ŚRODOWISKO NATURALNE CZŁOWIEKA: BIOSFERA CZY CYWILIZACJA? WYKŁAD 3.1. UTRATA KOMPATYBILNOŚCI?
HANPP 10 55% TerrNPP (4 18% NPP) Pg C
HUMAN APPROPRIATION OF NPP Nature, VI.2004 Pg = 10 15 g = 1 billion tonns Product Low estimate Average estimate High estimate Food 2.83 4.09 5.86 Wood, paper and fiber 5.17 7.45 8.95 Total 8.00 11.54 14.81 % NPP (56.8 Pg) 14.1 20.3 26.1
Human Appropriation of Net Primary Production (HANPP)
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).
GLOBAL MARINE FISH CATCHES
COLLAPSE OF ATLANTIC COD STOCKS OFF THE EAST COAST OF NEWFUNLAND IN 1992
SUN ATMOSPHERE HEAT PLANTS AND OTHER AUTOTROPHS CONSUMERS DECOMPOSERS FOSSIL FUELS
SUN ATMOSPHERE HEAT PLANTS AND OTHER AUTOTROPHS CONSUMERS DECOMPOSERS BIOSPHERE FOSSIL FUELS
OCEAN SUN ATMOSPHERE HEAT PLANTS CROPS FORESTS PLANCTON MAN DOMESTIC ANIMALS INDUSTRY BIOSPHERE FOSSIL FUELS
0,1 vulcanoes Atmosphere: 589 + 240 erosion 0,3 9,7 7,8 Fossil fuels, cement Increment: 4 Pg C/rok vegetation 350-550 -30 gleby 1500-2400 permafrost 1700 GLOBAL CARBON BALANCE 5. REPORT IPCC 2013 gas Fluxes: PgC/rok Stores: PgC 1 Pg = 1 x 10 15 g = mld t Land use change 1,1 9,7-1,6-4,3 = 3,8 1,0 123=108,9+14.1 Degas. Inland waters. coal 446-541 photosynthesis rivers 0,9 1,7-4,3 2,6 1,7 383-1135 oil 172-264 respiration 118,7=107,2+11,6 2,3 0,7 80=60+20 Ocean surface 900 90 100 depths 37100-155 0,2 sediments 1750-1,6 50 37 11 2 78,4=60,7+17,3 biota 3 2 DOC 700
Energia promieniowania słonecznego
Cyrkulacja atmosferyczna WIATRY ZACHODNIE PASATY NE PASATY SE WIATRY ZACHODNIE
ŚREDNIE ROCZNE SUMY OPADÓW
ROZMIESZCZENIE PUSTYŃ
EWAPOTRANSPIRACJA RZECZYWISTA [mm/rok] FAO http://www.fao.org/geonetwork/srv/en/metadata.show?id=37233
Lód Chłodny Suchy Ciepły-umiarkowany Tropikalny Górski GŁÓWNE KLIMATY ZIEMI
BIOMY LĄDOWE (MORSKIE)
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!
cm ZALEŻNOŚĆ TYPU ROŚLINNOŚCI (BIOMU) OD TEMPERATURY I OPADÓW BIOMY WG WHITTAKERA ZMIENIONE
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. 2117 2126
STRATEGIA DRZEWA Lasy deszczowe Lasy suche Lasy strefy umiarkowanej Lasy borealne (tajga) Zarośla.
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
TROPIKALNY LAS DESZCZOWY ZASIĘG OBECNY
82 m 69 m
STRATEGIE DRZEW: KORZENIE SZKARPOWE jw (Rancho Grande)
jw Gyranthera caribensis
Las deszczowy - Amazonia: postępująca deforestacja (LANDSAT)
OBSZAR ISTNIEJĄCYCH JESZCZE LASÓW RÓWNIKOWYCH I TEMPO ICH WYCINANIA (% ROCZNIE) 6000-1.5% 5000 tys. km 2 4000 3000-1% 2000-0.4% -0.4% 0.4% 1000 0 Brazylia Kongo Indonezja Papua NG Madagaskar Singh & Sharma, Tropical Ecology 50(1): 7-21, 2009
LAS LIŚCIASTY STREFY UMIARKOWANEJ jw PUSZCZA NIEPOŁOMICKA
jw ŻUBRY W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ
jw Las liściasty Am. Pn. (klony czerwone i klony cukrowe)
jw Pola uprawne na Spiszu
jw Pole pszenicy okolice Krakowa
wiki MAPA ZASIĘGU LASÓW BOREALNYCH (TAJGI)
jw Tajga mongolska górna granica lasu w górach Chentej
Tajga w górach Chentej (Mongolia) jw
STRATEGIA TRAWY - SAWANNA - STEP - PRERIA - PAMPA - LLANOS - PUSZTA - VELDT - PÓŁPUSTYNIA - PUSTYNIA rycina Albrechta Dürera
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
BIOMY TRAWIASTE ŚWIATA (UDZIAŁ TRAW) Procent pokrycia murawą Brak danych
Baobaby (Adansonia digitata) na sawannie (Tanzania)
jw Akacja parasolowa (Acacia tortilis); Samburu, Kenia zasięg akacji parasolowej
jw Żyrafa siatkowana Giraffa camelopardalis reticulata; Samburu, Kenia
SAWANNA ZALEWOWA (Am. Pd.) jw Bydło zebu; Pantanal, Brazylia
jw Kajman okularowy (Caiman crocodilus); Pantanal, Brazylia
jw Kapibara (Hydrochoerus hydrochaeris); Pantanal, Brazylia
Step karaganowy, Mongolia jw
Cold Patagonian steppe near Fitz Roy, Argentina
Tallgrass prairie BLUEGRASS STATES: Kentucky Tennessee wiki blue grass Poa (pratensis) [wiechlina łąkowa]
wiki Bizon amerykański (Bison bison)
ROZMIESZCZENIE PUSTYŃ NA ŚWIECIE
jw Pustynia Wschodnia, Egipt
jw Pustynia Synaj, Egipt
jw Pustyna Mojave (Kalifornia) Jukka krótkolistna (Yucca brevifolia), Joshua tree
jw
Macropus giganteus KANGURY: SKACZĄCE KROWY wiki
DZIKI WIELBŁĄD AUSTRALIJSKI (Camelus dromedarius) ok. 1 000 000 osobników
BIOMY ZAGROŻONE BIOMY ANTROPOGENICZNE ANTROMY
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
ANTHROMES anthropogenic biomes of the contemporary biosphere 63
BIOMY ANTROPOGENICZNE WG. ELLISA et al. 2010
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 2005 http://www.maweb.org/en/index.aspx TUNDRA Przekształcenie pierwotnych biomów Utracone przed 1950 Utracone między 1950 a 1990 Spodziewana utrata do 2050
MAPA EKOREGIONÓW WRAŻLIWYCH (vulnerable), ZAGROŻONYCH (endangered) I KRYTYCZNIE ZAGROŻONYCH (critical) Hoekstra & al. 2005
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.
UMOWNA TABLICA STRATYGRAFICZNA
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., 2015. 16 July 1945, the first atomic bomb test in Alamogordo
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. 6230 pp. 38-39
PROPOZYCJE DELIMITACJI EPOKI ANTROPOCENU Mln lat Mln lat Mln lat Simon L. Lewis & Mark A. Maslin: Defining the Anthropocene. Nature 519, 171 180 (12 March 2015)
PROPOZYCJE DELIMITACJI EPOKI ANTROPOCENU Mln lat Anthropo cene Stage
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?
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
ANTROPOCEN (anthropocene) Poza obszarem nauki (science):?
ZMIANY RÓŻNORODNOŚCI BIOLOGICZNEJ BIOSFERY W FANEROZOIKU 6.? (OSZACOWANA LICZBA RODZIN WSZYSTKICH TAKSONÓW) wg Bentona, 1995
Liczba rodzin Planktonowych Foraminifera (Sepkoski 1993) WIELKIE WYMIERANIA 6.? Liczba rodzin miliony lat