ŚRODOWISKO NATURALNE CZŁOWIEKA: BIOSFERA CZY CYWILIZACJA? WYKŁAD 3.1. UTRATA KOMPATYBILNOŚCI?

Transkrypt

1 ŚRODOWISKO NATURALNE CZŁOWIEKA: BIOSFERA CZY CYWILIZACJA? WYKŁAD 3.1. UTRATA KOMPATYBILNOŚCI?

2

3

4

5 HANPP 10 55% TerrNPP (4 18% NPP) Pg C

6 HUMAN APPROPRIATION OF NPP Nature, VI.2004 Pg = g = 1 billion tonns Product Low estimate Average estimate High estimate Food Wood, paper and fiber Total % NPP (56.8 Pg)

7 Human Appropriation of Net Primary Production (HANPP)

8 Human Appropriation of Net Primary Production (HANPP) [2005 data] NASA image provided courtesy of Trent Schindler, Scientific Visualization Studio, using data provided by Marc Imhoff (NASA Goddard Space Flight Center).

9 GLOBAL MARINE FISH CATCHES

10 COLLAPSE OF ATLANTIC COD STOCKS OFF THE EAST COAST OF NEWFUNLAND IN 1992

11 SUN ATMOSPHERE HEAT PLANTS AND OTHER AUTOTROPHS CONSUMERS DECOMPOSERS FOSSIL FUELS

12 SUN ATMOSPHERE HEAT PLANTS AND OTHER AUTOTROPHS CONSUMERS DECOMPOSERS BIOSPHERE FOSSIL FUELS

13 OCEAN SUN ATMOSPHERE HEAT PLANTS CROPS FORESTS PLANCTON MAN DOMESTIC ANIMALS INDUSTRY BIOSPHERE FOSSIL FUELS

14 0,1 vulcanoes Atmosphere: erosion 0,3 9,7 7,8 Fossil fuels, cement Increment: 4 Pg C/rok vegetation gleby permafrost 1700 GLOBAL CARBON BALANCE 5. REPORT IPCC 2013 gas Fluxes: PgC/rok Stores: PgC 1 Pg = 1 x g = mld t Land use change 1,1 9,7-1,6-4,3 = 3,8 1,0 123=108, Degas. Inland waters. coal photosynthesis rivers 0,9 1,7-4,3 2,6 1, oil respiration 118,7=107,2+11,6 2,3 0,7 80=60+20 Ocean surface depths ,2 sediments , ,4=60,7+17,3 biota 3 2 DOC 700

15 Energia promieniowania słonecznego

16 Cyrkulacja atmosferyczna WIATRY ZACHODNIE PASATY NE PASATY SE WIATRY ZACHODNIE

17 ŚREDNIE ROCZNE SUMY OPADÓW

18 ROZMIESZCZENIE PUSTYŃ

19 EWAPOTRANSPIRACJA RZECZYWISTA [mm/rok] FAO

20 Lód Chłodny Suchy Ciepły-umiarkowany Tropikalny Górski GŁÓWNE KLIMATY ZIEMI

21 BIOMY LĄDOWE (MORSKIE)

22 BIOM: fragment biosfery - odznaczający się typowymi warunkami środowiskowymi, determinującymi tempo produkcji i dekompozycji (czyli bilans materii organicznej), w konsekwencji: rozwój charakterystycznych gleb i roślinności; w różnych rejonach ten sam biom mogą tworzyć biota różnego pochodzenia Pojęcie biomu można rozszerzyć na typowo ukształtowane obszary oceanów NIE MYLIĆ Z KRAINĄ BIOGEOGRAFICZNĄ!

23 cm ZALEŻNOŚĆ TYPU ROŚLINNOŚCI (BIOMU) OD TEMPERATURY I OPADÓW BIOMY WG WHITTAKERA ZMIENIONE

24 GŁÓWNE BIOMY LĄDOWE ŚWIATA Tundra Tajga Las liściasty umiark. Las iglasty umiark. Murawy Sawanna Las tropik Pustynia Mokradła, lądolód i. Ecology, 89(8), 2008, pp

25 STRATEGIA DRZEWA Lasy deszczowe Lasy suche Lasy strefy umiarkowanej Lasy borealne (tajga) Zarośla.

26 8,6 STRATEGIA DRZEWA 17 4,5 36 Lasy deszczowe Lasy suche Lasy strefy umiarkowanej Lasy borealne (tajga) Zarośla. 1,2 4,9 2,9 2,8 32,7 3,4 9,1 4,9 0,8 1,1 1,8 4,7 1,7 3,6 2 3,9 66,9 76,7 PIEŃ X 20,3 68 CELULOZA 6,3 3,6 4,7 2,6 LIGNINA SKROBIA 5 CUKRY 29,2 CUKRY ROZP. LIPIDY

27 TROPIKALNY LAS DESZCZOWY ZASIĘG OBECNY

28 82 m 69 m

29 STRATEGIE DRZEW: KORZENIE SZKARPOWE jw (Rancho Grande)

30 jw Gyranthera caribensis

31 Las deszczowy - Amazonia: postępująca deforestacja (LANDSAT)

32 OBSZAR ISTNIEJĄCYCH JESZCZE LASÓW RÓWNIKOWYCH I TEMPO ICH WYCINANIA (% ROCZNIE) % 5000 tys. km % % -0.4% 0.4% Brazylia Kongo Indonezja Papua NG Madagaskar Singh & Sharma, Tropical Ecology 50(1): 7-21, 2009

33 LAS LIŚCIASTY STREFY UMIARKOWANEJ jw PUSZCZA NIEPOŁOMICKA

34 jw ŻUBRY W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ

35 jw Las liściasty Am. Pn. (klony czerwone i klony cukrowe)

36 jw Pola uprawne na Spiszu

37 jw Pole pszenicy okolice Krakowa

38 wiki MAPA ZASIĘGU LASÓW BOREALNYCH (TAJGI)

39 jw Tajga mongolska górna granica lasu w górach Chentej

40 Tajga w górach Chentej (Mongolia) jw

41 STRATEGIA TRAWY - SAWANNA - STEP - PRERIA - PAMPA - LLANOS - PUSZTA - VELDT - PÓŁPUSTYNIA - PUSTYNIA rycina Albrechta Dürera

42 STRATEGIA TRAWY - SAWANNA - STEP - PRERIA - PAMPA - LLANOS - PUSZTA - VELDT - PÓŁPUSTYNIA - PUSTYNIA Szybko rosnąca bylina (rzadziej jednoroczna); Wiele źdźbeł z 1 węzła; Wiatropylność (czasem samozapylenie); Przetrwanie niekorzystnej pory w pęczku korzeni pod ziemią; Odrastanie po odgryzieniu; Gatunki odporne na suszę. rycina Albrechta Dürera

43 BIOMY TRAWIASTE ŚWIATA (UDZIAŁ TRAW) Procent pokrycia murawą Brak danych

44 Baobaby (Adansonia digitata) na sawannie (Tanzania)

45 jw Akacja parasolowa (Acacia tortilis); Samburu, Kenia zasięg akacji parasolowej

46 jw Żyrafa siatkowana Giraffa camelopardalis reticulata; Samburu, Kenia

47 SAWANNA ZALEWOWA (Am. Pd.) jw Bydło zebu; Pantanal, Brazylia

48 jw Kajman okularowy (Caiman crocodilus); Pantanal, Brazylia

49 jw Kapibara (Hydrochoerus hydrochaeris); Pantanal, Brazylia

50 Step karaganowy, Mongolia jw

51 Cold Patagonian steppe near Fitz Roy, Argentina

52 Tallgrass prairie BLUEGRASS STATES: Kentucky Tennessee wiki blue grass Poa (pratensis) [wiechlina łąkowa]

53 wiki Bizon amerykański (Bison bison)

54 ROZMIESZCZENIE PUSTYŃ NA ŚWIECIE

55 jw Pustynia Wschodnia, Egipt

56 jw Pustynia Synaj, Egipt

57 jw Pustyna Mojave (Kalifornia) Jukka krótkolistna (Yucca brevifolia), Joshua tree

58 jw

59 Macropus giganteus KANGURY: SKACZĄCE KROWY wiki

60 DZIKI WIELBŁĄD AUSTRALIJSKI (Camelus dromedarius) ok osobników

61 BIOMY ZAGROŻONE BIOMY ANTROPOGENICZNE ANTROMY

62 ANTROPOGENICZNE PRZEKSZTAŁCENIE BIOMÓW W OKRESIE 1700 DO 2000 anthropogenic biomes = anthromes Anthropogenic transformation of the biomes, 1700 to 2000 E.C. Ellis, K. K. Goldewijk, S. Siebert, D. Lightman, N. Ramankutty, 2010

63 ANTHROMES anthropogenic biomes of the contemporary biosphere 63

64 BIOMY ANTROPOGENICZNE WG. ELLISA et al. 2010

65 Frakcja zmienionej powierzchni ŚRÓDZIEMNOMORSKIE LASY. ZADRZEWIENIA I ZAROŚLA UMIARKOWANY LAS, STEP I ZAROŚLA UMIARKOWANY LAS LIŚCIASTY I MIESZANY TROPIKALNY I SUBTROPIKALNY SUCHY LAS LIŚCIASTY SAWANNY I STEPY ZALEWOWE TROPIKALNE I SUBTROPIKALNE STEPY. SAWANNY I ZAROŚLA TROPIKALNE I SUBTROPIKALNE LASY IGLASTE PUSTYNIE PRZEKSZTAŁCENIA PIERWOTNYCH BIOMÓW GÓRSKIE MURAWY I ZAROŚLA TROPIKALNY I SUBTROPIKALNY, WILGOTNY LAS LIŚCIASTY UMIARKOWANY LAS IGLASTY TAJGA Millenium Ecosystem Assessment TUNDRA Przekształcenie pierwotnych biomów Utracone przed 1950 Utracone między 1950 a 1990 Spodziewana utrata do 2050

66 MAPA EKOREGIONÓW WRAŻLIWYCH (vulnerable), ZAGROŻONYCH (endangered) I KRYTYCZNIE ZAGROŻONYCH (critical) Hoekstra & al. 2005

67 ANTROPOCEN (anthropocene): Termin określający obecną epokę geologiczną, po holocenie. P. J. Crutzen, E. F. Stoermer, IGBP Newsletter 41, 12 (2000). Paul Crutzen NIE MYLIĆ Z ANTROPOCENTRYZMEM! Jan Zalasiewicz Mark Williams.

68 UMOWNA TABLICA STRATYGRAFICZNA

69

70 GDZIE UMIEŚCIĆ UMOWNY POCZĄTEK EPOKI ANTROPOCENU? P. J. Crutzen, E. F. Stoermer, IGBP Newsletter 41, 12 (2000). Koniec XVII w [Maszyna parowa itd.] Subcommission of Quaternary Stratigraphy of the Geological Society of London (J. Zalasiewicz et al., Quat. Int., July 1945, the first atomic bomb test in Alamogordo

71 LONG TERM ANTHROPOGENIC CHANGES William F. Ruddiman, Erle C. Ellis, Jed O. Kaplan, Dorian Q. Fuller: Defining the epoch we live in. Science 3 April 2015: Vol. 348 no pp

72 PROPOZYCJE DELIMITACJI EPOKI ANTROPOCENU Mln lat Mln lat Mln lat Simon L. Lewis & Mark A. Maslin: Defining the Anthropocene. Nature 519, (12 March 2015)

73 PROPOZYCJE DELIMITACJI EPOKI ANTROPOCENU Mln lat Anthropo cene Stage

74 Antropogeniczne zmiany w biosferze (poza zakres zmienności w obrębie holocenu) Stężenie gazów cieplarnianych Zakwaszenie oceanów Zmiany systemów rzek Globalne i regionalne cykle azotu Powstawanie including green-house nowych gas concentrations minerałów [4], ocean acidity [5], river sys-tems [6], Transport materiałów global and regional nitrogen (N) cycles [7], Pobieranie the creation of NPP novel przez minerals człowieka [8], the transport of materials from place to place Tempo [9], human wymierania appropriation gatunków of net primary Tempo production inwazji [10], extinction gatunków rates [11], invasion rates [12], biotic homogenization Homogenizacja [13], and the spread biotyczna of novel ecosys-tems (Box 1). It will be true for others within a Rozprzestrzenianie się n owych ekosystemów few decades, including global climates [14] Zmiany and glacial klimatu extent [15].? Zmiany zasięgu lodowców?

75 ANTROPOCEN (anthropocene) w biologii (ekologii): Nieformalny termin określający stan biosfery zmieniony (trwale?) przez człowieka. Nowe ekosystemy* : ekosystemy nieodwracalnie zmienione przez człowieka ekosystemy stale pozostające pod wpływem człowieka * Novel ecosystems

76 ANTROPOCEN (anthropocene) Poza obszarem nauki (science):?

77 ZMIANY RÓŻNORODNOŚCI BIOLOGICZNEJ BIOSFERY W FANEROZOIKU 6.? (OSZACOWANA LICZBA RODZIN WSZYSTKICH TAKSONÓW) wg Bentona, 1995

78 Liczba rodzin Planktonowych Foraminifera (Sepkoski 1993) WIELKIE WYMIERANIA 6.? Liczba rodzin miliony lat

79