Динамика ареала полевой мыши (Apodemus agrarius) в Северной Евразии в условиях глобального изменения климата в XXI веке

Ученые из Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН (Москва) с коллегами из Университета Теннесси (США) впервые спрогнозировали последствия влияния глобального изменения климата в ближайшие 80 лет на динамику ареала инвазионных видов на примере полевой мыши (Apodemus agrarius Pallas, 1771) в России. Вид широко распространен в Евразии и во многих регионах обычен. Повреждает сельскохозяйственные культуры, является носителем опасных для человека возбудителей зоонозов. Среди них геморрагическая лихорадка с почечным синдромом, отличающаяся на Дальнем Востоке высоким уровнем смертности. Расширение ареала вида в настоящее время и при будущих изменениях климата может негативно сказаться на здоровье населения и экономике. В этом исследовании был использован ансамблевый подход для создания надежных моделей пространственного распространения вида в текущих (1970–2000 гг.) и будущих климатических условиях, полученных на основе глобальных моделей изменения климата шестой генерации (ГМИК-6). Для моделирования изменяющегося во времени ареала полевой мыши использованы высоко-, умерено- и низкочувствительные ГМИК-6 по четырем сценариям (SSP1-2.6, SSP2-4.5, SSP3-7.0 и SSP5-8.5). Впервые показано, что среди сорока ГМИК-6, существует группа моделей, которые в большей степени согласуются с реальными полевыми данными для периода 1980–2020 гг. Для этих моделей ожидается умеренное потепление в течение следующих двадцатилетий XXI века, т. е. повышение температуры (dT) для периодов 2021–2040 и 2041–2060 гг. будет менее 2.0 °С (dT = 1.13 °С, dT = 1.89 °С соответственно) (Рис. 1). Потепление за период 2061–2080 гг. может составить 2.15 °C, но после того, как выбросы CO₂ снизятся до нуля (примерно к 2075 г.) повышение среднегодовой температуры воздуха за период 2081–2100 гг. составит 1.93 °C.

Рисунок 1. Увеличение средней годовой температуры воздуха (T ,°С) на территории России в XXI веке, где А - усредненные значения по всем климатическим моделям (КМ) для различных сценариев SSPx-y изменения климата (SSP1-2.6 – низкие выбросы парниковых газов (ПГ), при которых выбросы CO2 снижаются до нуля примерно к 2075 году, SSP2-4.5 – промежуточные выбросы ПГ, при которых выбросы CO2 растут примерно текущими темпами до 2050 года, а затем снижаются, но не достигают нуля к 2100 году), SSP3-7.0 (высокие выбросы ПГ, при которых выбросы CO2 удваиваются к 2100 году) и SSP5-8.5 (очень высокие выбросы ПГ, при которых выбросы CO2 утраиваются к 2075 году); Б – увеличение T при реализации высокочувствительных КМ (Hsens), В – увеличение T при реализации умеренночувствительных КМ (Msens); Г – увеличение T при реализации низкочувствительных КМ (Lsens).

Для каждого типа ГМИК-6 и каждого из четырех сценариев (SSP1-2.6, SSP2-4.5, SSP3-7.0 и SSP5-8.5) были построены модели географического ареала полевой мыши для периодов 2021–2040, 2041–2060, 2061–2080 и 2081–2100 гг. и определены положения центроидов ареала. Установлено, что изменения ареала зависят как от чувствительности ГМИК, так и от сценариев изменения климата. Показано, что в будущем ожидается расширение ареала полевой мыши с основным сдвигом на северо-восток и частичной потерей мест обитания в современной степной зоне. Кроме этого, модели показывают слияние западной и восточной частей ареала мыши, изолированных на протяжении 12 тыс. лет вплоть до настоящего времени, т.е. ожидается формирование непрерывного ареала полевой мыши от Западной Европы до Восточной Азии (Рис. 2).

Рисунок 2. Ареал полевой мыши (Apodemus agrarius (Pallas, 1771)) на территории России в условиях текущего климата (А) и его прогноз к концу 2100 года для низкочувствительных климатических моделей (Lsens) при различных сценариях (SSPx-y) изменения климата (Б, В, Г, Д). Красными стрелками указана область современного разрыва ареала, просуществовавшая 12 тыс. лет. К концу XXI века ожидается слияние западной и восточной частей ареала.и реализации низкочувствительных КМ (Lsens).

Важно отметить, что потепление в XX веке на 0.78 °С уже приводило к сдвигу ареала многих видов (документировано порядка 1700 видов из разных таксонов) на север со скоростью 6.1 км за десятилетие, то потепление в XXI веке на 2°C приведет к сдвигу центроида ареала вида на север со скоростью от 32 до 36 км за десятилетие.

В целом, выполненные исследования и прогноз распространения полевой мыши в условиях изменения климата могут помочь своевременно принимать меры по ограничению инвазии вида и возможностей заноса инфекционных болезней в новые регионы России. На данный момент в мире насчитывается свыше 40 различных моделей изменения климата и 4 сценария для каждой из них (т.е. 160 реализаций моделей), которые зачастую дают неточные прогнозы, а их данные публикуются высокорейтинговых научных изданиях и являются основой для принятия решений по мерам противодействия глобальному изменению климата во многих странах. В связи с этим была проведена комплексная работа по выбору наиболее реалистичных моделей изменения климата в XXI веке для корректной оценки его влияния на процесс биологических инвазий опасных видов на глобальном уровне и на экосистемы России.

Исследование выполнено при поддержке Российского Научного Фонда (проект № 21-14-00123). Результаты опубликованы в международном журнале Biology (JCR IF 4.2; Q1-General Agricultural and Biological Sciences):

Petrosyan, V.; Dinets, V.; Osipov, F.; Dergunova, N.; Khlyap, L. Range Dynamics of Striped Field Mouse (Apodemus agrarius) in Northern Eurasia under Global Climate Change Based on Ensemble Species Distribution Models. Biology 2023, 12, 1034. https://doi.org/10.3390/biology12071034

Материалы по теме в СМИ:

Пресс служба РНФ: "Потепление климата поможет вредоносным грызунам расширить ареал почти в два раза"

Пресс-Служба РАН: "Потепление климата поможет вредоносным грызунам расширить ареал почти в два раза"

ГАЗЕТА.RU: "Установлено, как увеличится ареал обитания полевых мышей в России из-за потепления"

Ведомости: "Глобальное потепление приведет к масштабному расселению полевой мыши"

Сноб: "Исследование: глобальное потепление приведет к расселению полевой мыши"

Сириус Журнал: "Кошмар для фермеров: глобальное потепление спровоцирует мышиную экспансию"

ТАСС Наука: "Ареал грызунов-вредителей может расшириться на 80% из-за изменения климата"

Интернет-портал «Российской газеты»: "Ученые выяснили: к концу века ареал полевой мыши увеличится на 80 процентов"

Российское научно-популярное издание Naked Science: "Потепление климата поможет вредоносным грызунам расширить ареал почти в два раза"

Сетевое издание "Правда.Ру": "Из-за глобального потепления появилась угроза расселения полевой мыши"

Neva.Today / Нева.Тудэй: "Глобальное потепление угрожает масштабным расселением вредоносных грызунов"