Wissenschaftler aus der PhenoCam-Netzwerk haben eine leistungsstarke Methode zur Überwachung der Widerstandsfähigkeit von Ökosystemen angesichts des Klimawandels entwickelt. Mithilfe eines Netzwerks von Phenocams – Kameras, die nahezu kontinuierliche Beobachtungen der Blattfunktion erfassen – können sie erkennen Veränderungen von Ökosystemen infolge von Unwetterereignissen, stressigen Wachstumsbedingungen und anderen Störungen. Dieser innovative Ansatz, detailliert in einem Artikel veröffentlicht in Ecosphere von Spafford und Kollegen, könnte Naturschutzmanagern helfen, die Auswirkungen des Klimawandels auf die ökologische Integrität besser zu verstehen.
Der Klimawandel führt zu einer Zunahme von Unwetterereignissen wie Hurrikanen, Stürmen und Frösten und schafft belastendere Wachstumsbedingungen für Pflanzen. Diese Veränderungen können sich auf die Widerstandsfähigkeit von Ökosystemen oder ihre ökologische Integrität auswirken, was sich auf die Kohärenz von Ökosystemprozessen wie Kohlenstoff- und Wasserkreislauf bezieht. Die Überwachung der ökologischen Integrität ist für Naturschutzmanager von entscheidender Bedeutung, um die langfristige Gesundheit von Ökosystemen in einer sich verändernden Welt sicherzustellen.
Um die Wirksamkeit zu testen Phänomene Bei der Erkennung von ökologischen Störungen und Stress untersuchten Spafford und Kollegen 14 Beispiele aus dem PhenoCam-Netzwerk. Diese Fälle umfassten eine Reihe von Störungen wie Hurrikane, Stürme, Frost, Insektenentblätterung und Trockenstress. Die Forscher fanden heraus, dass Frost- und Fraßfraßstörungen sowohl zu einer Verkürzung als auch zu einer Verlängerung der Dauer des ansteigenden Abschnitts der Grünkurve führten, während Hurrikane im Allgemeinen zu einer Verkürzung der Dauer des Plateauabschnitts und der gesamten Laubperiode führten.
Die Studie stellte fest, dass Änderungen von mindestens ± 20 % in der Dauer des ansteigenden Abschnitts der saisonalen Grünkurve, ± 20 % in der Dauer des Plateauabschnitts nach dem saisonalen Grünspitzenwert und ± 10 % in der Dauer der gesamten Kurve festgestellt wurden Leaf-On-Periode waren zuverlässige Indikatoren für Beeinträchtigungen der Blattfunktion aufgrund von Störungen oder Stress. Diese Rückgänge könnten, wenn sie aufgrund des Klimawandels häufiger und schwerwiegender werden, die ökologische Integrität beeinträchtigen, indem sie Ökosystemprozesse stören.
Durch den Vergleich der Dauer dieser Perioden in einem bestimmten Jahr mit dem Durchschnitt anderer Jahre unter Verwendung dieser Schwellenwerte erreichten die Forscher eine durchschnittliche wahre Erkennungsrate von 86 % und eine falsch-positive Erkennungsrate von 11 %. Diese hohe Genauigkeit zeigt das Potenzial von Phenocams als effiziente Überwachungsinstrumente für die ökologische Integrität.
Die Verwendung von Phenocams zur Überwachung der ökologischen Integrität bietet Naturschutzmanagern einen vielversprechenden neuen Ansatz, um die Auswirkungen des Klimawandels auf Ökosysteme zu erkennen und zu verfolgen. In ihrem Artikel schreiben Spafford und Kollegen:
Die Anwendung der Dauer von Perioden aus Phenocam-abgeleiteten Grünheitsmustern als Indikator für die ökologische Integrität kann komplexer sein als andere traditionelle Indikatoren, da sie eine differenzierte Berücksichtigung einer Vielzahl von Faktoren erfordert, wie z. B. Signalqualität, Arten und Umwelt. Trotz dieser Komplexität bietet die Verwendung von Phenocams für die Überwachung der ökologischen Integrität mehrere deutliche Vorteile, darunter Automatisierung, Kosteneffizienz, Empfindlichkeit im Feinmaßstab und quantitative Überwachung, mit dem Potenzial für eine geringere Komplexität, wenn neue Überwachungserkenntnisse entwickelt werden. Andere herkömmliche Methoden zur Überwachung von Störungs- oder Stresseffekten wie Luft- oder Felduntersuchungen erfordern beträchtliche Zeit und finanzielle Ressourcen für Naturschutzmanager. Phenocams bieten auch Potenzial für ergänzende Forschungsziele mit Bildzeitreihen, einschließlich der Dynamik von Eis, Schnee, Blüte und anderen ökologisch wichtigen Phänomenen in der Szene (Jacobs et al., 2009). Durch das hier vorgeschlagene Überwachungsprotokoll zu verstehen, welche Arten robust, widerstandsfähig oder anfällig für globale Veränderungen sind, wird einen Einblick in effektive Erhaltungs- und Managementaktivitäten geben (Chamberlain et al., 2019).
Spafford et al. 2023
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Spafford, L., MacDougall, AH, Vitasse, Y., Filippa, G., Richardson, A., Steenberg, J. und Lever, JJ (2023) „Blattphänologie als Indikator für ökologische Integrität" Ökosphäre (Washington, DC), 14(5). Verfügbar um: https://doi.org/10.1002/ecs2.4487.
