IV. ŚRODOWISKO BIOTYCZNE OBSZARÓW POLARNYCH

Transkrypt

1 IV. ŚRODOWISKO BIOTYCZNE OBSZARÓW POLARNYCH Obcy w Antarktyce Katarzyna Chwedorzewska 1, Maria Olech 1, 2, Małgorzata Korczak 1 1 Polska Akademia Nauk, Warszawa, 2 Zakład Badań i Dokumentacji Polarnej, im. Prof. Zdzisława Czeppe, Instytut Botaniki UJ, Kraków Wstęp Antarktyda jest najbardziej izolowanym kontynentem na Ziemi, unikalnym pod względem warunków fizycznych i biologicznych, a ekosystemy antarktyczne jako jedne z ostatnich ulegają wpływowi człowieka. Jednakże i te tereny przeżywają corocznie eksodus turystów i badaczy. Samoloty i statki przywożą w rejony antarktyczne coraz więcej ludzi i ładunków, będących potencjalnymi wektorami dla obcych gatunków. Nagłe zmiany w środowisku (np. gwałtowne ocieplanie się Antarktyki zachodniej, dostępność niezwiązanej wody czy wzrost promieniowania) mogą sprzyjać inwazji obcej flory i fauny, zagrażającej gatunkom rodzimym (Convey, Smith 2006). Obecnie obce elementy spotykane są coraz częściej w Antarktyce i na subantarktycznych wyspach (Barnes i in. 2006). Obszary, na których obserwuje się wzmożoną introdukcję obcych gatunków pokrywają się znacząco z obszarami największej aktywności ludzkiej (trasy turystyczne, okolice stacji badawczych i w mniejszym stopniu trasy ekspedycji naukowych i innych) (Whinam i in. 2005). Wpływ gatunków obcych na ekosystemy jest jednym z palących problemów XXI wieku wobec rosnącej globalizacji i niekontrolowanego przemieszczania się ludzi i towarów na całym świecie. Inwazyjne gatunki obce (Invasive Alien Species, IAS) stanowią obecnie największe, poza utratą naturalnych siedlisk, zagrożenie dla różnorodności biolo

2 198 Środowisko przyrodnicze obszarów polarnych gicznej, a ich inwazja w rodzime zbiorowiska jest jednym z najważniejszych czynników, mogących wprowadzić znaczące modyfikacje w struktury i funkcjonowanie całych ekosystemów. Gatunki te mogą zagrażać rodzimej florze i faunie prowadząc nawet do erozji genetycznej poprzez niszczenie relacji symbiotycznych w atakowanych ekosystemach oraz do pojawiania się nowych chorób i szkodników w rejonach wcześniej izolowanych. Definicja obcego gatunku inwazyjnego podana w 2003 r. przez Global Invasive Species Programme (GISP) mówi, że jest to organizm mający szkodliwy wpływ na środowisko, ekonomię i człowieka oraz którego introdukcja i/lub rozprzestrzenianie się zagraża różnorodności biologicznej ( Jednakże nie każdy gatunek obcy na danym terenie staje się gatunkiem inwazyjnym. Średnio jeden na dziesięć gatunków, świadomie lub przypadkowo introdukowanych, wymyka się spod kontroli, a z nich tylko jeden na dziesięć staje się gatunkiem podlegającym naturalizacji, z tego jeden na dziesięć może stać się gatunkiem inwazyjnym (Williamson i Fitter 1996). Problem gatunków inwazyjnych staje się alarmujący z uwagi na fakt, że proces ten jest z reguły nieodwracalny i może prowadzić do katastrofalnych skutków. Wpływ introdukowanych obcych gatunków na ekosystemy antarktyczne jest różny i w dużej mierze zależny od gatunku. Większość introdukcji ma marginalny, lokalny i krótkotrwały wpływ na środowisko, ale zdarzają się introdukcje trwałe, które mogą wpływać na bioróżnorodność i ewolucje całego ekosystemu. Obserwowane coraz dynamiczniejsze zmiany klimatu, szczególnie w Antarktyce zachodniej, sprzyjają introdukcji gatunków, które dotychczas miały małe szanse na utrzymanie się w ekosystemie, jednocześnie czyniąc je mniej sprzyjającymi dla gatunków rodzimych. Przykładem takiego gatunku może być wiechlina roczna (Poa annua L.) introdukowana w okolice stacji im. H. Arctowskiego przeszło 20 lat temu i systematycznie obserwowana (Olech 1996, 2003). Jej populacja przez ten okres systematycznie rosła, a latem 2005/2006 po raz pierwszy zaobserwowano wkraczanie tego gatunku w naturalne zbiorowiska (Olech dane niepublikowane). Pochodzenie tego gatunku nie było jasne, dopiero badania genetyczne przybliżyły nieco ten problem (Chwedorzewska 2008). Obcy w Antarktyce Międzynarodowy projekt Obcy w Antarktyce porusza trzy kluczowe problemy światowej ekologii: obecny stan środowiska naturalnego, zmiany rejonów polarnych, wpływ człowieka na rejony polarne. Celem projektu jest ocena, w jakim stopniu corocznie migrująca w rejony antarktyczne populacja ludzka jest odpowiedzialna za przenoszenie propaguli obcych gatunków (nasiona, spory, jaja, rozmnóżki wegetatywne, fragmenty plech, cysty czy całe organizmy). Próby będą konserwowane i identyfikowane taksonomicznie, oraz oceniona zostanie skala tego zjawiska. Ponadto zostanie ustalona trasa i historia każdej z badanych ekspedycji.

3 IV. Środowisko biotyczne obszarów polarnych 199 Wyniki badań staną się składową częścią prac prowadzonych w tym samym okresie w całej Antarktyce. Na podstawie uzyskanych wyników stworzone będą uniwersalne modele wpływu gatunków obcych na ekosystemy polarne na tle dynamicznych zmian klimatu. Unifikacja, duża skala i prostota zaplanowanego eksperymentu stanowi ciekawą propozycję merytoryczną do monitorowania całych ekosystemów w przyszłości. Stanowić będzie bazę do działań w szeroko pojętej ochronie środowiska naturalnego. Metody badań Jest to pierwszy tego rodzaju projekt, pozwalający ocenić wielkość i jakość transferu obcych gatunków do praktycznie całego biomu Antarktyki. W ramach tego projektu zbierane były propagule przenoszone przez ludzi podróżujących w Antarktykę na pokładach statków i samolotów przez lato 2007/2008. Na większości jednostek badawczych i turystycznych (tylko tych, które wysadzały ludzi na ląd) zostały przeprowadzone proste ankiety dotyczące ludzi (cel wizyty: turysta, załoga statku, naukowiec; planowany rodzaj aktywności na lądzie, miejsce stałego pobytu przez ostatnie 12 miesięcy; rodzaj odwiedzanych miejsc w ciągu ostatnich 12 miesięcy, czy odzież wierzchnia i sprzęt były wcześniej używane), ładunku (pochodzenie, przeznaczenie, gdzie był magazynowany, rodzaj opakowania, gabaryty) i świeżych produktów (rodzaj produktu, pochodzenie, ilość, czas transportu i sposób przechowywania oraz rodzaj opakowania). Ubrania, buty, bagaż były dokładnie odkurzone (najbardziej obfitym źródłem szczególnie nasion są rzepy zapinające ubrania). Również próby były zbierane z ładunku i sprzętu ciężkiego, na którym z reguły znajdują się duże ilości obcej gleby. Bardzo dokładnie przeglądano świeże warzywa, szczególnie liściaste takie jak kapusta, czy sałata (zawierały one dużą ilość nasion, pleśni, jaj czy dorosłe organizmy: owadów, pajęczaków i ślimaków). Przywożone w warzywach owady latające spotykano w chłodniach i magazynach żywnościowych oraz pomieszczeniach mieszkalnych (komary, muszki owocowe i inne), a na niektórych stacjach badawczych od lat monitorowane są ustabilizowane ich populacje (Hughes i in. 2005). Wszystkie znalezione propagule były konserwowane przez mrożenie lub suszenie i dalej przekazywane do oceny taksonomicznej. Strona polska podjęła również badania ludzi i sprzętu lądujących na Stacji Antarktycznej im. H. Arctowskiego znajdującej się na Wyspie Króla Jerzego, wchodzącej w skład Archipelagiu Szetlandów Południowych. Rejon polskiej stacji jest szczególnie zagrożony inwazją obcych gatunków, ponieważ stanowi ulubiony przystanek większości rejsów turystycznych do Antarktyki Zachodniej (Ciaputa, Salwicka 1997, Stonehouse 1992). I tak każdego roku w Antarktykę przyjeżdża przeszło osób, biorących udział w wyprawach naukowych lub operacjach badawczych, z czego jedna czwarta odwiedza stację Arctowskiego. Na przykład latem 2006/2007 polską stację odwiedziło 27 statków turystycznych, wysadzając na ląd 5800 osób (Łękarski T. informacja własna). Jednocześnie Szetlandy Południowe znajdują się w centrum najbardziej dynamicznych zmian klimatycznych, gdzie na przykład regionalny wzrost temperatury w ciągu ostatnich 50 lat jest wyjątkowo gwałtowny (Kejna 2007).

4 200 Środowisko przyrodnicze obszarów polarnych Strona polska rozszerzyła plan badań o dodatkowe dwa sezony letnie i dodatkowe analizy, takie jak monitoring oraz badania genetyczne już introdukowanego w okolice stacji obcego gatunku wiechliny rocznej. Miejsce projektu w strukturach międzynarodowych Projekt jest realizowany w ramach Międzynarodowego Roku Polarnego (IYP- International Polar Year) zgodnie z programem Obcy w Antarktyce (Aliens in Antarctic), jednego z aktywności EBA (Evolution and Biodiversity in Antarctic) SCAR (Scientific Committee on Antarctic Research) i jest finansowany na świecie ze środków własnych, narodowych. Badania są wspierane przez projekt badawczy specjalny IPY/27/2007. Literatura Barnes D.K.A., Hodgson D.A., Convay P., Allen C.S. & Clarke A., 2006, Incursion and excursion of Antarctic biota: past, present and future, Global Ecology and Biogeography 15, Chwedorzewska K.J., 2008, Poa annua L. in Antarctic searching for the source of introduction, Polar Biology DOI, /s Ciaputa P. & Salwicka K., 1997, Tourism at Antarctic Arctowski Station : policies for better management, Pol. Polar Res. 18, Convey P. & Smith R.I.L., 2006, Responses of terrestrial Antarctic ecosystems to climate change, Plant Ecol. 18, Hughes K.A., Walsh S., Convey P., Richards S. & Bergstrom D.M., 2005, Alien fly populations established at two Antarctic research stations, Pol Biol. 28, Kejna M., 2007, Zmiany klimatu w Antarktyce, Zmiany klimatu w Arktyce i Antarktyce w ostatnim pięćdziesięcioleciu XX wieku i ich implikacje środowiskowe, Olech M., 1996, Human impact on terrestrial ecosystems in west Antarctica, Proc. NIPR Symp. Polar Biology 9, Olech M., 2003, Expansion of alien vascular plant Poa annua L. in the vicinity of the Henryk Arctowski Station a consequence of climate change? In: M. Olech [red.], The functioning of polar ecosystems as viewed against global environmental changes, XXIX International Polar Symposium, Stonehouse B., 1992, Monitoring shipborne visitors to Antarctica: a preliminary field study, Polar Rec. 28, Williamson M. & Fitter A., 1996, The varying success of invanders, Ecology 77, Whinam J., Chilcott N. & Bergstrom D.M., 2005, Sub Antarctic hitchhikers: expeditioners as vectors for the introduction of alien organisms, Biol Conserv 121, Summary Aliens in Antartic Although the Antarctic (one of the last and rarest ecosystems in the world) has escaped the worst effects of alien species, its future seems endangered due to increasing

5 IV. Środowisko biotyczne obszarów polarnych 201 natural and man-made pressures (Whinam et al. 2005). Rapid changes in three major environmental variables (temperature, liquid water availability and radiation climate) have occurred in the Antarctic region during the last decades. In the short term terrestrial biota are likely to benefit from reduced environmental stresses, but in the long run, the colonisation of the region by lower latitude species with greater competitive ability will become increasingly important, and could lead to large-scale changes in biological composition and trophic complexity in some existing Antarctic terrestrial ecosystems (Convey and Smith 2006). Moreover, the recent dynamic climate changes combined with human activities in the Antarctic region might modify the status of several alien species which have hitherto been considered transient or persistent and could, therefore, become naturalized and threaten the native communities on a larger scale than today, or influence the status of naturalized species.