Des écosystèmes entiers se déplacent radicalement vers le nord dans les Grandes Plaines, un phénomène vraisemblablement lié aux influences humaines comme le changement climatique, dit une nouvelle recherche de l'Université du Nebraska-Lincoln qui a analysé près de 50 ans de données sur la répartition des oiseaux.

La limite de l'écosystème la plus au nord s'est déplacée de plus de 365 milles au nord, avec la limite la plus au sud se déplaçant à environ 160 milles de la ligne de base de 1970.

Les résultats pourraient éclairer le développement d'un système d'alerte précoce qui donnerait aux gestionnaires des terres des décennies pour se préparer au changement ou à l'effondrement de l'écosystème, leur permettant de s'adapter ou de favoriser le changement plutôt que de simplement réagir, les chercheurs ont dit.

Alerte précoce, long le chant des sirènes pour les événements météorologiques extrêmes tels que les tornades, est également un objectif émergent en écologie. Les écologistes ont longtemps pensé que les écosystèmes réagissaient aux pressions externes — changements climatiques, espèces envahissantes - en idiosyncratique, manières largement imprévisibles.

Mais la nouvelle étude de l'équipe, publié le 24 juin dans la revue Nature Changement Climatique , réussi à quantifier pour la première fois la composante spatiale de ce changement. Ce faisant, cela suggère que les réponses écologiques sont beaucoup plus ordonnées et prévisibles qu'on ne le pensait auparavant.

« Si nous pouvons travailler à la prévention (des changements), nous allons économiser beaucoup d'argent et de temps, " a déclaré Caleb Roberts, auteur principal et chercheur postdoctoral au Nebraska. "Nous n'aurons pas à nous soucier d'espèces menacées spécifiques, peut-être, car nous protégerons le système dont ils ont besoin."

Pour arriver à leurs conclusions, les chercheurs ont analysé 46 ans de données aviaires recueillies pour le North American Breeding Bird Survey, un programme de l'U.S. Geological Survey conçu pour suivre les populations d'oiseaux. Cette enquête comprenait plus de 400 espèces d'oiseaux trouvées dans un transect de 250 milles de large s'étendant du Texas au Dakota du Nord.

L'équipe a ensuite séparé les espèces d'oiseaux en groupes en fonction de leur masse corporelle et a recherché des lacunes dans la répartition des groupes. Ces lacunes agissent effectivement comme la signature ADN d'un écosystème, a déclaré le co-auteur Craig Allen, permettant à l'équipe d'identifier où se termine un écosystème et où commence un autre.

En analysant le mouvement géographique des signatures distinctes de masse corporelle sur une période de 46 ans, l'équipe a réussi à mesurer à quel point et à quelle vitesse chaque écosystème s'est déplacé vers le nord.

« Tout ce que (ces pauses) dit, c'est qu'il y a beaucoup d'animaux avec une petite taille corporelle ; alors il y a un écart avec rien dans cette taille corporelle moyenne ; alors vous avez un autre groupe et un autre groupe, " dit Allen, directeur du Center for Resilience in Working Agricultural Landscapes de l'université. "Et puisque ceux-ci reflètent les domaines d'échelle dans un écosystème, c'est comme une signature - l'ADN - d'un écosystème donné."

Sur leur zone d'étude, et au fil du temps, les chercheurs ont identifié trois limites distinctes de l'écosystème, avec un quatrième – et donc un quatrième régime écosystémique – apparaissant dans la dernière décennie.

Le fait que la limite la plus au nord s'est déplacée plus que sa contrepartie la plus au sud reflète un phénomène bien documenté connu sous le nom d'amplification arctique, suggérant que le changement climatique est en jeu, les chercheurs ont dit. Mais le mouvement s'aligne également sur d'autres moteurs de changement mondiaux qui incluent les tendances des incendies de forêt; l'invasion de plantes ligneuses telles que les cèdres rouges de l'Est; développement énergétique; conversion des terres agricoles; et l'urbanisation.

"Comme la plupart des choses en écologie, (ces changements) ont probablement des causes multiples, " dit Allen. " Et je pense qu'il est assez difficile d'essayer de se séparer, dire, l'invasion des arbres par le changement climatique, car il s'agit du feu mais aussi du changement climatique. Toutes ces choses sont étroitement liées."

Les prairies sont l'écosystème le plus menacé au monde, Roberts a dit, en partie à cause de l'empiètement des plantes ligneuses. Cet empiétement, il a dit, est quelque chose que les gens peuvent contrôler en augmentant la combustion, l'augmentation de l'abattage des arbres et la diminution des plantations.

"Ce sont toutes des choses que nous pouvons faire et utiliser l'alerte précoce pour dire, « Nous arrivons à la limite de la résilience de cette prairie. C'est sur le point de s'effondrer, surtout dans notre région. Que pouvons-nous faire pour arrêter cela ?' C'est le genre de pouvoir que cet outil aurait, " dit-il. " Vous n'avez pas à attendre qu'il vous arrive. Vous pouvez le voir venir et agir de manière préventive."

Lorsque les gestionnaires fonciers attendent que le problème arrive à leur porte dérobée, Allen a dit, il est souvent trop tard pour modifier le résultat. Compte tenu de cette urgence, les chercheurs prévoient d'étendre la portée de leur analyse des écosystèmes à la fois à l'est et à l'ouest, en capturant potentiellement des forêts et des chaînes de montagnes, tout en clarifiant davantage la manière dont les écosystèmes voisins se déplacent les uns par rapport aux autres et par rapport aux moteurs mondiaux.

Finalement, les chercheurs ont dit, ils ont l'intention de développer des outils utilisables par les gestionnaires des terres et les écologistes allant de l'industrie privée à l'armée.

« Nous travaillons en étroite collaboration avec une longue liste de partenaires pour comprendre comment naviguer dans ces types de transitions et augmenter les performances des investissements de conservation, " a déclaré Dirac Twidwell, professeur agrégé d'agronomie et d'horticulture. "Les transitions à grande échelle ne doivent pas être sous-estimées. Restaurer ce qui a été perdu s'est avéré extrêmement difficile lorsque le défi s'étend sur de vastes régions géographiques."