Występowanie i liczebność gatunków w zespołach ekologicznych uzależnione są od czynników biotycznych i fizycznych.

Transkrypt

1 Bioróżnorodność w najprostszym ujęciu: rozmaitość form życia wraz z cała ich zmiennością na poziomie genów, gatunków i ekosystemów, w skali Ziemi lub bliższych jednostek biogeograficznych. Według definicji przyjętej oficjalnie przez Konwencję o różnorodności biologicznej, różnorodność gatunkowa oznacza, zróżnicowanie wszystkich żywych organizmów występujących na Ziemi m.in. w ekosystemach lądowych, morskich i innych wodnych, jak też z zespołach ekologicznych, których organizmy te są częścią. Dotyczy to różnorodności wewnątrzgatunkowej i różnorodności na poziomie ekosystemów. Bioróżnorodność jest pojęciem wyrażającym pełny dynamizm żywej przyrody: skład genetyczny gatunków zmienia się w czasie i przestrzeni wskutek naturalnego i antropogenicznego oddziaływania selekcyjnego. Występowanie i liczebność gatunków w zespołach ekologicznych uzależnione są od czynników biotycznych i fizycznych. Zagadnienie różnorodności biologicznej stało się jednym z głównych paradygmatów ekologii, współczesnej ochrony przyrody i polityki środowiskowej. Najistotniejszym elementem bioróżnorodności jest różnorodność gatunkowa, utożsamiana często z różnorodnością ekologiczną, jakkolwiek określenie różnorodności gatunkowej zaczyna się od systematyki, a nawet wchodzi w zakres definicji dziedziny biologii. Ostatnio coraz większego znaczenia nabierają badania różnorodności biologicznej na poziomie wewnątrzgatunkowym, genetycznym. Największym wkład w tworzenie teorii bioróżnorodności mają Amerykanie (m.in. R.H. MacArthur, R.H. McIntosh, E.C. Pielou, E.O. Wilson) oraz Hiszpan R. Margalef. Problematyka różnorodności biologicznej stała się zasadniczą częścią wielkiego międzynarodowego programu Strategii Ochrony Świata, a także globalnej idei tzw. rozwoju zrównoważonego. Zagadnienia dotyczące różnorodności biologicznej omawia najszerzej wielkie zbiorowe dzieło pt.,,global Biodiversity Assssment wydane w 1995 r. przez Program Środowiskowy Narodów Zjednoczonych. Do najczęściej stosowanych miar różnorodności gatunkowej należą: - wskaźnik Margalefa: Dma, gdzie - Dma = (S-1) : logn W powyższym wzorze użyto następujących oznaczeń: S liczba gatunków w zespole, N liczba osobników w zespole. KATEGORIE BIORÓŻNORODNOŚCI l. Bioróżnorodność genetyczna zróżnicowanie obserwowane wewnątrz populacji, najczęściej określane przez poziom jej heterozygotyczności (stosunek liczby osobników heterozygotycznych do homozygotycznych). Organizmy morskie mają z reguły wyższą różnorodność genetyczną niż lądowe i słodkowodne, spowodowaną szerszym zasięgiem występowania i przemieszczania się. 1

2 2. Bioróżnorodność gatunkowa najczęściej stosowana, wyraża się ją liczbą gatunków na jednostkę powierzchni lub w danym środowisku. Spośród 1.7 mln znanych dziś gatunków tkankowców około 1 mln to owady (nie występują w morzach), a około 300 tys. to gatunki morskie. Stopień poznania fauny morskiej, a zwłaszcza głębinowej jest wciąż bardzo słaby i szacunkowe oceny liczby gatunków morskich czekających na odkrycie wahają się w granicach mln. 3. Bioróżnorodność filetyczna określana na poziomie typów taksonomicznych. Spośród 39 typów zwierząt dziś tylko jeden jest wyłącznie lądowy (pazurnice), 15 to formy pasożytnicze, a wszystkie pozostałe mają swoich przedstawicieli w morzach (ryc. 4). 4. Bioróżnorodność funkcjonalna rozumiana poprzez koncepcję "niszy ekologicznej", opisującej całościowo rolę organizmu w biocenozie, z uwzględnieniem jego powiązań pokarmowych, preferencji siedliskowych i oddziaływań międzygatunkowych. Jest to szczególnie ważny rodzaj bioróżnorodności, ponieważ określa stopień zastępowania się gatunków na danym terenie (jeżeli jest więcej drapieżników, miejsce wytępionego gatunku zajmie następny). 5. Bioróżnorodność zespołów organizmów określa, jak zgrupowania fauny czy flory zmieniają się wraz z gradacją warunków środowiska (np. od ujścia rzeki do morza). 6. Bioróżnorodność siedlisk liczba różnych miejsc, w których mogą bytować dane organizmy (gładka skała przybrzeżna jest mało zróżnicowanym siedliskiem, przeciwnie do rafy koralowej). Człowiek zanieczyszcza wody ściekami komunalnymi, rolniczymi, przemysłowymi, niekiedy nawet radioaktywnymi. Poza tym zbiorniki wodne zatruwane są przez stały napływ wód z intensywnie nawożonych i traktowanych pestycydami pól uprawnych, z hałd przemysłowych, z wysypisk śmieci oraz z odpadów atmosferycznych. Organizmy wodne wykazują różną wrażliwość na te zanieczyszczenia, które mogą wpływać szkodliwie na podstawowe procesy życiowe, np. hamować działanie enzymów, aktywność organizmów. Przy większym zakwaszeniu wód najbardziej wrażliwe gatunki giną, np. łosoś, płoć, inne osłabiają swoja aktywność. Rozwijają się głównie takie rośliny, jak glony i mchy wodne. Do zbiorników wodnych spływają zanieczyszczenia z pól uprawnych, co powoduje zakwity glonów, prowadzące do braku tlenu w warstwie przydennej i śmierci organizmów tam żyjących. Powietrze jest nie zbędne do życia ludziom, zwierzętom i roślinom. Jednakże rozwój uprzemysłowienia, motoryzacji oraz inna działalność człowieka spowodowały jego zanieczyszczenie. Do atmosfery dostają się zanieczyszczenia, głównie w postaci pyłów i gazów. Mogą być przenoszone na duże odległości przez wiatr. Powodują zmiany naturalnego składu powietrza, są szkodliwe dla ludzi, jak i dla zwierząt oraz roślin. Głównymi zanieczyszczeniami powietrza są pyły, tlenki siarki, azotu i węgla. Część z nich opada na glebę, pozostałe jak tlenki siarki i azotu reagują z parą wodną zawartą w powietrzu, tworząc kwasy i wraz z wodą deszczową Opadają na glebę w postaci kwaśnych deszczów. Niszczą rośliny, powodują skażenie gleb i zbiorników wodnych. 2

3 Wskutek nadmiernej intensyfikacji rolnictwa obserwuje się zmniejszanie się bioróżnorodności. Utrata jej przejawia się zanikiem wielu starych (lub lokalnych), niekiedy nawet wartościowych odmian roślin uprawnych, owocowych drzew i krzewów, a także lokalnych ras zwierząt. Ograniczanie bioróżnorodności polega głównie na genetycznym ujednolicaniu agroekosystemów, co w dłuższym okresie czasu może być dla nich zgubne. Niewielkie zróżnicowanie genetyczne organizmów danego ekosystemu potęguje niebezpieczeństwa degeneracyjne populacji osobników w obrębie rodzajów i gatunków, a także wzrost infekcji chorób i szkodników. Zwiększenie bioróżnorodności można osiągnąć przez uprawę jak najszerszego zestawu odmian roślin uprawnych, wprowadzanie upraw współrzędnych i ograniczenie stosowania agrochemikaliów, a także przez wprowadzanie nowych ras zwierząt gospodarskich. Co najmniej 20 gatunków zwierząt i roślin ginie z naszej planety każdego dnia w wyniku zanieczyszczeń i przekształceń w ich naturalnym środowisku. Szacuje się, że po 2000 r. tempo to wzrosło do 100 gatunków dziennie. Wymieranie zwierząt jest procesem naturalnym, podczas którego słabe gatunki niepotrafiące się przystosować do zmieniających się warunków życia, giną. Na ogół gatunki rozwijają się lepiej razem niż osobno. Różnorodność natury wykorzystujemy na wiele sposobów. Od dzikich roślin i zwierząt pochodzi całe nasze pożywieni, większość leków i niezliczone inne produkty poczynając od politury do mebli kończąc na zelówkach do butów. Na przykład bez wierzby nie byłoby aspiryny. Ostatnio w oparciu o odmianę cisa została wynaleziony obiecujący lek przeciwrakowy. Urozmaicenie w przyrodzie pozwala nam także napawać się urokiem otoczenia. Wszystko wskazuje na to, że pomimo niszczącej działalności człowieka, żyjemy w epoce wyjątkowej różnorodności fauny i flory. Liczba gatunków rosła w trakcie ewolucji, obniżając się po każdym z okresów wielkiego wymierania. Największa taka udokumentowana katastrofa zdarzyła się z końcem permu, na przełomie er paleozoicznej i mezozoicznej. Przestało wtedy istnieć 96% gatunków i 50% rodzin fauny morskiej. Ciekawe, że wymierały przede wszystkim gatunki wydaje się, że, jak dotąd, nie spotkało to jeszcze żadnego taksonomicznego typu fauny. Liczbę gatunków na Ziemi obniżały nie tylko gwałtowne katastrofy. W ciągu ery mezozoicznej na całej Ziemi panował klimat tropikalny lub subtropikalny bez lodowców i stref zimnych. Ocean był ciepłym zbiornikiem z bardzo słabym mieszaniem wody. Na głębokości poniżej 200 m panowały warunki beztlenowe tak jak obserwujemy to dziś w Morzu Czarnym. Życie ewoluowało więc w wodach płytkich i powierzchniowych. Ta historyczna zaszłość tłumaczy, dlaczego do dziś liczba gatunków występujących na płytkim dnie morskim jest dużo wyższa niż gatunków zasiedlających toń wodną otwartego oceanu. Gigantyczna, trójwymiarowa przestrzeń wód otwartego oceanu zamieszkana jest tylko przez około 1200 gatunków ryb, podczas gdy w wąskim pasie wód przybrzeżnych żyje ponad 13 tys. gatunków. Pionowe mieszanie wód oceanu, które umożliwia dopływ natlenionych wód do jego głębin, umożliwiając ekspansję fauny, rozpoczęło się dopiero w czasie trzeciorzędowego oziębienia klimatu. Blisko 70% populacji ludzkiej żyje w pasie do 60 km od morskich wybrzeży, a niemal wszystkie największe miasta świata to porty morskie. Ten fakt w oczywisty sposób wskazuje, jak wielka jest presja obecności człowieka na przybrzeżny ekosystem morski. 3

4 Jednym z najważniejszych zjawisk, z jakimi organizmom morskim przychodzi się zmierzyć, jest degradacja siedlisk. Szczególnie dotyczy to strefy tropikalnej i raf koralowych. W 1993 roku oceniono, że blisko 60% powierzchni raf koralowych w Azji zniszczono przy okazji wydobycia wapienia koralowego, a także przez zanieczyszczenia chemiczne, używanie dynamitu do połowu ryb i zamulenie wód powodowane erozją gleby. Poza rafami koralowymi najbardziej zagrożone są namorzyny, słone bagna, estuaria i równie pływowe. Wszystkie te miejsca są ważne jako naturalne wylęgarnie fauny morskiej (nursery grounds) miejsca, gdzie większość jaj, larw i młodych osobników dorasta przed migracją na szelf i do wód otwartych. Na zmniejszanie się bioróżnorodności wpływa nie tylko niszczenie siedlisk, ale również ich rozdzielanie. Nieustający rozwój człowieka powoduje coraz większy jego wpływ na otoczenie, prowadzi to do zagospodarowywania coraz to nowych i większych terenów na naszej planecie. Sprawia to, że wymierają słabsze gatunki roślin i zwierząt, jednocześnie przez postęp cywilizacyjny stale niszczone jest środowisko naturalne. Różnorodność biologiczna w Polsce jest dość dokładnie poznana, żyje tu ok. 70 tys. gatunków, w tym ok. 2,7 tys. gatunków roślin naczyniowych, tys. gat. zwierząt, w tym ok. 600 gat. Kręgowców. Różnorodność biologiczna Polski jest stosunkowo duża, ponieważ obejmuje środowiska górskie, nizinne, nadmorskie i morskie, a ponadto Polska leży na pograniczu klimatów: atlantyckiego i kontynent., stąd na jej terenie wiele gatunków ma swoje granice zasięgów: wsch., zach., pd. i północną. Wyginięcie gatunku na Ziemi jest nieodwracalną stratą w różnorodności biologicznej, znika bowiem gatunek i kombinacja genów w nim zawarta; gatunek ten miał swoje miejsce i swoją funkcję w ekosystemie: w wyniku jego utraty ekosystem ten staje się mniej stabilny. Tworzy się programy zachowania gat. zagrożonych wyginięciem; dzielą się one na 2 grupy zw.: in situ (w środowisku życia) i ex situ (poza tym środowiskiem). Ochrona in situ to działania podejmowane w przyrodzie, takie jak: ochrona, odtworzenie i zwiększenie obszaru środowisk, w których dany gatunek występuje, wprowadzenie (reintrodukcja) gatunku na tereny, gdzie już wyginął, ograniczenie eksploatacji gatunków, wydanie zakazów jego niszczenia, zabijania, poławiania i innych. Ochrona ex situ polega na przetrzymywaniu i rozmnażaniu gat. poza jego naturalnym środowiskiem, np.: hodowla w specjalnych fermach lub ogrodach botanicznych. i zoologicznych, rozmnażanie przy doborze osobników do krzyżowania o jak najmniejszym skoligaceniu, konserwowanie nasion, zarodków, w niskich temperaturach, tak by można było ich użyć w odpowiednim czasie do odtworzenia gatunku. lub jego puli genowej. Z założenia o zachowaniu wszystkich gat. wynika zasada zachowania wszystkich odmian uprawnych roślin i ras hodowlanych zwierząt, szczególnie starych; 4

5 Chociaż odmiany te powstały w wyniku działalności człowieka, uważa się, że specyficzny zestaw genów, które one reprezentują, jest wartościowy ze względów kulturowych (wynik kultury danych społeczności) i ze względów użytkowych, ponieważ ich pula genowa jest specyficzna i bogatsza od ras współczesnych. Poziom ekologiczny różnorodności biologicznej odnosi się do systemów ekologicznych, specyfiki ich składu gatunkowego i opartej na nim równowagi biologicznej w ekosystemach, a także do niepowtarzalności mozaiki ekosystemów w krajobrazie ekologicznym. Różne typy ekosystemów powstały w wyniku dopasowania się gatunków i liczebności ich populacji (troficznej i paratroficznej) do struktury ekosystemu w określonych warunkach środowiska; jeżeli dany typ ekosystemu ulegnie zniszczeniu, przyroda może go odtworzyć w ciągu długiego czasu (setek lat) pod warunkiem, że istnieje imigracja dopływ odpowiednich gatunków z zewnątrz; ekosystemy b. bogate w gatunki, zniszczone na wielkich obszarach, są nieodtwarzalne (np. deszczowe lasy tropikalne). Powinna być także prowadzona ochrona krajobrazu ekologicznego, charakterystycznego dla danego obszaru nie tylko ze względu na jego specyfikę przyrodniczą, ale także ze względu na jego cechy estetyczne (piękno krajobrazu). Podstawy prawne ochrony różnorodności biologicznej stwarza polskie ustawodawstwo, jak również przepisy ekologiczne i takie konwencje międzynarodowe, jak: Konwencja o obszarach wodno-błotnych mających znaczenie międzynarodowe, zwłaszcza jako środowisko życiowe ptactwa wodnego (tzw. Konwencja Ramsarska), zawarta w 1971 r. w mieście Ramsar w Iranie, mająca na celu ochronę obszarów podmokłych o międzynarodowym znaczeniu przyrodniczym i stworzenie, międzynarodowej sieci takich obszarów (weszła w życie w Polsce w 1978 r.). Konwencja o ochronie światowego dziedzictwa kulturowego i przyrodniczego, zawarta w 1972 r. w Paryżu, na podstawie której ustanawiane są obiekty o szczególnym znaczeniu ze względu na zachowanie światowego dziedzictwa World Heritage (weszła w życie w Polsce w 1976 r.). Konwencja o ochronie środowiska morskiego obszaru Morza Bałtyckiego (tzw. Konwencja Helsińska), zawarta w 1974 r. i powtórnie zrewidowana w 1992 r.; ma na celu ochronę środowiska Bałtyku, a w tym jego zasobów biologicznych, przez tworzenie morskich obszarów chronionych (weszła w życie w Polsce w 1980 r.). 5

6 Konwencja w sprawie międzynarodowego handlu dzikimi zwierzętami i roślinami gatunków zagrożonych wyginięciem (tzw. Konwencja Waszyngtońska-CITES), podpisana w 1973 r., jedna z najważniejszych konwencji międzynarodowych w sprawie ochrony zwierząt i roślin, wprowadzająca obowiązek kontrolowania przez władze celne handlu zagrożonymi gatunkami przyrody (weszła w życie w Polsce w 1990 r.). Konwencja o ochronie gatunków wędrownych dzikich zwierząt (tzw. Konwencja Bońska), podpisana w 1979 r. (weszła w życie w Polsce w 1995 r.) W obrębie tej konwencji dodatkowe porozumienia: o o ochronie nietoperzy w Europie, o o ochronie małych waleni w Bałtyku i Morzu Północnym. Konwencja o ochronie europejskich gatunków zwierząt i roślin oraz ich siedlisk naturalnych (tzw. Konwencja Berneńska), podpisana w 1982 r.; ma na celu ochronę europejskiej flory i fauny oraz jej siedlisk, a także promocję międzynarodowej współpracy w tej dziedzinie (weszła w życie w Polsce w 1995 r.). Konwencja o różnorodności biologicznej, podpisana w 1992 r. w czasie konferencji Narodów Zjednoczonych Szczyt Ziemi w Rio de Janeiro (weszła w życie w Polsce w 1995 r.) Od 1995 r. wyznacza ona nowe perspektywy w zakresie ochrony przyrody. Skoordynowane działania na rzecz ochrony i zrównoważonego użytkowania różnorodności biologicznej powinna zgodnie z 6 artykułem Konwencji o ochronie różnorodności biologicznej wytyczać krajową strategię ochrony różnorodności biologicznej, która w Polsce jest aktualnie przygotowywana. 6

7 Struktura konwencji W Konwencji o różnorodności biologicznej można pod względem formalnym wyróżnić cztery zasadnicze części: preambuła i artykuły wstępne 1-5, w których wyjaśnia się założenia konwencji i podaje objaśnienia pojęć stosowanych w tekście konwencji oraz generalne zasady i cele konwencji, artykuły 6-14 oraz 26, precyzujące zobowiązania stron konwencji, artykuły 15-21, określające relacje między stronami, artykuły 22-42, dotyczące standardowych problemów administracyjnych związanych z funkcjonowanem konwencji ( Konferencja Stron, sekretariat, raporty, spory, poprawki, protokoły itd.). Treść konwencji uzupełniono dwoma załącznikami: Załącznik I. Identyfikacja i monitoring. Załącznik II. Arbitraż. Każda ze stron, w miarę możliwości i konieczności: Artykuł 8 OCHRONA IN SITU 1. ustanowi system obszarów chronionych lub też obszarów, na których należy podjąć specjalne kroki w celu ochrony różnorodności biologicznej; 2. opracuje w razie potrzeby wskazówki dotyczące wyznaczania i ustanawiania obszarów chronionych i gospodarowania na nich oraz na obszarach, na których należy podjąć specjalne kroki w celu ochrony różnorodności biologicznej; 3. będzie kontrolowała zasoby biologiczne ważne ze względu na zachowanie różnorodności biologicznej zarówno na obszarach objętych ochroną, jak i poza ich granicami, mając na względzie zapewnienie ochrony tych zasobów i umiarkowane ich użytkowanie; 4. będzie promowała ochronę ekosystemów i naturalnych siedlisk oraz utrzymanie populacji gatunków zdolnych do życia w ich naturalnym środowisku; 5. będzie promowała rozważny, umiarkowany i nie zagrażający środowisku rozwój na obszarach sąsiadujących z obszarami objętymi ochroną, biorąc pod uwagę możliwość objęcia ochroną także i tych sąsiadujących obszarów; 6. przywróci i odnowi zniszczone ekosystemy oraz będzie promowała restytucję zagrożonych gatunków, między innymi przez opracowanie i wprowadzenie w życie odpowiednich planów i strategii; 7. ustanowi i będzie utrzymywała środki umożliwiające rozpoznanie i kontrolowanie zagrożeń wynikających z użytkowania oraz uwalniania żywych organizmów zmodyfikowanych biotechnologicznie, które powodując negatywne skutki środowiskowe mogą zagrażać ochronie różnorodności biologicznej oraz umiarkowanemu użytkowaniu jej elementów lub stanowić zagrożenie ludzkiego zdrowia; 8. będzie powstrzymywała wprowadzanie, ograniczała liczebność lub dążyła do wytępienia tych obcych gatunków, które zagrażają rodzimym ekosystemom, siedliskom lub gatunkom; 9. będzie dążyła do pełnej zgodności obecnych sposobów użytkowania elementów różnorodności biologicznej z zasadami jej ochrony i umiarkowanego użytkowania jej elementów; 10. zgodnie z krajowym ustawodawstwem będzie szanowała, zachowywała i chroniła wiedzę, innowacje i praktyki stosowane przez tubylcze i lokalne społeczności wiodące tradycyjny tryb życia sprzyjający ochronie różnorodności biologicznej i umiarkowanemu użytkowaniu jej elementów oraz będzie propagowała ich powszechne stosowanie za zgodą i przy udziale 7

8 tych, w posiadaniu których znajduje się owa wiedza, innowacje i praktyki; będzie też pilnowała sprawiedliwego podziału korzyści płynących z zastosowania tej wiedzy, innowacji i praktyk; 11. opracuje i utrzyma niezbędne przepisy prawne i/lub inne uregulowania dotyczące restytucji zagrożonych gatunków i populacji; 12. w razie stwierdzenia negatywnych skutków działalności, o której mowa w artykule 7, wprowadzi sterowanie odpowiednimi procesami i rodzajami tej działalności; 13. będzie partycypowała w zapewnianiu środków finansowych i w innej pomocy na rzecz przedsięwzięć ochronnych in situ określonych w punktach (a) - (i) tego artykułu, zwłaszcza w krajach rozwijających się. Artykuł 9 OCHRONA EX SITU Każda ze stron, w miarę możliwości i konieczności i przede wszystkim w celu uzupełnienia działań in situ: 1. podejmie kroki w celu ochrony ex situ elementów różorodności biologicznej, najlepiej w kraju, z którego elementy te pochodzą; 2. stworzy i utrzyma dogodne warunki do ochrony ex situ oraz badań naukowych nad roślinami, zwierzętami i mikroorganizmami, najlepiej w kraju, z którego pochodzą te zasoby genetyczne; 3. podejmie kroki mające na celu restytucję zagrożonych gatunków oraz B po odpowiednich przygotowaniach B ich ponowne wprowadzenie do naturalnego środowiska; 4. będzie sprawowała kontrolę nad pozyskiwaniem zasobów biologicznych z ich naturalnych siedlisk w celu ich ochrony ex situ w taki sposób, aby nie zagrażało ono ekosystemom i populacjom gatunków in situ, z wyjątkiem sytuacji, w których zgodnie z punktem (c) specjalne tymczasowe działania ex situ są niezbędne; 5. będzie partycypowała w zapewnieniu środków finansowych i w innej pomocy na rzecz przedsięwzięć ochronnych ex situ określonych w punktach (a) - (d) oraz w celu stworzenia i utrzymania warunków dogodnych do ochrony ex situ w krajach rozwijających się. 8