6. Klimatisko faktoru ietekme uz dzīvajiem organismiem

Tāpat kā citur pasaulē, arī Latvijā sistemātisku ilgtermiņa pētījumu datu, kas nepārprotami liecinātu par klimata izmaiņu ietekmi uz ekosistēmām un to bioloģisko daudzveidību, ir ļoti maz.

Arī Latvijā par pārliecinošāko pierādījumu temperatūras paaugstināšanās ietekmei uz dzīvajiem organismiem tiek uzskatīti fenoloģiskie novērojumi, kas aptvertas garum garās datu rindās par dzīvo organismu stāvokļa izmaiņām. Dažu fenoloģisko parādību dati ir uzkrāti pat kopš 19. gs. beigām, pateicoties entuziastu – dabas pētnieku novērojumiem. Analizējot 9 augu sugu (baltalkšņa Alnus incana, apses Populus tremula, sarkano jāņogu Ribes rubrum, kļavas Acer platanoides, dziedniecības pienenes Taraxacum officinale, oša Fraxinus excelsior, pīlādža Sorbus aucuparia, ceriņu Syringa vulgaris) fenoloģisko fāžu iestāšanās datumus, konstatēts, ka pēdējo 30 gadu laikā tām ir tendence iestāties arvien agrāk. Laika periodā no 1971. līdz 2000. gadam pavasara un vasaras sākums, vērtējot pēc minēto augu fenofāzēm, iestājās caurmērā par 4 dienām agrāk. Taču dažādām sugām tas ievērojami atšķiras. Piemēram, baltalksnim ziedēšanas fāze minētā perioda beigās salīdzinājumā ar sākumu iestājās par 33 dienām agrāk. Turpretī lapu dzeltēšanas fāze rudenī ir nobīdīta ļoti nedaudz – tikai par 1–2 dienām. Līdz ar to pagarinājās arī veģetācijas sezona. Bērzam tā bija 157, bet kļavai 155 dienas. Caurmērā veģetācijas periods bērzam un kļavai sākās 1. maijā un beidzās attiecīgi 5. un 2. oktobrī. Bērzam un kļavai tas pagarinājās caurmērā par 14 dienām. Analizējot nokrišņu daudzuma ietekmi uz fenoloģiskajām parādībām, būtiska ietekme netika konstatēta.

Daudzām gājputnu sugām, kas atgriežas Latvijā līdz ar sniega nokušanu, kopš 20. gs. 70. un 80. gadiem ir tendence atlidot aizvien ātrāk (6.16. att.). Šī tendence ir kļuvusi īpaši izteikta kopš 20. gs. 70.- 80. gadiem.

6.16. att. Dzērvju Grus grus vidējā atlidošanas laika izmaiņas periodā no 1895. līdz 2006. gadam pēc Ornitoloģijas biedrības datiem.

Avots – Auniņš A., 2008. Klimata pārmaiņu ietekme uz Latvijas savvaļas dabas bioloģisko daudzveidību. Grām.: Stratēģiskās analīzes komisija 2008. Klimata pārmaiņas: izaicinājumi Latvijai starptautiskajā vidē. Rīga, 54–77.

Ar klimata pasiltināšanos Latvijā tiek skaidrota baltā zaķa Lepus timidus skaita svārstības un aļņa Alces alces skaita samazināšanās. Pēdējos gadu desmitos, biežākām kļūstot ziemām ar niecīgu sniega segu, zaķa baltais kažoks vairs nekalpo kā maskēšanās krāsa un zaķis biežāk kļūst par upuri plēsējiem. Savukārt aļņa populācijas samazināšanos skaidro ar nobīdēm barības augu kvalitātē saskaņā ar šī dzīvnieka barošanās ciklu. Aļņa populācijas skaita samazināšanās novērojama visā ziemeļu puslodē, arī Ziemeļamerikā, kur tas tiek skaidrots ar dažu no dienvidu rajoniem ienākušu zālēdāju parazītu savairošanos.

2013. gadā Latvijā pirmoreiz tika nomedīts zeltainais šakālis Canis aureus (6.17. att.), kas pamatā apdzīvo Eiropas Vidusjūras reģiona austrumus, Tuvos Austrumus un Dienvidāziju. Konstatēts, ka Eiropā zeltainie šakāļi pēdējās desmitgadēs izplatās uz ziemeļiem. Tie ir sastopami Balkānos, Ungārijā, Rumānijā, Ukrainā, Austrijā, Slovākijā, Slovēnijā un Itālijā. Šo dzīvnieku populācijā Baltijas valstis ir tālākā vieta uz ziemeļiem, kur tie līdz šim sastapti un, domājams, liela nozīme šakāļa izplatības procesā ir klimata izmaiņām. Spriežot pēc barošanās īpatnībām, tas varētu kļūt par nopietnu konkurentu gan rudajai lapsai, gan agrāk Latvijā introducētajam jenotsunim.

6.17. att. Zeltainais šakālis Canis aureus.

Avots –https://lv.wikipedia.org/wiki/Zeltainais_%C5%A1ak%C4%81lis#/medi/File:Canis_aureus_Kaeng_Krachan_national_park.jpg

Attiecībā uz augiem ir visai grūti nosaukt sugu, kuras ieviešanās Latvijas florā būtu saistāma tikai un vienīgi ar klimata pasiltināšanos. Jāatzīmē, ka 2/3 mūsdienu Latvijas floras sugu gadsimtu gaitā ir tīši vai netīši ievazāti svešzemju augi. Pētniekiem nav pierādījumu, ka pagājušā gadsimtā Latvijā ienākušo svešzemju augu sugu, piemēram, Kanādas zeltslotiņa Solidago canadensis, puķu sprigane Impatiens glandulifera, pīlādžlapu sērmūkšspireja Sorbaria sorbifolia, Japānas un Sahalīnas sūrenes Reynoutria japonica un R. Sachalinensis, masveida savairošanās varētu būt skaidrojama ar klimata pasiltināšanos, jo tās kā krāšņumaugi nākušas no teritorijām ar visai līdzīgu temperatūras režīmu. Atzīmēts, vienīgi, ka sūreņu izplatību līdz šim ierobežojušas vēlās pavasara salnas. Vienīgā līdz šim zināmā augu suga, kuru varētu uzskatīt par klimata pasiltināšanās indikatoru, ir pusparazītiskā suga baltais āmulis Viscum album, kurš parazitē lapu koku lapotnēs un kuram caur Latviju iet izplatības ziemeļu robeža. Šī suga 19. gs. bija konstatēta tikai Kurzemes un Latgales dienvidu rajonos. Sākot ar pagājušā gs. 90. gadiem, tās atrašanās vietu skaits Latvijā ir strauji pieaudzis.

Tomēr prognozes liecina, ka, paaugstinoties temperatūrai, daudzu Eiropas augu sugu potenciālais areāls varētu pārvietoties vairākus simtus kilometru uz ziemeļiem un ziemeļaustrumiem. Šāda tendence sagaidāma arī attiecībā uz koku sugām Rezultātā Baltijas jūras reģiona mežos iespējama platlapu koku dižskābarža Fagus sylvatica, klinšu ozola Quercus petraea izplatīšanās un liepas Tilia cordata un kļavas Acer platanoides īpatsvara palielināšanās. Protams, tas ietekmēs arī citu, ar šīm koku sugām saistītu augu un dzīvnieku sugu izplatības areālus. Skuju koki, kam Latvijā var prognozēt piemērotu klimatisko apstākļu iestāšanos 21. gs., ir lapegles Larix spp. To augšanai nepieciešama pakāpeniska temperatūru samazināšanās rudenī un ziemas sākumā, lai koks iegūtu salcietību. Līdz ar to nākamajā gadsimtā Latvijas teritorijā līdzšinējo hemiboreālo mistroto mežu vietā varētu dominēt nemorālie mistrotie lapu koku meži (6.18. att.) ar iepriekš minētājām koku sugām.

6.18. att. Modelētās veģetācijas izmaiņas 21. gadsimtā.

Avots – Hickler et al., 2012. Projecting the future distribution of European potential natural vegetation zones with a generalized, tree species-based dynamic vegetation model. Global Ecol. Biogeogr., 21, 50–63

Vienīgie sistemātiskie ilgtermiņa dati, kas reģistrē atsevišķu putnu sugu izplatības areālu izmaiņas un to populāciju skaita izmaiņas, apkopoti un iegūti LU Bioloģijas institūtā Latvijas Nacionālā ilgtermiņa ekoloģisko pētījumu tīkla pētījumu programmas ietvaros. Latvija ir Starptautiskā ilgtermiņa ekoloģisko pētījumu tīkla (International Long-Term Ecological Research network, ILTER) dalībvalsts.Veikt pētījumus par globālā klimata izmaiņu ietekmi uz bioloģisko daudzveidību ir viens no ILTER tīkla uzdevumiem. Zināmu ieskatu par putnu sugu sastāva izmaiņām kopš pagājušā gadsimta beigām Latvijā sniedz arī divu ligzdojošo putnu atlantu salīdzinājums, no kuriem pirmais tapis 1980.–1984. gadā, bet otrais 2000.–2004. gadā kopā ar Latvijas ornitologu biedrību.
Bioloģijas institūta Ornitoloģijas laboratorijā uzkrāti dati par putnu faunas un populāciju skaita izmaiņām kopš 20. gs. 50. gadiem vienā no Latvijas LTER pētījumu vietām Engures ekoreģionā – Engures ezerā un tā sateces baseinā. Šajā laika periodā konstatēta vairāku dienvidu sugu ienākšana reģionā, kā arī vairāku ziemeļu sugu aiziešana no tā.

Engures ekoreģionā pastāvīgi sākusi ligzdot meža zoss Anser anser, pelēkā pīle Anas strepera, gredzenūbele Streptopelia decaocota, vidējais dzenis Dendrocopus medius, bārdzīlīte Panurus biarmicus, Seivi ķauķis Locustella luscinioides, lielais baltgārnis Egretta alba. Neregulāri sācis ligzdot baltacis Aythya nyroca un lielgalvis Netta rufina. Vienlaikus atzīmēts, ka reģionā vairs neligzdo garknābja gaura Mergus serrator, lauku lija Circus cyaneus, parastais šņibītis Calidris alpina, gugatnis Philomachus pugnax, un purva tilbīte Tringa glareola, no pastāvīgi par epizodiski ligzdojošu sugu kļuvis garkaklis Anas acuta.

Pēc ligzdojošo putnu atlantu salīdzināšanas redzams, no regulārajām ligzdotājām izzudušas arī tādas putnu sugas kā brūnkakla gārgale Gavia stellata, baltirbe Lagopus lagopus un vistilbe Lymnocryptes minimus. Pēc ornitologu domām šo sugu izplatības areālu dienvidu robežas pārbīdīšanās uz ziemeļiem vai ziemeļaustrumiem 20. gs. gaitā galvenais iemesls varētu būt klimata pārmaiņas. Toties Latvijā sākušas ligzdot četras jaunas putnu sugas, kas ienākušas no dienvidiem – bišu dzenis Merops apiaster, baltkakles mušķērājs Ficedula albicollis, baltais gārnis Ardea alba un tumšā čakstīte Saxicola rubicola. Latvijā pamanīts arī tuksneša ķauķis Sylvia nana un tuksneša čakstīte Oenanthe deserti.

Pēdējos gados ļoti strauji palielinājusies jūras kraukļa jeb kormorana Phalacrocorax carbo (6.19. att.) populācija Latvijā. Nav īsti skaidrs, vai šīs sugas ekspansija Eiropā varētu būt saistīta ar klimata pasiltināšanos. Taču šo putnu ekoloģija, ligzdošana lielās kolonijās un lielā zivju daudzuma patērēšana radījusi nopietnas problēmas dīķsaimniecībā un ezeru apkārtnē, kā arī uz salām esošajās mežaudzēs, kur putni apmetušies. Kolonija īsā laikā spēj pilnībā degradēt kokaudzi, piesātinot augsni ar saviem ekskrementiem.

6.19. att. Jūras kraukļi jeb kormorāni Phalacrocorax carbo.

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:3_cormorants_on_a_tree.jpg#/media/File:3_cormorants_on_a_tree.jpg

Klimata pārmaiņas varētu jūtami ietekmēt arī putnu migrāciju. Dažas putnu sugas, kuru sezonālās migrācijas notiek nelielos attālumos, piemēram, baltā cielava Motacilla alba, dažkārt novērota pārziemojam Latvijā. Tāpat no sezonālajām migrācijām varētu atteikties daži vārnveidīgie putni, svilpis Pyrrhula pyrrhula un zīdaste Bombycilla garrulus. Turpretī sugas ar ligzdošanas areālu ziemeļos, piemēram, žubīšu dzimtas sugas, varētu Latvijas teritorijā pat izzust. Putni, kuru migrācija ir starpkontinentāla, jādomā, savas ziemošanas vietas saglabās, tomēr šo sugu izdzīvošanu varētu apdraudēt klimata pasiltināšanās dēļ notikušās izmaiņas to migrācijas ceļos. Daudzu Latvijā ligzdojošo putnu sugu migrācijas ceļi ved pāri Sahāras tuksnesim. Šajā pārlidojumā putniem jāveic aptuveni 2000 km bez atpūtas. Ja klimata pasiltināšanās turpināsies, notiks pārtuksnešošanās process Sahāras tuksneša perifērijā. Tādēļ, tuksnesim izplešoties, putniem pārlidojamais attālums var ievērojami palielināties un kļūt tiem nepārvarams.

Tomēr maldīgi būtu domāt, ka izmaiņas ligzdojošo sugu sastāvā ir atkarīgas tikai un vienīgi no temperatūras. Ilgtermiņa pētījumi par dažu citu putnu sugu populāciju skaita izmaiņām un to noteicošajiem faktoriem Engures ekoreģionā parādīja, ka šīs izmaiņas ir radušās sarežģītas antropogēnā faktora un klimatisko faktoru mijiedarbības rezultātā. Analizētas lauča Fulica atra, vairāku bridējputnu, pīļu, dūkuru un kaijveidīgo sugu populāciju, kā arī jūras kraukļa Phalacrocorax carbo populāciju ilgtermiņa izmaiņas laikā no 1948. līdz 2012. gadam. Kopš 19. gs. sākuma, kad zemes platību palielināšanas nolūkā 1842. gadā tika izrakts Mērsraga kanāls un pazemināts ezera ūdens līmenis, izveidojās plašas lopu ganīšanai un siena ieguvei piemērotas piekrastes pļavu teritorijas. Pļavu izveidošanās un vēlākā kļūdainā to izmantošanas aizlieguma dēļ, 1975. gadā izveidojot dabas liegumu, neapšaubāmi tika veicināta tārtiņveidīgo putnu, to skaitā ķīvītes Vanellus vanellus, pļavu tilbītes Tringa totanus, melnās puskuitalas Limosa limosa ligzdošana un attiecīgs šo putnu populāciju pieaugums. Siena ieguvei tika izmantotas pat zemo purvu slīkšņas, kuru augāju izpļāva ar izkaptīm un sienu žāvēja un glabāja uz speciāli šim nolūkam ierīkotām virs ūdens līmeņa paceltām kaudžu vietām. Ziemā šis siens pa ledu tika nogādāts lopu novietnēs. Taču, ziemām kļūstot siltākām, siena kaudzes nebija iespējams transportēt un tās palika ezerā, veidojot saliņu tīklu, kas izrādījās ļoti piemērots pīļu, arī prīkšķes Anas querquedula ligzdošanai un veicināja to populācijas pieaugumu. Tādējādi pīļu populāciju palielināšanās ir cilvēka saimnieciskās darbības un klimatisko faktoru mijiedarbības rezultāts. 50. gadu beigās pēc lieguma režīma ieviešanas un it īpaši 90. gadu sākumā, kad ekonomisko izmaiņu dēļ pļavas un ganības masveidā tika pamestas un aizauga ar krūmiem, pļavās ligzdojošo putnu dzīves apstākļi krasi pasliktinājās. Līdz ar to samazinājās arī to populācijas.

Būtisku ietekmi uz ūdensputnu ligzdošanas sekmēm atstāj ezera ūdens līmeņa svārstības, kas lielā mērā atkarīgas no nokrišņu daudzuma un gaisa temperatūras vasarā. Augsts ūdens līmenis un ezera vēlā aizsalšana uz klimata pasiltināšanās fona samazina ūdensputniem piemērotu virsūdens augāja slīkšņu platību. Pētījumi rāda, ka kaijveidīgo un pīļu ligzdošanai piemērotākā ir nelielu niedru un citu purva augu slīkšņu mozaīka, nevis lieli niedru masīvi. Ja ūdens līmenis ir augsts, mazās slīkšņas saliņas tiek atrautas no ezera dibena un spēcīgo rudens vētru laikā izpūstas krastā. Savukārt augu barības vielu ieneses pastiprināšanās ar ezerā ieplūstošajām upēm no sateces baseina intensīvās lauksaimniecības teritorijām veicina ezera aizaugšanu. Visu šo procesu gaitā notiek ūdensputnu ligzdošanai labvēlīgo slīkšņu mozaīkveida struktūras homogenizācija. To īpaši veicina veģetācijas perioda pagarināšanās. Savukārt, slīkšņu saplūšana un milzīgu masīvu veidošanās ar niedru audzēm un krūmājiem nodrošina labus apstākļus divu invazīvo plēsēju – Usūrijas jenotsuņa Nyctereutes procyonoides un Amerikas ūdeles Mustela vison dzīvei, kuri šeit nereti veido midzeņus un bez grūtībām piekļūst masīvu perifērijā ligzdojošiem ūdensputniem un masveidā tos iznīcina. Tādējādi ūdensputnu populāciju stāvokli Engures ezerā kopumā ietekmē sarežģīta klimatisko un antropogēno faktoru mijiedarbība.
Kukaiņi un ērces ir tās organismu grupas, ko klimata izmaiņas potenciāli var ietekmēt visvairāk, ņemot vērā to straujo vairošanos, īsos attīstības periodus un lielo jutību pret temperatūras un mitruma izmaiņām.

Siltākās ziemās labāk pārziemo parazītiskās asinssūcējas ērces, kas pārnēsā nopietnu slimību – encefalīta un boreliozes jeb Laimas slimības izraisītājus. Klimatam kļūstot siltākam, ērces kļūst aktīvas jau martā un saglabā augstu aktivitāti līdz pat vēlam rudenim, tā palielinot cilvēku inficēšanās varbūtību.

Sugu daudzveidības ziņā kukaiņi neapšaubāmi ir dominējošā organismu grupa. Lielā sugu daudzveidība un indivīdu skaits, kā arī daudzveidīgā sugu ekoloģija nosaka kukaiņu kā ekosistēmu komponenta milzīgo nozīmi. Bažas par klimata izmaiņu ietekmi uz cilvēkam labi pamanāmām sugām, tādām kā putni un zīdītāji, pārsvarā ir saistītas ar šo sugu aizsardzību. Taču attiecībā uz kukaiņiem, kuru izmēri lielākoties sasniedz tikai dažus milimetrus un kuru ekoloģiskā nozīne to lielā skaita un straujās vairošanās dēļ nereti ir daudz lielāka, bažas rada pašu ekosistēmu funkcionēšanas izmaiņas un to sniegto pakalpojumu samazināšanās. Tādēļ kukaiņi tika iekļauti kā viens no ilgtermiņa ekoloģisko pētījumu objektiem Latvijas ilgtermiņa ekoloģisko pētījumu programmā. Šīs programmas ietvaros Engures ekoreģionā pētītas zāles stāvu apdzīvojošo kukaiņu sugu daudzveidības izmaiņas 12 dažādos biotopos, sākot ar sausu priežu silu un mēreni mitriem mežiem un pļavām un beidzot ar mitrām pļavām un zemo purvu. Laika posmā no 1995. līdz 2012. gadam ar entomoloģisko tīkliņu veikti regulāri kukaiņu vākumi šajos biotopos. Viena no dominējošām kukaiņu grupām bija mušveidīgie divspārņi, kuru skaits ievāktajā materiālā nereti sasniedza 70–80%. Kopumā līdz šim konstatētas 411 sugas, kuru lielākais vairums pēc ķermeņa izmēriem nepārsniedz pāris milimetru, respektīvi, parastam novērotājam nav pat pamanāmas. Visā pētījumu perioda laikā tika konstatēts pakāpenisks sugu skaita pieaugums no 70–100 sugām dažādos biotopos perioda sākumā līdz 120–160 sugām perioda beigās. Sugu skaita palielināšanās sakrita ar pozitīvo temperatūru summu pieaugumu reģionā, tādēļ pirmais izskaidrojums bija, ka tās notikušas klimata pasiltināšanās ietekmē. Tā kā sugu skaits pētītajos biotopos bija palielinājies uz „iekšējo resursu rēķina”, respektīvi, netika konstatēta nevienas dienvidu sugas ienākšana, radās jautājums, vai šajā procesā ir vainojama tikai un vienīgi temperatūras paaugstināšanās. Analizējot sugu skaita izmaiņas pa atsevišķiem biotopiem, tika konstatēts, ka statistiski ticams sugu skaita pieaugums pētījumu periodā novērojams tikai sausajos un mēreni mitrajos biotopos, bet slapjajos biotopos tas uzrāda vienīgi nenoteiktas svārstības pa gadiem. Izteiktākie sugu skaita palielināšanās trendi bija novērojami zoofāgu jeb plēsīgo sugu grupā, nevis saprofāgu jeb atmirušo organisko atlieku noārdītāju un fitofāgu jeb augēdāju sugu grupās. Tā kā plēsēju skaita palielināšanās parasti notiek uz upuru skaita palielināšanās fona, bija pamats domāt, ka palielinājies augsnes saprofāgu populācijas skaits. Gandrīz visām no pētījumos konstatētajām plēsīgo divspārņu sugām kāpuri attīstās augsnē un trūdošos substrātos, kur tie arī uzmeklē savus upurus – citu divspārņu kāpurus un dažādus sīkus augsnes bezmugurkaulniekus (tārpus un posmkājus). Taču ar ko varētu būt saistīta šo bezmugurkaulnieku savairošanās tieši sausos un mēreni mitros biotopos, kur to attīstībai nebūt nav optimāli apstākļi? Cēlonis varētu būt vai nu ilggadīgās izmaiņas augājā (ekoloģiskās sukcesijas) vai arī augšņu eitrofikācija – piesārņojums ar slāpekļa savienojumiem. Tā kā attiecīgajos biotopos izteikta augāja sukcesija netika novērota, kā vienīgais izskaidrojums atlika slāpekļa piesārņojuma ietekme. Kā papildu apstiprinājums pēdējam pieņēmumam bija līdzīgas sugu skaita izmaiņas divos pļavu parauglaukumos, kuros zālāju biotopu apsaimniekošanas programmas ietvaros bija ieviesti lielie zālēdāji – savvaļas govis. Šo biotopu teritorijā bija daudz zālēdāju ekskrementu – ar slāpekļa savienojumiem bagāta vide, kas ir ļoti piemērota divspārņu kāpuru un citu augsnes bezmugurkaulnieku attīstībai. Arī šajos parauglaukumos tika novērota līdzīga zoofāgo divspārņu sugu skaita palielināšanās. Sausajos, ar augu barības vielām nabadzīgajos biotopos dabiski augsnē ir vērojams slāpekļa trūkums. Barības vielu pienesumu šeit var nodrošināt atmosfēras nokrišņi, kas slāpekli satur piesārņojuma veidā. Un izrādās, tas pēdējos gadu desmitos patiešām bija ievērojams – pētījumi liecina, ka Baltijas kāpu ekosistēmas, kurām pieder arī Engures ekoreģiona sausie un mēreni mitrie parauglaukumi, laika posmā pēc 2000. gada ar atmosfēras nokrišņiem ir saņēmušas 3–8 kg/ha slāpekļa gadā. Tas ir ievērojams daudzums, lai izraisītu būtiskas izmaiņas dabiski ar slāpekli nabadzīgajās kāpu augsnēs. Tā kā zoofāgo divspārņu sugu skaita palielināšanās būtiski korelē arī ar pozitīvo temperatūru summām, var izvirzīt hipotēzi par vesela vides faktoru kompleksa ietekmi uz minētajām izmaiņām, kur viens no galvenajiem faktoriem tomēr ir klimata pasiltināšanās (6.20. att.).

6.20. att. Shēma, kas raksturo hipotēzi par klimata pasiltināšanās un antropogēno faktoru komplekso ietekmi uz augsnes organismiem, to skaitā plēsīgo divspārņu kāpuriem mazauglīgās, ar slāpekli nabadzīgās priežu mežu un kāpu augsnēs.

Avots – Melecis,V., Karpa, A., Vilks, K. 2014. Increase in abundance and species richness of flies (Diptera, Brachycera) in the Lake Engure Nature Park, Latvia: effects of climate warming? Proc. Latvian Acad. Sci. Section B, 68, 1/2 (688/689), 46–67.

Četri vides faktori ir tieši vai netieši iesaistīti šajās izmaiņās: temperatūra, nokrišņi, CO₂ satura palielināšanās atmosfērā un slāpekļa piesārņojums. Divi pēdējie faktori uz klimata pasiltināšanās un veģetācijas perioda pagarināšanās fona veicina augu biomasas un nobiru daudzuma palielināšanos. Temperatūras paaugstināšanās paātrina nobiru noārdīšanos, aktivizējot augsnes mikroorganismus un augsnes faunu. Šādos apstākļos svarīgs ir mērens augsnes mitruma režīms, ko nodrošina pietiekams nokrišņu daudzums. Tādējādi zoofāgo mušu sugu skaita palielināšanās varētu būt uzskatāma par lielisku minēto ekoloģisko procesu indikatoru un parāda, ka sugu daudzveidības izmaiņās svarīga ir ne vien temperatūra (klimata pasiltināšanās), bet arī citi vides faktori, to skaitā vides piesārņojums, un sugu daudzveidības izmaiņas ir sarežģīts šo faktoru mijiedarbības galarezultāts.

Latvijas ilgtermiņa ekoloģisko pētījumu programmas ietvaros pētītas arī augsnes faunas sugu daudzveidības izmaiņas priežu mežos uz klimata pasiltināšanās fona. Augsnes fauna sugu daudzveidības ziņā pārspēj visas mērenās joslas virszemes un ūdens ekosistēmas. Sugu skaita ziņā ar to var mēroties vienīgi tropu lietusmeži un koraļļu rifi. Augsnē mājo simtiem dažādu sugu bezmugurkaulnieku, kuru izmēri nepārsniedz 1–2 mm. Toties šo dzīvnieku skaits augsnē ir no dažiem tūkstošiem līdz miljonam uz vienu kvadrātmetru. Šiem organismiem ir milzīga nozīme augsnes veidošanā, augu un dzīvnieku organisko atlieku un ekskrementu noārdīšanā, augu barības vielu atbrīvošanā un to recirkulācijā ekosistēmā.

Pētījumu rezultātā konstatētas būtiskas dažu augsnes bezmugurkaulnieku sugu skaita izmaiņas laika periodā kopš 1992. gada, kad pētījumi tika uzsākti. Viena no šādām augsnes organismu grupām ir kolembolas jeb lēcastes, kas savu nosaukumu ieguvušas no īpatnējā veidojuma – lēcdakšas vēdera galā, ar kuras palīdzību lēcaste var veikt tālus lēcienus, izvairoties no plēsēju uzbrukumiem (sk. 6.21. att).

6.21. att. Kolembola jeb lēcaste.

Avots – Dunger W., 1964. Tiere im Boden. A. Ziemser Verlag. Wittenberg/Lutherstadt.

Priežu mežu augsnē, sūnās un nobirās šie sīkie 0,5–4 mm garie kukaiņi ir viena no dominējošām augsnes faunas grupām, sasniedz augstu apdzīvotības blīvumu – vairāki simti tūkstoši uz kvadrātmetru, ievērojamu sugu skaitu – vidēji 25–30 sugas.  Lēcastes pamatā barojas ar augu atliekām un mikroskopiskajām sēnēm. Barošanās procesā lēcastes producē lielu daudzumu sīku, mikronos mērāmu ekskrementu daļiņu, kuras ir ķīmiski noturīgas un, tāpat kā slieku ekskrementi ir biohumuss, kas uztur meža augsnes mikrostruktūru un auglību. Saskaņā ar pētnieku aprēķiniem, kolembolu populācija, kuras blīvums sasniedz 10 000 ind./m², gada laikā producē 183 g ekskrementu, kas atbilst 0,2 mm biezam humusa slānim. Laika periodā no 1992. līdz. 2002. gadam lēcastu sugu skaits priežu meža augsnē pakāpeniski samazinājās (sk. 6.22. att.). Tā kā šīs izmaiņas bija novērojamas dažāda vecuma mežaudzēs, tās nevar izskaidrot ar ekoloģisko sukcesiju, toties sugu skaita izmaiņas negatīvi korelēja ar pozitīvo temperatūru summām. Analizējot sugu struktūras izmaiņas pētījumu periodā, tika konstatēts, ka tās pamatā nosaka divi faktori – pozitīvo temperatūru summas un augsnes mitrums, kas savukārt ir atkarīgs no nokrišņu daudzuma. Temperatūras izmaiņas nosaka kolembolu sugu struktūras izmaiņu trajektoriju laikā, bet nokrišņu izmaiņas pa gadiem veido šajā trajektorijā savdabīgas cilpas (sk. 6.23. att.). Tādējādi arī šajā gadījumā sugu daudzveidības izmaiņas ir uzskatāmas par vairāku faktoru mijiedarbības rezultātu.

6.22. att. Kolembolu sugu skaita izmaiņas dažāda vecuma priežu meža augsnēs 1992.–2002. gadā Latvijas LTER parauglaukumos pie Mazsalacas.

6.23. att. Kolembolu biokopas struktūras izmaiņu trajektorijas galvenajās šo struktūru noteicošajās asīs, kas identificējas ar pozitīvo temperatūru summām un augsnes mitrumu.

Avots – Juceviča E., Melecis V., 2006. Global warming affect Collembola community: A long-term study. Pedobiologia, 50, 2: 177–184.

Sugu skaita samazināšanās ekosistēmā jebkurā gadījumā uzskatāma par negatīvu procesu, kas samazina ekosistēmas stabilitāti un pretošanās spējas dažādām ārējām nelabvēlīgām ietekmēm. Konkrētajā gadījumā, ņemot vērā kolembolu ekoloģiju, tās var uzskatīt par indikatīvu signālu traucējumiem meža augsnes veidošanās procesā.