En internationell studie ledd av tropiska biologer vid University of Miami avslöjar att tropiska träd vandrar uppförsbacke för att undkomma klimatförändringar, men inte tillräckligt snabbt.

I den mest omfattande studien i sitt slag, ett internationellt team av forskare under ledning av biologer vid University of Miami har funnit att tropiska och subtropiska skogar över Sydamerikas Anderna svarar på uppvärmning genom att migrera till högre, kallare höjder, men förmodligen inte tillräckligt snabbt för att undvika förlusten av deras biologiska mångfald, funktionell kollaps, eller till och med utrotning.

Publicerad 14 november i tidskriften Natur , studien bekräftade för första gången att, som många andra växt- och djurarter runt om i världen, träd från hela Andinska och Amazonas skogar i Colombia, Ecuador, Peru, och norra Argentina har rört sig uppåt. Men till skillnad från arter från världens tempererade eller boreala skogar, som är mycket mer vana vid dramatiska säsongsvariationer i temperatur, tropiska träd kör in i miljövägspärrar på högre, kallare höjder som hindrar deras migration och hotar deras överlevnad.

"I Anderna, ekosystemen kan förändras mycket snabbt och mycket dramatiskt, till exempel, från soliga och torra premontane skogar till soppvåta molnskogar. Dessa förändringar, kallade ekotoner, verkar blockera arters migrationer, " sa huvudförfattaren Belén Fadrique, en Ph.D. kandidat som designade och genomförde studien med sin rådgivare, Kenneth J. Feeley, UM:s Smathers ordförande för tropisk trädbiologi. "Dessa ekotonbarriärer gör det svårt för växter att flytta sin befolkning - och om de inte kan flytta, de kommer att dö ut."

För Natur studie, Fadrique och Feeley satte sig för att svara på en vetenskaplig uppmaning att inkludera fler tropiska växter i studier som undersöker och förutsäger effekterna av klimatförändringar – själva uppmaningen som Feeley och hans andra tropiska biologer har utfärdat i flera år eftersom, som han noterar, "tropikerna inkluderar de flesta av världens arter och vi vet nästan ingenting om vad dessa arter gör eller hur de reagerar på klimatförändringar."

Syftar på att fylla det tomrummet, forskarna från UM slog sig samman med 18 andra forskare från hela världen för att skapa en ny databas som spårar levebrödet för tusentals höglandsträd i 186 tomter belägna i det som kallas Tropical Andes Biodiversity Hotspot.

Sitter på höjder från 300 till över 3, 000 meter över havet, de flesta av tomterna är ungefär lika stora som en amerikansk fotbollsplan och har inventerats flera gånger under de senaste årtiondena. Kollektivt, dessa skogsområden innehåller en häpnadsväckande mångfald – totalt 120 olika växtfamiljer, 528 släkten, och fler än 2, 000 trädslag. Som Feeley noterar, det är fler trädarter än vad som finns i hela USA och Kanada tillsammans.

Genom att använda nyutvecklade modelleringstekniker som kombinerade data från alla plotter till en enda omfattande analys, forskarna bekräftade att när temperaturen i de höga Anderna stiger på grund av den globala uppvärmningen, värmeälskande tropiska träd söker mer optimala förhållanden genom att migrera till högre och kallare höjder. Följaktligen, överflöd av dessa värmeälskande, eller termofila, arterna i studieområdena ökar över tiden medan, i kontrast, överflödet av köldälskande arter minskar.

Forskarna blev också förvånade över att få veta att medan detta termofiliseringsfenomen är utbrett över Anderna, hastigheterna för förändringen i skogens sammansättning är inte enhetliga över höjder. De föreslår att "ekotonala vägspärrar" kan vara, till viss del, ansvarig. Med andra ord, när andinska arter pressas uppåt av stigande temperaturer, de kan snabbt hamna utanför sina bekvämlighetszoner som andra aspekter av deras livsmiljö, som regn och molntäcke, bli outhärdlig.

"Termofilisering är en munfull av ett ord, men det betyder att skogarna blir mer värmeälskande med tiden eftersom, när världen värms upp, de arter som föredrar kylan sparkas ut eller håller på att dö ut och de värmeälskande arterna flyttar upp och tar sin plats, ", sa Feeley. "Allt rör sig uppför berget så arterna nära bergens toppar håller på att ta slut på platser att gå till och kan snart riskera att utrotas på bergstoppen."

Feeley och hans kollegor har publicerat andra studier som undersöker effekterna av klimatförändringar på tropiska skogar i olika områden, men ingen med en så bred kontinental räckvidd. Vilket ger Feeley både förtroende – och paus – över studiens slutsats:"Andinska skogar måste läggas till den växande listan av ekosystem och arter som saknar förmågan att snabbt och sammanhållet reagera på klimatförändringar och därmed står inför hög risk för utrotning, förlust av biologisk mångfald, och funktionell kollaps."

Feeley och hans medförfattare hoppas kunna genomföra uppföljningsstudier som kommer att analysera hur klimatfaktorer påverkar specifika andinska arter, många av dem har inte ens identifierats eller namngivits ännu, och vilka konsekvenserna blir om de går förlorade.

"Tropiska skogar är en av de viktigaste aktörerna i världens globala kolcykel, ", sa Feeley. "De saktar ner klimatförändringarna genom att ta mycket kol ur atmosfären och lägga det i sin tillväxt. Så ju snabbare klimatförändringarna sker, desto snabbare kommer vi att förlora våra tropiska skogar, vilket i sin tur innebär att klimatförändringarna kommer att ske ännu snabbare."