Modeled climate change effects on distributions of Canadian butterfly species

Abstract

Abstract: Climate change effects on biodiversity are being documented now frequently in the form of changes in phenology and distributional shifts. However, the form that these effects will take over a longer timespan is unclear; for this understanding, a quantitative, validated, predictive approach is key. Here, we use ecological niche modeling and general circulation model outputs to estimate future potential geographic distributions of 111 Canadian butterfly species. We develop future estimates under two emission scenarios from each of two climate change modeling centers; future projections for biodiversity are not only scenario dependent (more severe emission scenarios produce more severe effects on species’ distributions) but also model dependent (the Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis results were more severe than the Hadley Centre results). One interesting feature is the appearance of disjunctions in species’ distributions, hence creating “vicariant events” over very short time periods. In general, however, a cost of 1%–3% additional loss of species’ distributions is associated with more severe scenarios of emissions and climate change, suggesting that subtle biodiversity consequences are associated with the different climate futures debated in political circles. Résumé : La littérature scientifique courante traite fréquemment des effets des changements climatiques sur la biodiversité, particulièrement en ce qui a trait aux changements phénologiques et aux modifications des répartitions géographiques. Cependant, la forme que prendront ces effets sur une échelle temporelle plus longue reste à préciser, car pour ce faire il est nécessaire d’avoir recours à une approche quantitative, validée et prédictive. Les résultats d’une modélisation de la niche écologique et de modèles de circulation générale nous ont servi à estimer la répartition géographique potentielle future de 111 espèces de papillons canadiens. Nous avons basé nos prédictions sur deux scénarios d’émissions provenant de deux centres de modélisation du climat; ces prédictions de la biodiversité dépendent non seulement du scénario choisi (les scénarios d’émissions plus importantes produisent des effets plus marqués sur la répartition des espèces), mais aussi du modèle retenu (les résultats du Centre canadien pour la modélisation et l’analyse du climatique sont plus rigoureux que ceux du Centre Hadley). Une caractéristique intéressante est l’apparition de fragmentations dans la répartition des espèces, ce qui crée des « événements de vicariance » sur de très courtes périodes. En général, cependant, un coût de 1 % – 3 % en perte additionnelle dans les répartitions accompagne les scénarios les plus rigoureux de changement climatique, ce qui indique que les conséquences sur la biodiversité des divers scénarios climatiques futurs discutés dans les milieux politiques sont assez subtiles. [Traduit par la Rédaction]