Eksploatacja populacji. Ochrona i zarządzanie populacjami zwierząt

Transkrypt

1 Eksploatacja populacji Ochrona i zarządzanie populacjami zwierząt

2 Możliwe cele eksploatacji Uzyskiwanie możliwie największych zbiorów przez długi czas (np. rybołóstwo) Często prowadzi do wyniszczenia populacji z powodu presji społecznej (dla doraźnych zysków ignoruje się późniejsze skutki) Rekreacja: cenne są największe okazy (wędkarstwo, myślistwo) Wyniszczenie populacji możliwe, ale rzadsze

3 Jak silny jest wpływ eksploatacji na populację? Poziom odłowów: ile zwierząt jest zabijanych? Stopień kompensacji: na ile populacja jest w stanie skompensować straty wzmożoną reprodukcją, imigracją, lub wzrostem przeżywalności? Odławiane osobniki: kto jest usuwany z populacji?

4 Poziom odłowów Liczba zabitych zwierząt = liczba myśliwych (r. liczebnościowa) x ile zwierząt średnio zabija każdy myśliwy (r. funkcjonalna) Czynniki wpływające na poziom odłowów: regulacje prawne (licencje, długość sezonu, itd.) pogoda zainteresowanie łowiectwem (wpływ ekonomii i polityki) kłusownictwo proporcja osobników śmiertelnie zranionych (USA: >20% pozyskanych zwierząt w polowaniach z bronia palną; prawie 40% z łukami) osobniki pozyskane przypadkowo (rybołóstwo: w niekt. rodzajach odłowów mogą stanowić 25-65% złowionych osobników)

5 Wpływ polowań na dynamikę populacji Czy śmiertelność z powodu odłowów jest addytywna czy kompensacyjna? Kompensacyjna: pozyskanie powoduje wzrost przeżywalności lub rozrodczości pozostałych osobników lub imigracji Addytywna: pozyskanie ->wzrost śmiertelności i spadek wzrostu pop. bez kompensacji Kompensacja może nastąpić tylko, gdy śmiertelność nie jest zbyt wysoka: jeżeli pozyskanie > naturalna śmiertelność, śmiertelność z powodu odłowów staje się addytywna nawet jeśli przy niższym poziomie następowała kompensacja Prawdziwe populacje nie doświadczają pełnej kompensacji lub pełnej addytywnosci

6 Wpływ polowań na dynamikę populacji Czy śmiertelność z powodu odłowów jest addytywna czy kompensacyjna? Przy całkowitej kompensacji, pozyskanie nawet 40% osobników nie zmniejsza przeżywalności (która jednak spada po przekroczeniu progu 40%) Przy śmiertelności całkowicie addytywnej, przeżywalność spada wraz ze wzrostem pozyskania

7

8

9 Wpływ polowań na dynamikę populacji Jakie osobniki są zabijane? Myśliwi: osobniki u szczytu zdolności reprodukcyjnej Wilki: cielęta, osobniki stare Populacja jeleni może utrzymać wyższy poziom drapieżnictwa wilków niż odstrzałów

10 Wpływ polowań na dynamikę populacji Jakie osobniki są zabijane? rola płci Historycznie, pozyskanie ukierunkowane na samce: Łatwiejsze do pozyskania, cenne trofea Mniejszy wpływ na wzrost populacji Przy ekstremalnym zaburzeniu proporcji płci: Zmniejszenie efektywnej wielkości populacji (dryf genetyczny) Zaburzenie struktury socjalnej Zmniejszona proporcja zapłodnionych samic

11 Wpływ polowań na dynamikę populacji Suhak: gdy stosunek płci spadł do 1 samiec na 36 samic, proporcja rozmnażających się samic spadła z 80 do 20%

12 Wpływ polowań na dynamikę populacji Zalecenia z dawnych podręczników łowiectwa w Polsce: Jelenie: 1 samiec : 5 samic Sarny: 1:3 Obecnie dąży się do 1:1 Okarma i Tomek 2008

13 Zarządzanie populacjami zwierząt łownych w Polsce Przykładowa formuła do wyznaczania liczby zwierząt przeznaczonych do pozyskania: O = I + R P O liczba osobników do pozyskania I stan wg inwentaryzacji na początku sezonu łowieckiego (przed okresem narodzin) R przyrost zrealizowany P pojemność gospodarcza łowiska Jesli I = P, to O = R (pozyskiwany jest cały przyrost) Okarma i Tomek 2008

14 Zarządzanie populacjami zwierząt łownych w Polsce Inwentaryzacja Okarma i Tomek 2008

15 Zarządzanie populacjami zwierząt łownych w Polsce Pojemność gospodarcza siedliska oraz przyrosty zrealizowane Okarma i Tomek 2008

16 Zarządzanie populacjami zwierząt łownych w Polsce Struktura wiekowa pozwala na prognozowanie rozwoju populacji (Okarma i Tomek 2008) Nie bierze pod uwagę różnic w wykrywalności Spadek przeżywalności wszystkich klas -> załamanie populacji bez różnic w strukturze wiekowej Populacja wygasająca (c): jaką akcję podjąć??? Struktura wiekowa niewiele mówi o dynamice populacji

17 Zarządzanie populacjami zwierząt łownych w Polsce Słaby związek pomiędzy zarządzaniem, danymi terenowymi i zasadami ekologii populacji......jednak pozyskanie zwierząt nie jest (zbyt) intensywne, więc metody takie zwykle się sprawdzają

18 Modele używane w pozyskaniu zwierząt na świecie Kilka koncepcji: Zrównoważone (trwałe) pozyskanie: nie prowadzi do wyginięcia lub nieakceptowanego spadku odławianej zwierzyny Maksymalny trwały plon: najwyższa liczba osobników, którą można odławiać nie powodując zaniku populacji Koncept teoretyczny: stosowanie w praktyce może być niebezpieczne

19 Modele używane w pozyskaniu zwierząt na świecie 1. Stała wielkość plonu (odławianie stałej liczby zwierząt) Przy logistycznym wzroście populacji, populacja o wielkości N = 1/2K produkuje najwięcej osobników

20 Modele używane w pozyskaniu zwierząt na świecie 1. Stała wielkość plonu (odławianie stałej liczby zwierząt) Przy logistycznym wzroście populacji, populacja o wielkości N = 1/2K produkuje najwięcej osobników

21 Modele używane w pozyskaniu zwierząt na świecie 1. Stała wielkość plonu (odławianie stałej liczby zwierząt) Przy logistycznym wzroście populacji, populacja o wielkości N = 1/2K produkuje najwięcej osobników

22 Modele używane w pozyskaniu zwierząt na świecie 1. Stała wielkość plonu (odławianie stałej liczby zwierząt) Przy logistycznym wzroście populacji, populacja o wielkości N = 1/2K produkuje najwięcej osobników Najkorzystniejsze rozwiązanie: utrzymywać pop. na N=1/2K, pozyskując całą produkcję (maksymalny stały plon) Problemy: Błędy w oszacowaniu albo fluktuacje N lub K ->przełowienie, możliwe wyginięcie Zakłada liniową zależność od zagęszczenia (tylko jedna z możliwosci)

23 Modele używane w pozyskaniu zwierząt na świecie 2. Stała wielkość nakładów i odłów progowy

24 Modele używane w pozyskaniu zwierząt na świecie 2. Stała wielkość nakładów i odłów progowy Stała wielkość nakładów: liczba pozyskanych zwierząt zmienia się wraz z liczebnością populacji (spadek pop.->spadek odłowów) Metoda dużo ostrożniejsza od stałej wielkości plonu, ale wymaga ciągłego kontrolowania poziomu odłowów Odłów progowy: odłowów nie przeprowadza się gdy liczebność populacji spadnie poniżej określonego poziomu Najostrożniejsza metoda, gdy szacowania liczebności są niepewne albo gdy liczebność pop. ulega stochastycznym fluktuacjom

25 Modele używane w pozyskaniu zwierząt na świecie 3. Modele ze strukturą wiekową (age-structured harvest models - macierzowe) Gdy potrzeba znać konsekwencje pozyskania zwierząt o określonym wieku (lub płci) Przy pozyskaniu kopytnych: niekt. kategorie nietykalne (młode, czasem samice), inne pod silna presja (duże samce) Najbardziej szczegółowy obraz populacji i konsekwencji polowań (nie tylko dla wielkości populacji, ale i dla np. proporcji płci: ważne dla myśliwych) Wymagają najbardziej szczegółowych danych

26

27 Modele używane w pozyskaniu zwierząt na świecie 4. Zarządzanie adaptacyjne odłowami (adaptive harvest management) Obecnie najb. zaawansowana strategia pozyskania zwierząt Ptactwo wodne w Stanach: Pozyskanie 13 mln osobników/rok 1.5 mln myśliwych Obroty: 1.6 miliarda $/rok Uważane za sukces: populacje są liczne, odłowy ściśle regulowane, a siedliska chronione

28 Modele używane w pozyskaniu zwierząt na świecie 4. Zarządzanie adaptacyjne odłowami (adaptive harvest management) Monitoring (stanu siedliska, liczebności populacji, reprodukcji, poziomu odłowów) i modelowanie populacji połączone z zarządzaniem: Odłowy są jednocześnie eksperymentami naukowymi Wiedza biologiczna wyznacza pozyskanie; pozyskanie wzbogaca wiedzę biologiczną

29 Rybołóstwo Najwięcej badań dot. optymalizacji eksploatacji populacji: rybołóstwo Ogromne znaczenie ekonomiczne rybołóstwa morskiego XX w: wyniszczanie wielu populacji, załamanie przemysłu rybołówczego wielu krajów

30 Myers i Worm 2003: ŚREDNIO, przemysłowe odłowy zredukowały biomasę największych populacji ryb o 90% (średni spadek 16%/rok) Niektóre populacje (północnoatlantycki dorsz, sardynki u wybrzeży Kalifornii) zredukowane poniżej 1% wyjściowej biomasy

31 Historia dorsza północnego

32 Dorsz północny Drapieżnik (zjada inne ryby, kraby, krewetki) Dojrzewa w wieku 7 lat, najlepiej rozmnażają się starsze ryby: 11-letnia samica: 2 miliony jaj 16 letnia samica: 11 milionów lat Średnio, przeżywa tylko 1/milion jaj Odławiany przez 500 lat, w zrównoważony sposób

33 Historyczne odłowy dorsza północnego 1600: ton rocznie 1700: /rok 1800: /rok

34 Współczesne odłowy dorsza północnego

35 Co się stało? Wyjaśnienie przemysłu: zmiany w oceanie i/lub drapieżnictwo (plus postulaty wytępienia fok) Dane naukowe: przełowienie Lata 80-te: wzmożony odłów i usprawniona technologia Wysoka śmiertelność dorsza, zmiana struktury wiekowej populacji (mało dużych dorszy, które najlepiej się rozmnażają) Statki sprawnie wyszukiwały ławice nawet, gdy ogólna populacja się zmniejszała Zbyt późna reakcja: nauka (liczba złowionych dorszy/godzinę odłowów jako wskaźnik liczebności populacji) i polityka (decyzja o zmniejszeniu odłowów b. niepopularna)

36 Struktura wiekowa dorsza w 1968 i 1998

37 Stan rybołóstwa na świecie 200 milionów ludzi żyje z połowu ryb oceanicznych Światowy poziom odłowów: stagnacja lub spadek Po II WŚ: przesunięcie eksploatacji w głąb oceanów i dalej od wybrzeży ekspansja geograficzna: wysoko rozwinięte kraje półkuli północnej odławiają ryby na półkuli południowej ekspansja taksonomiczna: odłowy ryb, które wcześniej uważano za mało atrakcyjne Rozrost flot: 3-4 x więcej statków rybackich, niż potrzeba do eksploatacji istniejących zasobów (subsydia >$30 mld/rok) Conservation Biology for All, p

38 Jak uniknąć przełowienia światowych populacji ryb? Zaprzestanie subsydiów (np. zwolnionego od podatków paliwa dla rybaków, preferencyjnych kredytów na zakup kutrów i statków) Utworzenie sieci wielkich rezerwatów morskich Ograniczenie odłowów na niechronionych obszarach (np. poprzez udzielanie prawa na wyłączność odłowów w określonych obszarach, aby uniknąć wyścigu po ryby ) Conservation Biology for All, p

39 Tragedia wspólnego dobra (Hardin 1968) Każdy, kto ma dostęp do wspólnych zasobów będzie maksymalizował swoje zyski Nie uda się zarządzanie nastawione na maksymalizacje długotrwałych zysków Samolubne zachowanie: korzyści dla jednostek samolubnych kosztem całej społeczności Połowy na otwartych wodach oceanicznych nie podlegają kontroli żadnego z rządów -> tragedia wspólnego dobra (np. nadmierna eksploatacja waleni)

40 Długoterminowe (ewolucyjne) efekty pozyskania zwierząt Pierwszy dowód: eksploatowane populacje ryb zmieniają historie życiowe Intensywne pozyskanie północnoatlantyckiego dorsza (do lat 90-tych) -> tylko 4% 1-rocznych ryb przeżywało do wieku reprodukcyjnego (4 lata) Obecnie, dorsz osiąga wiek reprodukcyjny szybciej i przy mniejszych rozmiarach ciała

41 Długoterminowe (ewolucyjne) efekty pozyskania zwierząt Coltman et al. 2003: wielkoroga owca kanadyjska Alberta, Ram Mountain Wielkość rogów skorelowana z wielkością ciała, silnie dziedziczna Rogi (i samce) stają się coraz mniejsze, bo polowania usuwają najb. imponujące samce przed osiągnięciem szczytu możliwości rozrodczych

42 Długoterminowe (ewolucyjne) efekty pozyskania zwierząt Coltman et al. 2003: wielkoroga owca kanadyjska Alberta, Ram Mountain Wielkość rogów skorelowana z wielkością ciała, silnie dziedziczna Rogi (i samce) stają się coraz mniejsze, bo polowania usuwają najb. imponujące samce przed osiągnięciem szczytu możliwości rozrodczych

43 Długoterminowe (ewolucyjne) efekty pozyskania zwierząt

44 Podsumowanie Odłowy mogą być powodem zaniku populacji i zagłady gatunków (rybołóstwo przemysłowe) mogą też zapewnić trwałe źródło dochodów i rekreacji (łowiectwo w Polsce - zazwyczaj) Aby ocenić efekty odłowów na populację należy znać: Poziom odłowów Stopień kompensacji Jakie osobniki są zabijane

45 Podsumowanie Proste modele oparte na wzroście logistycznym -> rekrutacja nowych osobników i możliwe pozyskanie zwierząt zmaksymalizowane gdy N = 1/2K Sporo ryzykownych założeń, lepiej pozyskiwać mniej niż oszacowane maks. trwałe pozyskanie lub stosować stałą wielkość nakładów raczej niż plonów Czynniki socjo-polityczne mogą spowodować wyniszczenie populacji nawet gdy dysponuje się kompletną wiedzą naukową Eksploatacja populacji może być silnym czynnikiem selekcyjnym (->ewolucja)