Climate forcing on avian life history

In the 21st century, human-induced global climate change has been highlighted as one of the most serious threats to ecosystems worldwide. According to global climate scenarios, the mean temperature in Finland is expected to increase by 1.8 4.0°C by the end of the century. The regional and seasonal change in temperature has predicted to be spatially and temporally asymmetric, where the High-Arctic and Antarctic areas and winter and spring seasons have been projected to face the highest temperature increase. To understand how species respond to the ongoing climate change, we need to study how climate affects species in different phases of their life cycle. The impact of climate on breeding and migration of eight large-sized bird species was studied in this thesis, taking food availability into account. The findings show that climatic variables have considerable impact on the life-history traits of large-sized birds in northern Europe. The magnitude of climatic effects on migration and breeding was comparable with that of food supply, conventionally regarded as the main factor affecting these life-history traits. Based on the results of this thesis and the current climate scenarios, the following not mutually exclusive responses are possible in the near future. Firstly, asymmetric climate change may result in a mistiming of breeding because mild winters and early spring may lead to earlier breeding, whereas offspring are hatching into colder conditions which elevate mortality. Secondly, climate induced responses can differ between species with different breeding tactics (income vs. capital breeding), so that especially capital breeders can gain advantage on global warming as they can sustain higher energy resources. Thirdly, increasing precipitation has the potential to reduce the breeding success of many species by exposing nestlings to more severe post-hatching conditions and hampering the hunting conditions of parents. Fourthly, decreasing ice cover and earlier ice-break in the Baltic Sea will allow earlier spring migration in waterfowl. In eiders, this can potentially lead to more productive breeding. Fifthly, warming temperatures can favour parents preparing for breeding and increase nestling survival. Lastly, the climate-induced phenological changes in life history events will likely continue. Furthermore, interactions between climate and food resources can be complex and interact with each other. Eiders provide an illustrative example of this complexity, being caught in the crossfire between more benign ice conditions and lower salinity negatively affecting their prime food resource. The general conclusion is that climate is controlling not only the phenology of the species but also their reproductive output, thus affecting the entire population dynamics.Globaali ilmastonmuutos on nostettu 2000-luvulla yhdeksi suurimmista uhkista maailman ekosysteemeille. Ilmastoennusteiden perusteella maapallon keskilämpötilan on ennustettu nousevan 1.8 4.0 astetta kuluvan vuosisadan loppuun mennessä. Muutosten on esitetty olevan ajallisesti ja paikallisesti epäsymmetristä: lämpötilan nousu on voimakkainta napa-alueilla sekä talvi- ja kevätkuukausina. Ymmärtääksemme, miten lajit pystyvät vastaamaan muuttuviin ilmasto-oloihin, on tutkittava miten ilmastotekijät vaikuttavat lajeihin eri elinkierron vaiheissa. Tässä tutkimuksessa selvitettiin, miten ilmasto vaikutti muuton ajoittumiseen ja pesintään kahdeksalla suurikokoisella lintulajilla ottaen ravinto-olosuhteet huomioon. Tulokset osoittavat, että ilmastomuuttujilla on useilla lajeilla yhtä suuri merkitys pesintään kuin ravinnolla, jota on perinteisesti pidetty keskeisenä lisääntymiseen vaikuttavana tekijänä. Tulosten ja vallitsevien ilmastoskenaarioiden perusteella muuttuvan ilmaston on ennustettavissa vaikuttaa Pohjois-Euroopan lintulajeihin seuraavilla tavoilla. Lämpenevä lopputalvi ja alkukevät aikaistavat kevätmuuttoa ja pesintää. Toiseksi, lämpimämpi alkukesä parantaa ja sateisempi alkukesä heikentää pesimämenestystä. Kolmanneksi, voimakkaasti lämmennyt alkukevät voi johtaa yhä aikaisempaan pesimäkauden aloitukseen. Koska epäsymmetrisen ilmastonmuutoksen myötä loppukevät ja alkukesä eivät kuitenkaan ole lämmenneet yhtä voimakkaasti kuin alkukevät, saattavat jälkeläiset kuoriutua aikaistuneen pesinnän takia yhä kylmempiin olosuhteisiin, mikä voi heikentää pesimämenestystä. Neljänneksi, lajit, jotka kartuttavat lisääntymistä varten tarvitsemansa vararavintonsa pitkällä aikavälillä ennen pesintää (ns. capital breeder lajit, kuten haahka, viirupöllö), saattavat hyötyä lämpenemisestä, koska lämpimän talven ja kevään aikana vararavinnon kartuttaminen ja ylläpitäminen on helpompaa kuin kylminä kausina. Viidenneksi, vähenevä jääpeite ja aikaisempi jäänlähtö mahdollistaa aikaisemman vesilintujen kevätmuuton, mikä haahkalla voi johtaa parantuneeseen pesimämenestykseen. Ilmaston ja ravinto-olosuhteiden väliset yhteisvaikutukset ovat kuitenkin usein monimutkaisia. Tästä erinomainen esimerkki on Itämeren haahkakanta, joka saattaa hyötyä leudommista jääoloista. Toisaalta lisääntyvän talvisateisuuden takia Itämeren suolapitoisuuden on ennustettu laskevan heikentäen haahkan pääravintokohteen sinisimpukan elinolosuhteita, mikä voi supistaa haahkan levinneisyysaluetta. Johtopäätöksenä voidaan todeta, että ilmasto säätelee niin lajien fenologiaa kuin myös lisääntymismenestystä vaikuttaen siten lajien kannankehitykseen