21.3: Збереження біорізноманіття
- Page ID
- 471
Збереження біорізноманіття є надзвичайним викликом, який повинен бути вирішений шляхом більшого розуміння самого біорізноманіття, змін у поведінці та переконаннях людини та різних стратегій збереження.
Зміна біорізноманіття через час
Кількість видів на планеті, або в будь-якому географічному районі, є результатом рівноваги двох еволюційних процесів, що протікають: видоутворення і вимирання. Обидва є природними «родовими» і «смертними» процесами макроеволюції. Коли темпи видоутворення починають випереджати темпи вимирання, кількість видів збільшиться; аналогічним чином, зворотне вірно, коли темпи вимирання починають обганяти швидкість видоутворення. Протягом всієї історії життя на Землі, як відображено в літописі скам'янілостей, ці два процеси коливалися в більшій чи меншій мірі, іноді приводячи до різких змін кількості видів на планеті, що відображено в літописі скам'янілостей (рис \(\PageIndex{1}\)).
Палеонтологи визначили п'ять шарів у літописі про викопні, які, здається, демонструють раптові та драматичні (більше половини всіх існуючих видів, що зникають із запису викопних решток) у біорізноманітті. Вони називаються масовими вимираннями. Є багато менших, але все ще драматичних подій вимирання, але п'ять масових вимирань привернули найбільше досліджень їх причин. Можна зробити аргумент, що п'ять масових вимирань - це лише п'ять найбільш екстремальних подій у безперервній серії великих подій вимирання протягом усього літопису скам'янілостей (починаючи з 542 мільйонів років тому). У більшості випадків гіпотезовані причини все ще суперечливі; в одному, останньому, причина здається зрозумілою. Останнє вимирання в геологічний час, близько 65 мільйонів років тому, побачило зникнення динозаврів та багатьох інших видів. Зараз більшість вчених погоджуються, що причиною цього вимирання був вплив великого астероїда на сучасному півострові Юкатан та подальше вивільнення енергії та глобальні зміни клімату, спричинені пилом, викинутим у атмосферу.
Останні та поточні темпи вимирання
Шосте, або голоцен, масове вимирання здебільшого пов'язане з діяльністю Homo sapiens. Існують численні недавні вимирання окремих видів, які зафіксовані в людських працях. Більшість з них збігаються з розширенням європейських колоній з 1500-х років.
Одним з більш ранніх і відомих в народі прикладів є птах дронт. Птах додо жила в лісах Маврикія, острова в Індійському океані. Птах дронта вимерла приблизно в 1662 році. На його м'ясо полювали моряки і було легкою здобиччю, оскільки дронт, який не еволюціонував разом з людьми, без страху наближався до людей. Інтродуковані свині, щури та собаки, завезені на острів європейськими кораблями, також вбивали молодняк дронта та ікру (рис. \(\PageIndex{2}\)).
Морська корова Стеллера вимерла в 1768 році; вона була пов'язана з ламантином і, ймовірно, колись жила уздовж північно-західного узбережжя Північної Америки. Морська корова Стеллера була виявлена європейцями в 1741 році, і на неї полювали м'ясо і масло. Всього пройшло 27 років між першим контактом морської корови з європейцями і вимиранням виду. Остання морська корова Стеллера була вбита в 1768 році. В іншому прикладі останній живий пасажирський голуб помер в зоопарку в Цинциннаті, штат Огайо, в 1914 році. Цей вид колись мігрував мільйонами, але зменшився в чисельності через надмірне полювання та втрату середовища проживання через розчищення лісів для сільськогосподарських угідь.
Це лише деякі із зафіксованих вимирань за останні 500 років. Міжнародний союз охорони природи (МСОП) веде список вимерлих і зникаючих видів, які називаються Червоним списком. Список не є повним, але він описує 380 хребетних, які вимерли після 1500 року нашої ери, 86 з яких були вигнані вимерлими шляхом переполювання або перелову.
Оцінки сучасних темпів вимирання
Оцінки темпів вимирання перешкоджають тому факту, що більшість вимирань, ймовірно, відбуваються без спостереження. Вимирання птиці або ссавця часто помічають люди, особливо якщо на неї полювали або використовували якимось іншим способом. Але є багато організмів, які менш помітні для людини (не обов'язково мають меншу цінність) і багато, які не описані.
Рівень вимирання фону оцінюється приблизно 1 на мільйон видів років (E/MSY). Один «видовий рік» - це один вид, який існує протягом одного року. Один мільйон видів років може бути одним видом, що зберігається протягом одного мільйона років, або мільйон видів, що зберігаються протягом одного року. Якщо це останнє, то одне вимирання на мільйон видів років було б одним із тих мільйонів видів, що вимерли в тому році. Наприклад, якщо існує 10 мільйонів видів, то ми очікуємо, що 10 з цих видів вимернуть за рік. Це фонова ставка.
Одна сучасна оцінка швидкості вимирання використовує вимирання в письмовому записі з року 1500. Тільки для птахів цей метод дає оцінку 26 E/MSY, майже втричі перевищує фонову норму. Однак це значення може бути занижено з трьох причин. По-перше, багато існуючих видів не були б описані набагато пізніше в період часу, і тому їх втрата залишилася б непоміченою. По-друге, ми знаємо, що число вище, ніж свідчить письмовий запис, оскільки зараз вимерлі види описуються з останків скелетних, які ніколи не згадувалися в письмовій історії. І по-третє, деякі види, ймовірно, вже вимерли, хоча природоохоронці неохоче називають їх такими. Врахування цих факторів підвищує передбачуваний рівень вимирання до 100 E/MSY. Прогнозований показник до кінця століття становить 1500 E/MSY.
Другий підхід до оцінки темпів вимирання в даний час полягає у співвідношенні втрати видів із втратою середовища існування, і він базується на вимірюванні втрат лісових площ та розумінні взаємозв'язків видів — площа. Співвідношення вид-площа - це швидкість, з якою нові види бачать при збільшенні обстежуваної площі (рис. \(\PageIndex{3}\)). Так само, якщо площа проживання зменшиться, кількість побачених видів також зменшиться. Такий взаємозв'язок також спостерігається у взаємозв'язку між районом острова та кількістю видів, присутніх на острові: як один збільшується, так само і інший, хоча і не по прямій лінії. Оцінки темпів вимирання, засновані на втраті середовища проживання та співвідношення видів та районів, свідчать про те, що з приблизно 90 відсотками втрат середовища існування очікувані 50 відсотків видів вимернуть. Малюнок \(\PageIndex{3}\) показує, що зменшення площі лісів з 100 км2 до 10 км 2 , зниження на 90 відсотків, зменшує кількість видів приблизно на 50 відсотків. Оцінки видів—площ призвели до оцінок сучасних темпів вимирання видів близько 1000 E/MSY і вище. Загалом, фактичні спостереження не показують цієї кількості втрат, і одне пояснення, висунуте, полягає в тому, що існує затримка вимирання. Згідно з цим поясненням, потрібен деякий час, щоб види повністю зазнали наслідків втрати середовища проживання, і вони затримуються на деякий час після знищення середовища проживання, але з часом вони вимернуть. Недавні роботи також поставили під сумнів застосовність співвідношення вид-ареал при оцінці втрати видів. Ця робота стверджує, що співвідношення виду та площі призводить до завищення темпів вимирання. Використання альтернативного методу призведе до приблизно 500 E/MSY у майбутньому столітті. Зауважте, що це значення все ще 500 разів перевищує фонову частоту.
ПОНЯТТЯ В ДІЇ
Перейдіть на цей веб-сайт для інтерактивного дослідження зникаючих та вимерлих видів, їх екосистем та причин їх небезпеки чи вимирання.
Збереження біорізноманіття
Загрози біорізноманіттю на генетичному, видовому та екосистемному рівнях визнаються протягом деякого часу. У Сполучених Штатах першим національним парком із землею, відведеною, щоб залишитися в пустелі штату, був Йеллоустонський парк в 1890 році. Однак спроби зберегти природу з різних причин відбувалися століттями. Сьогодні основними зусиллями щодо збереження біорізноманіття є законодавчі підходи до регулювання людської та корпоративної поведінки, відведення природоохоронних територій та відновлення середовища проживання.
Зміна поведінки людини
Законодавство прийняте для захисту видів у всьому світі. Законодавство включає міжнародні договори, а також національні та державні закони. Конвенція про міжнародну торгівлю зникаючими видами дикої фауни і флори (СІТЕС) договір набув чинності в 1975 році. Договір та національне законодавство, яке його підтримує, забезпечує правову базу для запобігання транспортуванню «перелічених» видів через кордони країн, тим самим захищаючи їх від зловлення або знищення, в першу чергу, коли мета передбачає міжнародну торгівлю. Перераховані види, які охороняються в тій чи іншій мірі договором, налічують близько 33 000. Договір обмежений у своїй досяжності, оскільки він стосується лише міжнародного руху організмів або їх частин. Він також обмежений здатністю або готовністю різних країн виконувати договір та підтримуюче законодавство. Незаконна торгівля організмами та їх частинами, ймовірно, є ринком у сотні мільйонів доларів.
У багатьох країнах існують закони, які захищають зникаючі види та регулюють полювання та риболовлю. У Сполучених Штатах Закон про зникаючі види був прийнятий в 1973 році. Коли вид групи ризику перерахований Законом, Служба риби та дикої природи США згідно із законом зобов'язана розробити план управління для захисту виду та повернути його до стійкої чисельності. Закон та інші подібні до нього в інших країнах є корисним інструментом, але він страждає, оскільки часто важко перерахувати види або отримати ефективний план управління після того, як вид перерахований. Крім того, види можуть бути суперечливо зняті зі списку, не обов'язково змінюючи свою ситуацію. Більш принципово, підхід до захисту окремих видів, а не цілих екосистем (хоча плани управління зазвичай передбачають захист середовища існування окремих видів) є неефективним і зосереджує зусилля на кількох добре помітних і часто харизматичних видах, можливо, за рахунок інші види, які виходять незахищеними.
Закон про договір про міграційних птахів (MBTA) - це угода між Сполученими Штатами та Канадою, яка була підписана законом у 1918 році у відповідь на зниження північноамериканських видів птахів, спричинених полюванням. Закон тепер перераховує понад 800 охоронюваних видів. Це робить незаконним турбувати або вбивати охоронювані види або поширювати їх частини (значна частина полювання на птахів в минулому була за їх пір'я). Прикладами охоронюваних видів є північні кардинали, червонохвостий яструб та американський чорний гриф.
Очікується, що глобальне потепління стане головним рушієм втрати біорізноманіття. Багато урядів стурбовані впливом антропогенного глобального потепління, насамперед на їх економіку та продовольчі ресурси. Оскільки викиди парникових газів не поважають національні кордони, зусилля щодо їх стримування є міжнародними. Міжнародна реакція на глобальне потепління була неоднозначною. Кіотський протокол, міжнародна угода, яка вийшла з Рамкової конвенції ООН про зміну клімату, яка зобов'язала країни скоротити викиди парникових газів до 2012 року, був ратифікований деякими країнами, але спонукав інші. Дві країни, які були особливо важливими з точки зору свого потенційного впливу, що не ратифікували Кіотський протокол, були США та Китай. Деякі цілі щодо скорочення парникових газів були виконані та перевищені окремими країнами, але в усьому світі зусилля щодо обмеження виробництва парникових газів не досягають успіху. Передбачена заміна Кіотського протоколу не здійснилася, оскільки уряди не можуть узгодити терміни та орієнтири. Тим часом, отримані витрати на людські суспільства та біорізноманіття, прогнозовані більшістю вчених-кліматологів, будуть високими.
Як уже згадувалося, некомерційний, недержавний сектор відіграє велику роль у збереженні як у Північній Америці, так і в усьому світі. Підходи варіюються від видових організацій до широко орієнтованого МСОП та аналізу торгових записів флори та фауни в торгівлі (TRAFFIC). Охорона природи приймає новий підхід. Він купує землю та захищає її, намагаючись створити резерви для екосистем. Зрештою, поведінка людини зміниться, коли зміняться людські цінності. В даний час зростаюча урбанізація людського населення є силою, яка пом'якшує оцінку біорізноманіття, оскільки багато людей більше не контактують з природним середовищем та видами, які їх населяють.
Консервація в пресервах
Створення дикої природи і екосистемних заповідників є одним з ключових інструментів в природоохоронних зусиль (Малюнок \(\PageIndex{4}\)). Заповідник - це ділянка землі, відведена з різним ступенем захисту для організмів, які існують в межах заповідника. Пресерви можуть бути ефективними для захисту як видів, так і екосистем, але мають деякі серйозні недоліки.
Простим показником успіху у відставленні заповідників для захисту біорізноманіття є встановлення цільового відсотка сухопутних або морських середовищ існування для захисту. Однак більш детальний дизайн заповідника та вибір місця, як правило, необхідні через те, як виділяються захищені землі та як розподіляється біорізноманіття: захищені землі, як правило, містять менш економічно цінні ресурси, а не відкладаються спеціально для видів чи екосистем на ризик. У 2003 році Всесвітній конгрес парків МСОП підрахував, що 11,5 відсотка земної поверхні було покрито заповідниками різного роду. Ця область більша за попередні цілі; однак вона становить лише 9 із 14 визнаних основних біомів, і дослідження показали, що 12 відсотків усіх видів живуть поза заповідниками; ці відсотки набагато вищі, коли розглядаються види, що загрожують, і коли враховуються лише високоякісні заповідники. Наприклад, пресерви високої якості включають лише близько 50 відсотків видів земноводних, що перебувають під загрозою зникнення. Необхідно зробити висновок, що або відсоток захищених територій повинен бути збільшений, відсоток високоякісних пресервів повинен бути збільшений, або заповідники повинні бути спрямовані з більшою увагою до захисту біорізноманіття. Дослідники стверджують, що до останнього рішення потрібно більше уваги.
Точка біорізноманіття - це концепція збереження, розроблена Норманом Майерсом у 1988 році. Гарячі точки - це географічні райони, які містять велику кількість ендемічних видів. Метою концепції було визначення важливих місць на планеті для природоохоронних зусиль, свого роду сортування збереження. Захищаючи гарячі точки, уряди здатні захистити більшу кількість видів. Початкові критерії гарячої точки включали наявність 1500 і більше видів ендемічних рослин і 70 відсотків території, порушеної діяльністю людини. Зараз існує 34 гарячих точок біорізноманіття (Малюнок \(\PageIndex{5}\)), які містять велику кількість ендемічних видів, які включають половину ендемічних рослин Землі.
Було проведено великі дослідження оптимальних конструкцій збереження біорізноманіття. Основні принципи, що лежать в основі більшої частини досліджень прийшли з насіннєвої теоретичної роботи Роберта Макартура і Едварда О. Вілсона опубліковані в 1967 році на острові біогеографії. 1Ця робота прагнула зрозуміти фактори, що впливають на біорізноманіття на островах. Заповідники можна розглядати як «острівці» середовища проживання в межах «океану», що не є середовищем існування. Загалом, великі заповідники кращі, оскільки вони підтримують більше видів, включаючи види з великими домашніми ареалами; вони мають більшу основну площу оптимального середовища проживання для окремих видів; у них більше ніш для підтримки більшої кількості видів; і вони приваблюють більше видів, оскільки їх можна знайти і досягти легше.
Пресерви працюють краще, коли навколо них є частково захищені буферні зони неоптимального середовища існування. Буфер дозволяє організмам вийти за межі заповідника без безпосередніх негативних наслідків від полювання або нестачі ресурсів. Один великий заповідник краще, ніж та сама площа кількох менших заповідників, оскільки за межами заповідника є більше основного середовища проживання, на яке не впливають менш гостинні екосистеми. З цієї ж причини консерви у формі квадрата або кола будуть краще, ніж консервація з безліччю тонких «рукавів». Якщо заповідники повинні бути меншими, то забезпечення коридорів дикої природи між ними, щоб види та їх гени могли переміщатися між заповідниками; наприклад, заповідники вздовж річок та струмків змусять менші заповідники поводитися більше як великі. Всі ці фактори враховуються при плануванні природи заповідника до того, як земля буде відкладена.
Крім фізичних специфікацій консервації, існують різноманітні нормативні акти, пов'язані з використанням консервації. Вони можуть включати в себе що завгодно, починаючи з видобутку деревини, видобутку корисних копалин, регульованого полювання, людського житла та неруйнівного відпочинку людини. Багато рішень про включення цих інших цілей приймаються на основі політичного тиску, а не міркувань збереження. З іншого боку, в деяких випадках політика захисту дикої природи була настільки суворою, що корінне населення, що проживає на дотаціях, були вимушені з прабатьківських земель, які потрапили в заповідник. В інших випадках, навіть якщо заповідник призначений для захисту дикої природи, якщо захист не є або не може бути застосований, статус збереження матиме мало сенсу в умовах незаконного браконьєрства та видобутку деревини. Це поширена проблема із заповідниками в тропіках.
Деякі обмеження щодо консервів як інструментів збереження видно з обговорення дизайну збереження. Політичний та економічний тиск, як правило, робить консерви меншими, ніколи не більшими, тому відкласти ділянки, які є досить великими, важко. Забезпечення захисту також є важливою проблемою в країнах без ресурсів або політичної волі для запобігання браконьєрства та незаконного видобутку ресурсів.
Зміна клімату створить неминучі проблеми з розташуванням заповідників, оскільки види всередині них мігрують у більш високі широти, оскільки середовище проживання заповідника стає менш сприятливим. Планування впливу глобального потепління на майбутні заповідники або додавання нових пресервів для врахування змін, очікуваних від глобального потепління, триває, але буде настільки ж ефективним, як точність прогнозів впливу глобального потепління на майбутні середовища існування.
Нарешті, можна зробити аргумент, що консервації зміцнюють культурне сприйняття того, що люди відокремлені від природи, можуть існувати поза нею, і можуть діяти лише способами, які завдають шкоди біорізноманіттю. Створення заповідників зменшує тиск на діяльність людини поза заповідниками, щоб бути стійкими та нешкідливими для біорізноманіття. Зрештою, політичний, економічний та демографічний тиск на людину погіршиться та зменшить розмір заповідників, якщо діяльність поза ними не буде змінена, щоб бути менш шкідливою для біорізноманіття.
ПОНЯТТЯ В ДІЇ
Перевірте цю інтерактивну глобальну систему даних охоронюваних територій. Перегляньте дані про конкретні заповідні території за місцезнаходженням або вивчення статистики про охоронювані території за країнами чи регіонами.
Відновлення середовища проживання
Відновлення середовища проживання має значні обіцянки як механізм збереження або відновлення біорізноманіття. Звичайно, як тільки вид вимер, його відновлення неможливо. Однак відновлення може покращити біорізноманіття деградованих екосистем. Повторне введення вовків, найвищого хижака, до Єллоустонського національного парку в 1995 році призвело до різких змін в екосистемі, що збільшило біорізноманіття. Вовки (рис. \(\PageIndex{6}\)) функціонують для придушення популяцій лосів і койотів і забезпечують більш рясні ресурси гільдії пожирачів падаллю. Скорочення популяцій лосів дозволило відродити прибережні (райони вздовж берегів струмка або річки) районів, що збільшило різноманітність видів у цьому середовищі існування. Придушення койотів збільшило види, раніше придушені цим хижаком. Кількість видів пожирачів падаллю збільшилася через хижу діяльність вовків. У цьому середовищі існування вовк є ключовим видом, що означає вид, який сприяє підтримці різноманітності в екосистемі. Видалення ключового виду з екологічної спільноти спричиняє крах різноманітності. Результати експерименту з Йеллоустоуна свідчать про те, що ефективне відновлення основних видів може мати ефект відновлення біорізноманіття в громаді. Екологи сперечалися за ідентифікацію основних видів, де це можливо, та за зосередження зусиль із захисту на цих видах. Має сенс повернути основні види в екосистеми, де вони були видалені.
Інші масштабні відновлювальні експерименти, що проводяться, передбачають видалення греблі У США з середини 1980-х років багато застарілих дамб розглядаються для видалення, а не заміни через зміну переконань про екологічну цінність сипучих річок. Вимірювані переваги видалення греблі включають відновлення природного коливання рівня води (часто метою дамб є зменшення варіацій річкових потоків), що призводить до збільшення різноманітності риби та поліпшення якості води. На північному заході Тихого океану очікується, що проекти видалення дамби збільшать популяцію лосося, який вважається ключовим видом, оскільки він транспортує поживні речовини у внутрішні екосистеми під час щорічних нерестових міграцій. В інших регіонах, таких як узбережжя Атлантичного океану, видалення греблі дозволило повернути інші нерестові види анадромних риб (види, які народжуються в прісній воді, більшу частину життя живуть в солоній воді і повертаються в прісну воду для нересту). Деякі з найбільших проектів видалення греблі ще не відбулися або відбулися занадто недавно, щоб наслідки були виміряні. Масштабні екологічні експерименти, які складають ці проекти видалення, нададуть цінні дані для інших проектів греблі, запланованих або для видалення, або будівництва.
Роль зоопарків та розведення неволі
Зоопарки прагнули зіграти певну роль у збереженні зусиль як через програми розведення в неволі, так і освіти (Малюнок \(\PageIndex{7}\)). Триває трансформація місій зоопарків від колекційних та виставкових об'єктів до організацій, які присвячені збереженню. Загалом, було визнано, що, за винятком деяких конкретних цільових випадків, програми розведення в неволі для зникаючих видів є неефективними і часто схильні до невдач, коли вид знову виведений у дику природу. Зоопарки занадто обмежені, щоб споглядати програми розведення в неволі за кількістю видів, які зараз знаходяться під загрозою. Освіта, з іншого боку, є потенційним позитивним впливом зоопарків на зусилля по збереженню, особливо з огляду на глобальну тенденцію до урбанізації та, як наслідок, зменшення контактів між людьми та дикою природою. Було проведено ряд досліджень, щоб розглянути ефективність зоопарків щодо ставлення та дій людей щодо збереження; в даний час результати, як правило, неоднозначні.
Резюме
П'ять масових вимирань із втратами понад 50 відсотків існуючих видів спостерігаються в записі викопних решток. Останні вимирання зафіксовані в письмовій історії і є основою для одного методу оцінки сучасних швидкостей вимирання. Інший метод використовує заходи втрати середовища проживання та співвідношення вид-ареал. Оцінки сучасних темпів вимирання різняться, але в 500 разів перевищують фоновий показник, як визначено з літопису викопних решток, і, як прогнозується, зросте.
Існує законодавча база щодо захисту біорізноманіття. Міжнародні договори, такі як СІТЕС, регулюють перевезення зникаючих видів через міжнародні кордони. Законодавство в окремих країнах, що захищають види, та угоди про глобальне потепління мали обмежений успіх; в даний час немає міжнародної угоди щодо цілей викидів парникових газів. У Сполучених Штатах Закон про зникаючі види захищає перераховані види, але йому заважають процедурні труднощі та зосередження уваги на окремих видах. Закон про мігруючих птахів - це угода між Канадою та США щодо захисту перелітних птахів. Некомерційний сектор також дуже активний у природоохоронній діяльності різними способами.
Збереження заповідників є основним інструментом захисту біорізноманіття. В даний час 11 відсотків земної поверхні певним чином захищені. Наука про острівну біогеографію поінформувала про оптимальний дизайн заповідників, однак заповідники мають обмеження, накладені політичними та економічними силами. Крім того, зміна клімату обмежить ефективність нинішніх заповідників у майбутньому. Недоліком пресервів є те, що вони можуть зменшити тиск на людські суспільства, щоб функціонувати більш стійко поза заповідниками.
Відновлення середовища існування може відновити екосистеми до попередніх рівнів біорізноманіття до того, як види вимернуть. Приклади реставрації включають реінтродукцію основних видів та видалення гребель на річках. Зоопарки намагалися взяти більш активну роль у збереженні і можуть мати обмежену роль у програмах розведення в неволі. Зоопарки також відіграють корисну роль у вихованні.
Виноски
- 1 Роберт Макартур та Едвард Вілсон, Е., Теорія біогеографії острова (Прінстон, штат Нью-Джерсі: Прінстонська університетська преса, 1967).
Глосарій
- гаряча точка біорізноманіття
- концепція виникла Норман Майерс, щоб описати географічний регіон з великою кількістю ендемічних видів і великий відсоток деградованих ареалу
- швидкість вимирання
- кількість видів, що вимерли з часом, іноді визначається як вимирання на мільйон видів - років, щоб зробити чисельність керованою (E/MSY)
- Вид-площа відносини
- взаємозв'язок між обстеженою площею та кількістю зустрічаються видів; зазвичай вимірюється шляхом поступового збільшення площі обстеження та визначення кумулятивної кількості видів