Citizen Science: связывая недавние быстрые успехи цветения растений в Канаде с изменчивостью климата

PlantWatch Canada является частью национальной программы мониторинга волонтеров серии NatureWatch. Эти программы призваны помочь ученым собирать информацию об окружающей среде в пространственных масштабах, недоступных большинству исследовательских бюджетов. Первые записи о дне цветения были собраны в 11 провинциях и территориях Канады (см. Дополнительный рисунок S1 онлайн для распространения первых записей дня цветения по всей Канаде). Отчеты отсутствуют для Британской Колумбии и северо-западных территорий. Наблюдатели собирают первые дни цветения распространенных видов ( Рисунок 4 ) привязывать свои данные к точным географическим координатам, используя веб-карты или глобальную систему позиционирования (GPS), и сообщать о своих данных по электронной почте, на бумажном носителе или в онлайн-инструментах ( www.naturewatch.ca ). Из 13 832 записей по фенологии весенних растений по всей Канаде мы выбрали только первые дни цветения, которые наблюдались, по крайней мере, пятью наблюдателями, как минимум в пяти разных местах, с не менее чем пятилетними измерениями в период между 2001 и 2012 годами, в общей сложности 1784 уникальных года года измерения, чтобы избежать смещения наблюдателя. Записи первого дня цветения по городам, крупным городам, наклонной местности и затененным участкам были исключены из анализа, чтобы исключить влияние городского острова тепла, топографии и тени на фенологию цветения. Первые дни цветения в году рассчитываются по наклону линейной регрессии (β) в форме Y = α + β X ( Y - первый день цветения данного года, α - перехват регрессии, β - наклон регрессии, а X - календарный год) для каждого вида и участка отдельно. Дни цветения над Канадой в 2001–2012 гг. Затем представляются в виде средневзвешенного значения по количеству измерений, проведенных на объекте. Принимая во внимание, что аномалия первого дня цветения рассчитывается для каждого участка отдельно для данного вида, а среднее арифметическое для всех участков и видов принималось как среднее по стране в год. Рисунок 4: Основные виды канадских цветковых растений, включенные в первое исследование фенологии цветения.

Сверху слева на нижний правый: красный клен, саскатун, степные крокусы, толокнянка, голубая бусина лилия, банчберри, горные авены, майский цветок, земляника, лиственница, осина, родора, лабрадорский чай, пурпурный саксифраж, сирень, одуванчик, Starflower, Trillium и Coltsfoot. Предоставлено PlantWatch Canada.

Годовые и сезонные временные ряды национальных температур с 1948 по 2012 год для всей Канады были получены из 330 метеостанций, синтезированных Environment Canada 22 , Поскольку метеостанции распределены неравномерно по всей стране, температуры сначала интерполируют, используя метод оптимальной интерполяции Гандина, основанный на сетках, охватывающих всю страну 23 , Сезоны определяются следующим образом: зима (декабрь предыдущего года, январь, февраль), весна (март, апрель, май), лето (июнь, июль, август) и осень (сентябрь, октябрь, ноябрь). Как сезонные, так и годовые национальные температуры были использованы для изучения взаимосвязи между потеплением климата и первыми днями цветения. Наконец, зимние и весенние средние национальные температуры использовались в качестве независимых объясняющих переменных в линейной регрессии для реконструкции первых дней расцвета прошлого.