجية، حيث يؤثر تغيير المناخ على النظم الإيكولوجية بعدة طرق، على سبيل المثال قد يجبر الاحترار الأنواع على الهجرة إلى خطوط عرض أعلى أو الارتفاعات العالية، حيث تكون درجات الحرارة أكثر مواتية لبقائها. وبالمثل مع ارتفاع مستوى سطح البحر، فإن اقتحام المياه المالحة في نظام المياه العذبة قد يجبر بعض الأنواع الرئيسية على الانتقال أو الموت، وبالتالي إزالة الحيوانات المفترسة أو الفريسة التي تعتبر حاسمة في السلسلة الغذائية الحالية.

 

الآثار المناخية على النظم الإيكولوجية

 

لا يؤثر تغير المناخ فقط على النظم الإيكولوجية والأنواع مباشرة بل يتفاعل أيضًا مع الضغوطات البشرية الأخرى مثل التنمية، على الرغم من أن بعض الضغوطات تتسبب في تأثيرات طفيفة فقط عند التصرف بمفردها، إلا أن تأثيرها التراكمي قد يؤدي إلى تغييرات بيئية مثيرة.

 

على سبيل المثال، قد يؤدي تغير المناخ إلى تفاقم الإجهاد الذي يضعه تطوير الأراضي في المناطق الساحلية الهشة، بالإضافة إلى ذلك، قد تصبح المناطق الغابات التي تم تسجيلها مؤخرًا عرضة للتآكل إذا أدى تغير المناخ إلى زيادة في العواصف الممطرة الغزيرة.

 

تغير توقيت أحداث دورة الحياة الموسمية

 

بالنسبة للعديد من الأنواع، فإن المناخ الذي يعيشون فيه أو يقضون جزءًا من السنة يؤثر على المراحل الرئيسية لدورة حياتهم السنوية، مثل الهجرة والزهر والتكاثر، حيث نظرًا بأن الشتاء أصبح أقصر وأكثر اعتدالًا فقد تغير توقيت هذه الأحداث في بعض أنحاء البلاد:

 

  • أدت الينابيع السابقة إلى التعشيش في وقت سابق لـ 28 نوعًا من الطيور المهاجرة على الساحل الشرقي للولايات المتحدة.

 

  • الطيور الشمالية الشرقية التي يعود الشتاء في جنوب الولايات المتحدة إلى الشمال في ربيع 13 يومًا قبل ذلك في قرن مضى.

 

  • في دراسة في كاليفورنيا، قام 16 من أصل 23 نوعًا بتقديم توقيت الهجرة ووصل في وقت مبكر.

 

نظرًا لأن الأنواع تختلف في قدرتها على التكيف، يمكن أن تُطور التزامن وزيادة الأنواع والضعف في النظام الإيكولوجي، يمكن أن تشمل هذه التزامات عدم التطابق في توقيت الهجرة والتربية وتجنب الآفات وتوافر الطعام، عندها يتم تقليل النمو والبقاء على قيد الحياة عندما يصل المهاجرون إلى موقع قبل أو بعد مصادر الطعام.

 

نطاق التحولات

 

مع زيادة درجات الحرارة، تتحرك نطاقات الموائل في العديد من أنواع أمريكا الشمالية شمالًا وإلى الارتفاعات العليا. في العقود الأخيرة، في كل من الأراضي والبيئات المائية، حيث انتقلت النباتات والحيوانات إلى ارتفاعات أعلى بمعدل متوسط ​​يبلغ 36 قدمًا (0.011 كيلومتر) في العقد، وإلى خطوط عرض أعلى بمعدل متوسط ​​10.5 ميل (16.9 كيلومتر) في العقد.

 

في حين أن هذا يعني توسيع نطاق لبعض الأنواع، فإنه يعني بالنسبة للآخرين الحركة إلى موائل أقل مضيافًا أو زيادة المنافسة أو تقليل النطاق، مع وجود بعض الأنواع في أي مكان لأنها موجودة بالفعل في قمة الجبل أو في الحد الشمالي من أرض مناسبة لموائلها.

 

هذه العوامل تؤدي إلى انقراض محلي لكل من النباتات والحيوانات في بعض المناطق ونتيجة لذلك، فمن المتوقع أن تتغير نطاقات المناطق الحيوية النباتية عبر 5-20 ٪ من الأراضي في الولايات المتحدة بحلول عام 2100.

 

على سبيل المثال، تغزو الغابات الشمالية التندرا (التندرة)، مما يقلل من الموائل للعديد من الأنواع الفريدة التي تعتمد على النظام البيئي التندرا، مثل الكاريبو والثعالب في القطب الشمالي والبوم الثلجي. وتشمل التغييرات الأخرى المرصودة في الولايات المتحدة تحولًا في حدود غابة العريض الصنوبري المعتدل في الجبال الخضراء في فيرمونت، حيث أنه كان تحول في حدود غابة الشجيرات الصنوبرية في نيو مكسيكو وكذلك وتحول الارتفاع التصاعدي لحدود الغابات المختلطة الصنوبرية المعتدلة في جنوب كاليفورنيا.

 

بينما الأنهار والجداول دافئة، تتوسع أسماك المياه الدافئة إلى مناطق تسكنها سابقًا من قبل أنواع المياه الباردة، مع دافئة المياه تفقد أسماك المياه الباردة، بما في ذلك العديد من أنواع سمك السلمون المرقط والسولمون ذات القيمة العالية مساكنها مع توقعات بفقدان الموائل (المساكن) بنسبة 47 ٪ بحلول عام 2080.

 

في مناطق معينة في غرب الولايات المتحدة قد تتجاوز خسائر سكان تراوت الغربية 60 في المائة، بينما في مناطق أخرى قد تصل خسائر سمك السلمون المرقط إلى حوالي 90 في المائة. تحولات النطاق تزعج الوضع الحالي للنظام الإيكولوجي، ويمكن أن تحد من الفرص لصيد الأسماك والصيد.

 

اضطرابات الويب الغذائية

 

يمكن أن يمتد تأثير تغير المناخ على أنواع معينة من خلال شبكة غذائية، ويؤثر على مجموعة واسعة من الكائنات الحية الأخرى.  إن الأمر لا يقتصر على انخفاض عدد سكان الدب القطبي في الجليد البحري عن طريق الحد من مدى موطنهم الأساسي، بل إنه يؤثر سلبًا أيضًا عبر تأثيرات الويب الغذائية.

 

فالانخفاض في مدة ومدى الجليد البحري في القطب الشمالي يؤدي إلى انخفاض في وفرة الطحالب الجليدية، التي تزدهر في جيوب غنية بالمغذيات في الجليد. فعندما يتم تناول هذه الطحالب بواسطة العوالق الحيوانية، والتي بدورها تؤكلها سمك القد في القطب الشمالي، فهو مصدر غذائي مهم للعديد من الثدييات البحرية، بما في ذلك الأختام. تؤكل الأختام بواسطة الدببة القطبية وبالتالي، يمكن أن تسهم الانخفاضات في الطحالب الجليدية في الانخفاض في مجموعات الدب القطبي.

 

آثار العازلة والعتبة

 

يمكن أن تكون النظم الإيكولوجية بمثابة مخازن طبيعية من الأحداث المتطرفة مثل حرائق الغابات والفيضانات والجفاف، وقد يقيد تغير المناخ والتعديل البشري قدرة النظم الإيكولوجية على تخفيف آثار الظروف القاسية، وبالتالي قد يزيد من ضعف الضرر. ومن الأمثلة على ذلك الشعاب المرجانية والجزر الحاجز التي تحمي النظم الإيكولوجية الساحلية من العواصف العاصفة، والنظم الإيكولوجية للأراضي الرطبة التي تمتص مياه الفيضان وحرائق الغابات الدورية التي تزيل الحطام الزائد للغابات وتقلل من خطر الحرائق الكبيرة بشكل خطير.

 

في بعض الحالات، يحدث تغيير النظام الإيكولوجي بسرعة وبشكل لا رجعة فيه بسبب تمرير العتبة أو نقطة تحول، إن أحد مجالات الاهتمام بالعتبات هو منطقة (Prairie Pothole) في الجزء الشمالي الوسطى من الولايات المتحدة. إن هذا النظام الإيكولوجي هو عبارة عن مساحة واسعة من البحيرات الضحلة الصغيرة، والمعروفة باسم “Prairie Potholes” أو “Lakes Lakes”، حيث توفر هذه الأراضي الرطبة موائل تكاثر أساسية لمعظم أنواع الطيور المائية في أمريكا الشمالية.

 

وقد شهدت منطقة الحفر جفافًا مؤقتًا في الماضي، ومع ذلك فإن هذا قد يؤدي لمستقبل أكثر دفئًا دائمًا وإلى تغيير العتبة، وهو ما يعرف بالانخفاض الكبير في حفر المرج الذي يستضيف مجموعات الطيور المائية، والتي توفر لاحقًا فرصًا عالية القيمة للحياة البرية.

 

وبالمثل عندما تصبح الشعاب المرجانية متوترة من زيادة درجات حرارة المحيط، فإنها تطرد الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش داخل أنسجتها، وهي ضرورية لصحتهم، وهذا هو المعروف باسم تبييض المرجان. ومع ارتفاع درجات حرارة المحيط فإن حموضة المحيط تزداد، ومن المحتمل أن تصبح التبييض والموت المرجاني أكثر تواتراً، حيث أنه من غير المرجح أن تتعافى الشعاب المرجانية المجهدة بشكل مزمن.

 

مسببات الأمراض والطفيليات والمرض

 

يمكن أن يدعم تغير المناخ والتحولات في الظروف البيئية انتشار مسببات الأمراض والطفيليات والأمراض، مما له آثار خطيرة محتملة على صحة الإنسان والزراعة ومصايد الأسماك. فعلى سبيل المثال، فإن طفيل المحار بيركنز مارينوس قادر على التسبب في موت محار كبير. حيث أن هذا الطفيل قد مد نطاقه شمالًا من خليج تشيسابيك إلى مين، وهو توسع يبلغ طوله 310 ميلًا مرتبطًا بدرجات حرارة الشتاء أعلى من المتوسط.

 

مخاطر الانقراض

 

يعد تغير المناخ، إلى جانب تدمير الموائل والتلوث أحد الضغوطات المهمة التي يمكن أن تسهم في انقراض الأنواع، حيث تقدر IPCC أن 20-30 ٪ من الأنواع النباتية والحيوانية التي تم تقييمها حتى الآن في دراسات تغير المناخ معرضة لخطر الانقراض إذا وصلت درجات الحرارة إلى المستويات المتوقعة في نهاية هذا القرن.

 

وأنه من المحتمل أن تقترب معدلات انقراض الأنواع العالمية أو تتجاوز الحد الأعلى للمعدلات الطبيعية المرصودة للانقراض في السجل الأحفوري. ومن الأمثلة على الأنواع التي تكون حساسة للمناخ بشكل خاص، ويمكن أن تكون معرضة لخطر خسائر كبيرة الحيوانات التي يتم تكييفها مع البيئات الجبلية مثل (Pika) وهي الحيوانات التي تعتمد على الموائل الجليدية البحرية.

 

وفي نهاية ذلك، إن التباين الطبيعي وتقلبات المناخ في النظام الإيكولوجي له أثار سيئة على المحيط؛ وذلك لأن النظم البيئية توفر مجموعة من الخدمات القيمة التي يعتمد عليها البشر في الغذاء والأنشطة الاقتصادية والإلهام والتمتع.