Informace

Jaké jsou negativní důsledky zúžení biologické rozmanitosti na planetu?


Na tuto otázku ohledně požárů v amazonském deštném pralese uživatel odpovídá

Je to [Amazon] stále součástí přírody a jeho spalování může zužovat rozmanitost rostlin i zvířat, což může mít důsledky pro celou planetu.

Jaké jsou negativní důsledky zúžení biologické rozmanitosti na planetu?


Z ekologického hlediska jsou cykly živých bytostí propojeny. Přerušení cyklů ovlivňuje život tak, že je schopen žít, reprodukovat se a umírat zvládnutelným způsobem. Hmyz, zvířata a rostliny se navzájem krmí a pomáhají jim reprodukovat se. Méně hmyzu je méně zdrojem potravy pro zvířata a nemůže tolik opylovat rostliny. Snížené populace zvířat jsou méně zdrojem potravy pro mrchožrouty a nekrmí rostliny hnojem ani se nerozkládají po smrti. Méně rostlin znamená méně potravy a ochranu hmyzu a zvířat před predátory. Přetížení predátorů na nově dostupnou kořist a jejich populace havarují. Všechno se to prolíná.

Z hlediska životního prostředí výsledky zúžené biologické rozmanitosti zahrnují vnesení více uhlíku do atmosféry. Kromě oteplování planety a oceánu oceán působí jako jímač uhlíku, který při tom okyseluje. To poškozuje existující mořský život, který může žít pouze v určitém rozmezí pH a teploty, aniž by onemocněl nebo umřel. Některé ryby se pokoušejí migrovat a hynou kvůli nedostatku potravy tam, kam mají namířeno.

Z lékařského hlediska je vypalování lesů hloupost. Existují léky, které se přirozeně nacházejí v jejich vzácných rostlinách a které byly vyvinuty do léků, které zachraňují životy, např. Paclitaxel nebo Taxol. Pro tyto rostliny a jejich sloučeniny bylo prozkoumáno pouze 1% zbývajících deštných pralesů a hloupě je spalujeme. Příroda vyvinula mnoho užitečných prostředků, ale nikdy se nedozvíme ty, které jsme zničili, a to znamená více nemocí a smrti.

Pro lidi posedlé penězi se tento lékařský smysl promítá stejně dobře do farmaceutických produktů a z toho plynoucí ztráty zaměstnání a zisku.

Všechny tyto faktory jsou spojeny dohromady, ruku v ruce.


Zemědělství a klima Tvar biologická rozmanitost na hoře Kilimandžáro

Michael Graw
15. července 2019

VÝŠE: Kávové plantáže představují jen jeden typ využití půdy na svazích hory Kilimandžáro.
ANTONSKÝ KVĚTEN

Ekolog Marcell Peters při vyprávění svých cest na horu Kilimandžáro vzpomíná, jak těžké bylo dýchat ve výšce více než 3 500 metrů nad mořem. Nahoře v subalpských lesích na horních bocích nejvyšší hory Afriky s vrcholem, který dosahuje téměř šest kilometrů nad mořem, se vzduch ztenčuje a pěší turistika, natož aby provedla ekologickou studii, může být vyčerpávající, říká Peters, vědecký pracovník. na univerzitě ve Würzburgu v Německu.

Přesto byla ekologie hory přesně tím důvodem, proč Peters podnikl šestidenní trek při několika příležitostech v letech 2011 až 2016. Spolu s ekologem z Würzburgu Ingolfem Steffanem-Dewenterem a týmem téměř 50 dalších vědců z Evropy a Afriky společně podnikli stovky výletů. Kilimandžáro v té době ve snaze prozkoumat zvířata, rostliny, hmyz a mikroby v horách. Jejich cíl byl téměř stejně vysoký jako samotná hora - rozmotat neviditelná spojení mezi využíváním lidské půdy, regionálními klimatickými podmínkami a místní biodiverzitou.

Kilimandžáro je přírodní laboratoř pro vědce, kteří chtějí studovat, jak tyto tři faktory na sebe působí. Hora patří mezi nejvíce biologicky rozmanitá místa na planetě, přechází od vyprahlé savany na jejím úpatí k deštnému pralesu, do subalpínských lesů a alpských luk na vzdálenost necelých 30 kilometrů vzdušnou čarou. Tropické hory, jako je Kilimandžáro, jsou skvělým prostředím pro studium toho, jak lidé a klima ovlivňují biologickou rozmanitost, říká Peters, „protože jsou hostitelem těchto obrovských klimatických gradientů na velmi malém území“.

Využívání půdy se také v regionu Mount Kilimanjaro velmi liší. Místní lidská populace se za posledních 30 let více než zdvojnásobila a zemědělství rostlo podobným tempem. V celé savaně se objevila kukuřičná pole, kávové plantáže v průmyslovém měřítku byly vykáceny z deštného pralesa a v důsledku těžby dřeva jsou holé plochy a oblasti hoření posety kdysi nedotčeným lesem.

Teoreticky, pokud byste mohli vytvořit dostatek organoidů, mohli byste otestovat spoustu různých léků.

Počínaje rokem 2011 se tým vědců pustil do katalogizace zvířat, rostlin a mikrobů žijících v každém z 60 studijních míst o rozloze 2 500 čtverečních metrů nebo procházející těmito místy. Peters sbíral mravence ukrytím šálků naplněných mýdlovou vodou do děr, které vykopal v hlíně Steffan-Dewenter udělal to samé s barevnými miskami, aby přilákal opylující hmyz. Mezitím botanici pečlivě identifikovali každou rostlinu a změřili listovou plochu, množství ovoce, hustotu kůry a mnoho dalších charakteristik flóry.

Jiní výzkumníci identifikovali ptáky podle jejich volání a pomocí mlhových sítí odchytávali a klasifikovali netopýry, zatímco biologové z divoké zvěře nastavili kamerové pasti, aby rozpoznali a spočítali suchozemské savce. Aby změřili biologickou rozmanitost sídlící v samotné zemi, mikrobiologové shromáždili vzorky půdy a sekvenovali bakteriální DNA zpět do laboratoře.

Peters a Steffan-Dewenter navíc zkoumali širší ekologický kontext kolem každého ze studijních míst. Vymysleli vzorec pro kvantifikaci míry, do jaké využívání lidské půdy změnilo životní prostředí, což odpovídá odlesňování, vstupům hnojiv, pastvě hospodářských zvířat a rozsahu zemědělství v krajině kolem každé studované oblasti. Na každé místo také nainstalovali senzory pro měření teplot po dobu 2 let a k odhadu srážek použili 15letý záznam ze srážkoměrů v okolí Kilimandžáro.

Shromážděním všech těchto údajů tým zjistil, že míra, do jaké bylo využívání lidské půdy spojeno se ztrátou biologické rozmanitosti na Kilimandžáru, závisí na extrémnosti klimatu (N.ature, 568: 88–92, 2019). V suché horké savaně měla pole kukuřice o 50 procent nižší rozmanitost rostlin a o 30 procent nižší rozmanitost zvířat než nerušená savana. Podobně v chladných, subalpínských nadmořských výškách byla diverzita zvířat nižší v oblastech postižených těžbou dřeva a pastvou ve srovnání s přirozenějšími ekosystémy.

Na druhé straně kávové plantáže ve vlhkých a teplých středních polohách nevykazovaly žádné rozdíly v biologické rozmanitosti ve srovnání s oblastmi nedotčeného deštného pralesa-navzdory skutečnosti, že kávové plantáže obvykle vyžadují širší odlesňování a těžší používání hnojiv než kukuřičné plantáže v nižších nadmořských výškách .

Výsledky ukazují, že lidské zemědělství ovlivňuje rostliny a živočichy v různých klimatických pásmech odlišně, říká Peters, přičemž přírodní komunity v horkých a suchých nebo chladných a mokrých polohách trpí více využíváním půdy než v mírnějších oblastech hor. Tým dále podporující tuto myšlenku tým zjistil, že statistický model zahrnující interakce mezi klimatem a využíváním půdy lépe předpovídal pozorované vzorce biologické rozmanitosti na Kilimandžáru než modely založené pouze na teplotě, srážkách nebo využití půdy.

Pro Marka Urbana, ekologa z University of Connecticut, který se do studie nezapojil, tento výsledek naznačuje, že abychom pochopili, jak lidé ovlivňují biologickou rozmanitost, „musíme porozumět nejen [podnebí a využívání půdy], ale také jejich společným dopadům. ”

I když ještě není jasné, co tyto efekty způsobuje, tým má několik teorií. V savanských a subalpínských zónách může čištění trávy k pěstování kukuřice nebo stromů na řezivo a pastvu ponechat původní organismy vystavené extrémnímu teplu nebo chladu. Naproti tomu rostliny žijící ve shovívavějším podnebí deštného pralesa se dokážou rychleji regenerovat. Diverzita mikroorganismů, která nevykazovala žádný významný vztah k využívání půdy v jakékoli nadmořské výšce, může záviset více na chemii půdy než na klimatu nebo využití půdy, tvrdí autoři.

Steffan-Dewenter říká, že odběr vzorků z tolika různých míst umožňuje důkladnou analýzu účinků využívání půdy a klimatu na biologickou rozmanitost. Uznává však, že svou roli mohou hrát i neměřené gradienty související s nadmořskou výškou, jako jsou změny v dominantním typu plodiny nebo přirozeném složení lesa. Kávové plantáže například mohou podporovat hledání potravy mezi ptáky a hmyzem a po sklizni obvykle nejsou zbaveny vegetace, jako tomu je u kukuřičných polí. "Potřebujeme mnohem více podrobných studií, abychom se skutečně zabývali mechanismy všech těchto vzorců," říká.

Forest Isbell, ekolog z University of Minnesota, který se do studie nezapojil, souhlasí s tím, že vědci budou muset udělat více pro vyloučení vlivu matoucích faktorů, jako je typ plodiny - práce, o které uznává, že bude náročná. Chválí ale současnou studii za její rozsah. "Dívají se na širší škálu druhů - rostlin, zvířat a mikrobů - než jsme se dívali ve většině oblastí, a zejména v těchto málo studovaných horských oblastech." Je to opravdu komplexní pohled na to, co se děje v poměrně velké oblasti. “

Studie by také mohla pomoci výzkumu mimo Kilimandžáro, protože ekologové mohou použít data, která shromáždil tým z Würzburgu, k lepšímu pochopení toho, jak změna klimatu ovlivní v příštích letech globální biodiverzitu. Používání různých klimatických podmínek v malé oblasti jako zástupce pro minulé a budoucí podnebí je známé jako náhrada časoprostoru a představuje „nejlepší [přístup], který máme k předvídání toho, co by změna klimatu a využití půdy mohla v budoucnosti znamenat pro biologická rozmanitost “

Říká Steffan-Dewenter. Důsledek, že teplejší a sušší klimatické podmínky zesilují negativní dopady zemědělství, nevěstí nic dobrého pro biologickou rozmanitost planety, dodává, zejména vzhledem k tomu, že se očekává, že se globální poptávka po potravinách do roku 2050 zvýší o více než 60 procent.

Steffan-Dewenter doufá, že tato studie bude v příštích několika desetiletích sloužit jako měřítko pro sledování biologické rozmanitosti samotné africké hory. "Za pět nebo deset nebo dvacet let se někdo může vrátit na horu Kilimandžáro a provést stejný odběr znovu a porovnat, co se změnilo."


Předpokládá se, že se globální klima bude během tohoto století i po něm nadále měnit. Rozsah změny klimatu za několik příštích desetiletí závisí především na množství globálně vypouštěných plynů zachycujících teplo a na tom, jak citlivé je klima Země a rsquos na tyto emise.

Ukazatel aktuální globální hladiny moře měřený satelity aktualizovanými každý měsíc.

NASA vizualizace budoucích scénářů srážek.

Vraťte se vpřed a zpět v čase s touto interaktivní vizualizací, která ukazuje, jak se klima Země změnilo v nedávné historii.


Vydala Královská společnost za podmínek licence Creative Commons Attribution License http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/, která umožňuje neomezené použití za předpokladu, že je uveden původní autor a zdroj.

Reference

. 2002 Trofické strategie, rozmanitost zvířat a velikost těla. Trendy Ecol. Evol. 17, 507-513. (doi: 10.1016/S0169-5347 (02) 02615-0) Crossref, ISI, Google Scholar

Raffel TR, Martin LB, Rohr JR

. 2008 Paraziti jako predátoři: sjednocení přirozené ekologie nepřátel. Trendy Ecol. Evol. 23, 610-618. (doi: 10.1016/j.tree.2008.06.015) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2020 Integrovaná krajina strachu a znechucení: vývoj vyhýbání se chování uprostřed nesčetných přirozených nepřátel. Přední. Ecol. Evol. 8, 317. (doi: 10,3389/fevo.2020.564343) Crossref, ISI, Google Scholar

Preisser EL, Bolnick DI, Benard MF

. 2005 Strach k smrti? Účinky zastrašování a konzumace v interakcích dravec - kořist. Ekologie 86, 501-509. (doi: 10.1890/04-0719) Crossref, ISI, Google Scholar

Šerif MJ, Peacor SD, Hawlena D, Thaker M

. 2020 Nespotřební predátorské efekty na velikost populace kořisti: nedostatek důkazů. J. Anim. Ecol. 89, 1302-1316. (doi: 10.1111/1365-2656.13213) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Weinstein SB, Buck JC, Young HS

. 2018 Krajina hnusu. Věda 359, 1213-1214. (doi: 10.1126/science.aas8694) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Buck JC, Weinstein SB, Young HS

. 2018 Ekologické a evoluční důsledky vyhýbání se parazitům. Trendy Ecol. Evol. 33, 619-632. (doi: 10.1016/j.tree.2018.05.001) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Behringer DC, Butler MJ, Shields JD

. 2006 Vyhýbání se chorobám ze strany humrů. Příroda 441, 421. (doi: 10.1038/441421a) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Butler MJ, Behringer DC, Dolan TW, Moss J, Shields JD

. 2015 Behaviorální imunita potlačuje epizootii u karibských ostnatých humrů. PLOS ONE 10, e0126374. (doi: 10.1371/journal.pone.0126374) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. Uzamčení COVID-19 do roku 2020 umožňuje výzkumným pracovníkům kvantifikovat účinky lidské činnosti na divokou zvěř. Nat. Ecol. Evol. 4, 1156-1159. (doi: 10,1038/s41559-020-1237-z) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2020 Jaký podíl světové populace je již v době blokování COVID-19? Statista . Viz https://www.statista.com/chart/21240/enforced-covid-19-lockdowns-by-people-affected-per-country/ (přístup 31. července 2020). Google Scholar

. 2020 Účinek rozsáhlých politik proti nákazám na pandemii COVID-19. Příroda 584, 262-267. (doi: 10,1038/s41586-020-2404-8) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2020 Odhad účinků nefarmaceutických intervencí na COVID-19 v Evropě. Příroda 584, 257-261. (doi: 10,1038/s41586-020-2405-7) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2020 Globální utlumení vysokofrekvenčního seismického hluku v důsledku opatření na zablokování pandemie COVID-19. Věda 369, 1338-1343. (doi: 10.1126/science.abd2438) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2020 Dočasné snížení denního globálního CO2 emise během nuceného uvěznění na COVID-19. Nat. Clim. Změna 10, 647-653. (doi: 10,1038/s41558-020-0797-x) Crossref, ISI, Google Scholar

Peacor SD, Barton BT, Kimbro DL, Sih A, šerif MJ

. 2020 Rámec a standardizovaná terminologie usnadňující studium účinků rizika predace. Ekologie , e03152. (doi: 10.1002/ecy.3152) PubMed, ISI, Google Scholar

. 2020 Ekologie a ekonomika pro prevenci pandemie. Věda 369, 379-381. (doi: 10.1126/science.abc3189) PubMed, ISI, Google Scholar

. 2020 Duševní zdraví a pandemie COVID-19. N. Engl. J. Med. 383, 510-512. (doi: 10.1056/NEJMp2008017) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Matoori S, Khurana B, Balcom MC, Koh D-M, Froehlich JM, Janssen S, Kolokythas O, Gutzeit A

. Krize násilí intimních partnerů v roce 2020 v pandemii COVID-19: jak mohou radiologové něco změnit? Eur. Radiol. 30, 6933-6936. (doi: 10.1007/s00330-020-07043-w) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. Dopad pandemie COVID-19 na míru sebevražd. QJM Int. J. Med. 113, 707-712. (doi: 10,1093/qjmed/hcaa202) Crossref, ISI, Google Scholar

. 2020 Jsem jedním z tisíců úmrtí na rakovinu navíc, které letos uvidíme. Opatrovník. Viz Odkaz. Google Scholar

. Dopad pandemie COVID-19 do roku 2020 na návštěvy pohotovostních oddělení-Spojené státy, 1. ledna 2019-30. května 2020. MMWR Morb. Smrtelný. Wkly. Zástupce 69, 699-704. (doi: 10,15585/mmwr.mm6923e1) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2010 Účinek katastrofy na plodnost: narození amerických hurikánů. J. Popul. Econ. 23, 1-36. (doi: 10.1007/s00148-008-0219-2) Crossref, ISI, Google Scholar

. 2014 Výpadky elektřiny, externality napájení a baby boomy. Demografie 51, 1477-1500. (doi: 10.1007/s13524-014-0316-7) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Zákaz sexu s koronavirem 2020 v Británii lidi frfle a vláda se vysmívá. Forbes . Viz https://www.forbes.com/sites/ceciliarodriguez/2020/06/04/sex-ban-in-britain-has-people-frolicking/ (přístup 18. srpna 2020). Google Scholar

. 2003 Přehled vlastností zprostředkovaných nepřímými interakcemi v ekologických komunitách. Ekologie 841083-1100. (doi: 10,1890/0012-9658 (2003) 084 [1083: AROTII] 2.0.CO2) Crossref, ISI, Google Scholar

Schmitz OJ, Grabowski JH, Peckarsky BL, Preisser EL, Trussell GC, Vonesh JR

. 2008 Od jednotlivců k funkci ekosystému: k integraci evoluční a ekosystémové ekologie. Ekologie 89, 2436-2445. (doi: 10.1890/07-1030.1) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2004 Vlci a ekologie strachu: Může predace riskovat strukturu ekosystémů? BioScience 54, 755-766. (doi: 10.1641/0006-3568 (2004) 054 [0755: WATEOF] 2.0.CO2) Crossref, ISI, Google Scholar

Philpott SM, Maldonado J, Vandermeer J, Perfecto I

. 2004 Povýšení trofických kaskád na vyšší úroveň: behaviorálně upravené efekty phoridových mušek na mravence a mravenčí kořist v kávových agroekosystémech. Oikos 105, 141-147. (doi: 10.1111/j.0030-1299.2004.12889.x) Crossref, ISI, Google Scholar

. 2011 Kaskádové nepřímé efekty v kávovém agroekosystému: účinky parazitických phoridových mušek na mravence a vrtačku kávovníku v prostředí s vysokým stínem a nízkým stínem. Prostředí. Entomol. 40, 581-588. (doi: 10.1603/EN11015) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Mehdiabadi NJ, Kawazoe EA, Gilbert LE

. 2004 Parazitoidi invazních mravenců ohnivých mušek nepřímo zlepšují konkurenceschopnost původního mravence. Ecol. Entomol. 29, 621-627. (doi: 10.1111/j.0307-6946.2004.00636.x) Crossref, ISI, Google Scholar

. 2013 Synergické efekty predátorů a parazitů trematod na zelenou žábu larev (Rana clamitans) přežití. Ekologie 94, 2697-2708. (doi: 10.1890/13-0396.1) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. V tisku. Vypnutí mušlí: reguluje strach z parazitů fungování podavačů filtrů v pobřežních ekosystémech? Přední. Ecol. Evol. (doi: 10,3389/fevo.2020.569319) Google Scholar

Nguyen T, Saleh M, Kyaw M-K, Trujillo G, Bejarano M, Tapia K, Interns REC

. Blokování 2020 by mohlo být „největší ochranářskou akcí“ za století. Atlantik. Viz https://www.theatlantic.com/science/archive/2020/07/pandemic-roadkill/613852/ (přístup 16. července 2020). Google Scholar

. Posouzení dopadů nefarmaceutických intervencí proti koronavirové chorobě 2019 a chřipce v Hongkongu: observační studie. Lancet Veřejné zdraví 5, e279-e288. (doi: 10.1016/S2468-2667 (20) 30090-6) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Noh JY, Seong H, Yoon JG, Song JY, Cheong HJ, Kim WJ

. Sociální distancování se od COVID-19 do roku 2020: důsledky pro kontrolu chřipky. J. Korean Med. Sci. 35, e182. (doi: 10,3346/jkms.2020.35.e182) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2020 Jak COVID-19 ovlivní nadcházející chřipkovou sezónu? Vědci bojují o stopy. Sci. AAAS. Viz https://www.sciencemag.org/news/2020/08/how-will-covid-19-affect-coming-flu-season-scientists-struggle-clues (přístup 18. srpna 2020). Google Scholar

. Dopad COVID-19 na znečištění ovzduší: důkazy z globálních dat. SSRN. Viz https://ssrn.com/abstract=3644198. (doi: 10,2139/ssrn.3644198) Google Scholar

Gillingham KT, Knittel CR, Li J, Ovaere M, Reguant M

. 2020 Krátkodobé a dlouhodobé účinky COVID-19 na energii a životní prostředí. Joule 4, 1337-1341. (doi: 10,1016/j.joule.2020.06.010) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. 2020 Vliv krize COVID-19 na globální koncentraci PM2,5 a související dopady na zdraví. Udržitelnost 12, 5297. (doi: 10,3390/su12135297) Crossref, ISI, Google Scholar

Buck JC, Weinstein SB, Titcomb G, Young HS

. 2020 Důsledky ochrany před chorobami z hlediska ochrany. Přední. Ecol. Prostředí. 18, 329-334. (doi: 10,1002/poplatek 2215) Crossref, ISI, Google Scholar

Horrigan L, Lawrence RS, Walker P

. 2002 Jak může udržitelné zemědělství řešit škody způsobené průmyslovým zemědělstvím na životním prostředí a lidském zdraví. Prostředí. Perspektiva zdraví. 110, 445-456. (doi: 10,1289/ehp.02110445) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Servick K, Cho A, Guglielmi G, Vogel G, Couzin-Frankel J

. Aktualizováno 2020: laboratoře ztichnou, protože se výzkumníci připravují na dlouhodobé narušení koronaviru. Sci. AAAS . Viz https://www.sciencemag.org/news/2020/03/updated-labs-go-quiet-researchers-brace-long-term-coronavirus-disruptions (accessed on 15 July 2020). Google Scholar

. 2020 Hladovějící opičí „gangy“ bojují v Thajsku, protože koronavirus drží turisty daleko. livescience.com. Viz https://www.livescience.com/macaque-fight-thailand-temple-coronavirus.html (přístup 1. října 2020). Google Scholar

. Fotografie 2020: divoké kozy se toulají prázdným velšským městem. Atlantik. Viz https://www.theatlantic.com/photo/2020/03/photos-llandudno-goats/609160/ (přístup 20. července 2020). Google Scholar

Derryberry EP, Phillips JN, Derryberry GE, Blum MJ, Luther D

. 2020 Zpívání v tichém jaru: ptáci reagují na půlstoletí zvratu zvukové scény během odstávky COVID-19. Věda 370, 575-579. (doi: 10.1126/science.abd5777) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Suraci JP, Clinchy M, Zanette LY, Wilmers CC

. 2019 Strach z lidí jako vrcholných predátorů má dopady od horských lvů po myši v krajinném měřítku. Ecol. Lett. 22, 1578-1586. (doi: 10.1111/ele.13344) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Gaynor KM, Brown JS, Middleton AD, Power ME, Brashares JS

. 2019 Krajiny strachu: prostorové vzorce vnímání rizika a reakce. Trendy Ecol. Evol. 34, 355-368. (doi: 10,1016/j.tree.2019.01.004) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

. Blokování pandemie 2020 rozvíjí ekologický výzkum. Věda 369, 893. (doi: 10.1126/science.369.6506.893) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar


Materiály a metody

Experimentální data

Naše analýzy byly založeny na souboru dat sestávajícím z 39 experimentů s biologickou rozmanitostí trávníků v Severní Americe a Evropě (příloha S1: tabulka S1), který sestavili Isbell et al. (2015) a Craven et al. (2018). 39 experimentů bylo původně navrženo ke studiu vztahů mezi druhovou rozmanitostí a fungováním a stabilitou ekosystému v místních prostorových měřítcích a manipulovalo s druhovou bohatostí a měřilo produktivitu nadzemních rostlin po dobu nejméně 3 let. Ačkoli většina experimentů sbírala data po dobu 3 let, pět sbírala data po dobu nejméně 10 let (příloha S1: tabulka S1). Čtyři úrovně bohatství vysazených druhů, tj. Αzasadil Nejčastěji se používaly = 1, 2, 4 a 8, každý se vyskytoval v> 10 experimentech. Všechny ostatní úrovně αzasadil došlo v méně než pěti experimentech. Podrobný popis těchto experimentů lze nalézt v Isbell et al. (2015) a Craven et al. (2018).

Abychom prozkoumali vztahy mezi druhovou diverzitou, prostorovou asynchronií a stabilitou ekosystému v prostorovém kontextu, simulovali jsme krajiny sdružováním M pozemky, které byly náhodně vybrány ze stejného experimentu a měly stejnou úroveň vysázeného bohatství. Tyto simulované krajiny představovaly větší prostorové měřítko (tj. Γ) a byly použity k odvození rozmanitosti a stability napříč měřítky. Podobné přístupy (tj. Náhodně agregující experimentální grafy) byly použity v několika nedávných studiích k testování účinku β rozmanitosti na fungování ekosystému (Pasari et al. 2013 Mori et al. 2016 van der Plas et al. 2016 Hautier et al. 2018 Ebeling a kol. 2020). Konkrétně s ohledem na experiment a úroveň vysazeného bohatství (např. Αzasadil = 1, 2, 4 nebo 8), může existovat 4–48 grafů pro jednu úroveň bohatství (dodatek S1: tabulka S1). Náhodně jsme vybrali pro každý z 39 experimentů a pro každou ze čtyř úrovní vysazeného bohatství M vykresluje bez náhrady a vytváří simulovanou krajinu. Tento proces se opakoval, dokud nebyly všechny možné sady M byly získány grafy nebo 1 000 simulovaných krajin (některé krajiny mohou sdílet různé krajiny). Abychom vytvořili rozumný počet krajin pro každý experiment a úroveň bohatství, vynechali jsme kombinace experimentu a zasadili bohatství, které zahrnovalo grafy & lt7 a omezovalo velikost krajiny (M) nesmí být větší než 4 (M = 2 nebo 4 v hlavním textu). S 39 experimenty, čtyřmi úrovněmi zasazeného bohatství a dvěma úrovněmi M„Vytvořili jsme celkem více než 77 000 simulovaných krajin. V každé simulované krajině se M pozemky mohou mít stejné, částečně se překrývající nebo zcela odlišné druhové složení, což vytváří souvislý gradient diverzity β. Simulací krajin, které se skládají z pozemků se stejnou vysazenou bohatostí, se snažíme vyloučit potenciální matoucí účinek diverzity α při testování rozmanitosti β (viz statistická analýza). Abychom prozkoumali robustnost našich výsledků, simulovali jsme také krajiny s vyšším počtem M (M = 6) nebo sestávající ze sousedních nebo nesousedících ploch s různou bohatostí osázených stromů, které generovaly kvalitativně podobné výsledky (viz dodatek S1).

Rozmanitost druhů, prostorová asynchronie a stabilita ekosystému v simulovaných krajinách

Pro každou simulovanou krajinu jsme vypočítali druhovou diverzitu a stabilitu ekosystému jak na měřítku plot (α), tak na šířku (γ). Nedávná teorie naznačuje, že metriky diverzity založené na Simpsonovi, které zohledňují jak počet druhů, tak rovnoměrnost druhových četností, nejlépe vysvětlují stabilitu ekosystému v různých prostorových měřítcích (de Mazancourt et al. 2013, Wang a Loreau 2016). Proto jsme měřili druhovou diverzitu pomocí inverze Simpsonova indexu, 1 / ∑ i p i 2, kde p je pozorovaná relativní hojnost druhů . Konkrétně jsme definovali α rozmanitost (αD) jako inverzní k váženému průměru Simpsonových indexů na úrovni grafu a γ rozmanitosti (γD) jako inverze Simpsonova indexu na úrovni krajiny (Jost et al. 2007, Wang a Loreau 2016). Simpsonovy indexy na úrovni grafu byly vypočítány na základě průměrných ročních podílů biomasy druhů obsažených v ročních sklizních, které byly odebrány ze specifikovaných oblastí v každém pozemku, označované jako velikost výběru (viz příloha S1: tabulka S1). β rozmanitost (βD) byl vypočítán jako poměr diverzity γ k α diverzitě, tj. βD = γDD. Taková multiplikativní míra diverzity β představuje kompoziční obrat mezi prostorovými měřítky (McGlinn et al. 2019) a je v souladu s teoretickým rámcem, který testujeme (Wang a Loreau 2016). Abychom otestovali robustnost našich výsledků při výběru metrik diverzity, vypočítali jsme také metriky založené na bohatství diverzity α, β, γ, které poskytly kvalitativně podobné výsledky (viz dodatek S1).

Definovali jsme stabilitu ekosystému jako dočasnou neměnnost roční nadzemní produktivity biomasy (Wang a Loreau 2014, 2016). Konkrétně v měřítku krajiny jsme definovali stabilitu γ (γS) jako převrácená hodnota CV 2 (tj. poměr čtvercového průměru k časové odchylce) produktivity krajinného ekosystému. V místním měřítku jsme definovali α stabilitu (αS) jako druhou mocninu převráceného váženého průměrného CV na úrovni grafu. Podle definice máme γ S = α S ∙ ω (Wang a Loreau 2014). Napříč všemi simulovanými krajinami je rozdělení frekvencí druhové rozmanitosti a stability ekosystému v různých měřítcích uvedeno v příloze S1: obr. S1.

Statistická analýza

Nejprve jsme testovali, zda páry monokulturních plotů s různými druhy vykazují průměrně vyšší prostorovou asynchronii než páry se stejným druhem. Konkrétně pro každý experiment jsme vypočítali průměrnou prostorovou asynchronii pro páry monokulturních grafů se stejnými a s různými druhy, respektive, pomocí jednoduchého průměru napříč páry grafů. Poté jsme použili spárované t test ke zkoumání, zda prostorová asynchronie pro páry monokultur s různými druhy byla vyšší než u experimentů se stejným druhem. Všimněte si, že v Jenském experimentu měly monokulturní grafy pouze jeden replikát (příloha S1: tabulka S1), a proto jsme tento experiment v této analýze vynechali.

Kvantifikace relativní důležitosti diverzity α a β při řízení stability γ (γS), nasadili jsme modely strukturálních rovnic po částech pomocí balíčku R ‘piecewiseSEM’ (Lefcheck 2016). Sestavili jsme model strukturální rovnice (SEM) na základě předpovědí nedávné teorie (příloha S1: obr. S2 Wang a Loreau 2016). Tento model zahrnoval přímé cesty z α rozmanitost (αD) na stabilitu α (αS), z β rozmanitosti (βD) do prostorové asynchronie (ω) a ze stability α (αS) a prostorovou asynchronií (ω) na stabilitu γ (γS). Zahrnuli jsme také přímou cestu od αD na ω, přestože bylo předpovídáno, že směr této cesty bude závislý na kontextu (Wang a Loreau 2016). Kromě toho jsme za účelem zohlednění účinků nepozorovaných faktorů přidali korelační chyby mezi αD a βD, mezi αS a βD, a mezi αS a ω. Použili jsme lineární modely se smíšenými efekty, aby vyhovovaly našemu SEM s experimentem jako náhodný odposlech. V těchto analýzách byly protokolovány všechny metriky rozmanitosti, stability a asynchronie10 přeměněn. Všimněte si, že log-transformace zajistila stabilitu α (αS) a prostorová asynchronie (ω) součet až do stability γ (γS) to znamená, log 10 γ S = log 10 α S + log 10 ω. V důsledku toho je rozptyl γS bylo vždy plně vysvětleno těmito dvěma komponentami. Naším cílem v této SEM bylo objasnit cesty, kterými diverzita α a β ovlivňuje stabilitu γ (γS) a kvantifikovat jejich relativní důležitost.

Nakonec, protože mnoho experimentů obsahovalo data kratší než 4 roky (příloha S1: tabulka S1), testovali jsme také robustnost našich výsledků pro studium délky. Všechny výše uvedené analýzy jsme zopakovali s pěti dlouhodobými experimenty, které obsahovaly data po dobu nejméně 10 let. Kód R podporující naše výsledky je k dispozici na vyžádání.


Jaké jsou negativní důsledky zúžení biologické rozmanitosti na planetu? - Biologie

Rozdíly v barvě a tvaru každého listu představují formu biologické rozmanitosti. Foto: chensiyuan prostřednictvím Wikimedia Commons

Autor: Lauren Harper

Každý podzim, když začínají vát zimní větry a prší ze stromů barevné listy, si můžete všimnout rozdílů v barvě a tvaru každého listu. Je to forma biologické rozmanitosti neboli rozmanitost živých organismů na Zemi.

Biodiverzitu lze pozorovat v rámci druhů, mezi druhy a v ekosystémech i mezi nimi. Ačkoli je biologickou rozmanitost v globálním měřítku obtížné měřit, v posledních letech existuje vědecký konsenzus, že biologická rozmanitost planety klesá. To není skvělá zpráva, protože obecně platí, že čím více druhů žije v dané oblasti, tím je ekosystém zdravější - a my se máme lépe.

Proč záleží na biologické rozmanitosti

Vodní hyacint, invazivní druh, může ovládnout celá jezera, vytlačit původní druhy a snížit biodiverzitu. Zde pracovník nastříká herbicid na hyacintovou podložku. Foto: Kalifornská státní parková divize plavby a vodních cest

Zdravé ekosystémy vyžadují rozsáhlý sortiment rostlinného a živočišného života, od půdních mikrobů až po dravce nejvyšší úrovně, jako jsou medvědi a vlci. Pokud je z tohoto prostředí odstraněn jeden nebo více druhů, které již neslouží svému výklenku, může poškodit ekosystém. Zavádění cizích nebo invazních druhů na stanoviště může mít podobné výsledky, protože invazivní druhy mohou konkurovat původním druhům o potravu nebo území.

Biodiverzita ovlivňuje naše potraviny, léky a životní prostředí.

Vážky, berušky a brouci opylují mnoho plodin, na které se spoléháme na jídlo, a také rostliny v přírodních ekosystémech. Jeden typ opylovače nedokáže všechno, proto je důležitost biologické rozmanitosti. Ztráta stanovišť - například když lidé přeměňují louky na parkoviště nebo dvorky - snižuje populaci opylovačů. Pokud by opylovači úplně zmizeli, přišli bychom o více než třetinu veškeré rostlinné produkce. To by snížilo nebo vyloučilo dostupnost potravin, jako je med, čokoláda, bobule, ořechy a káva.

Mnoho moderních léků, jako je aspirin, kofein a morfin, je vytvořeno podle chemického složení rostlin. Pokud zmizí neobjevené nebo nevyšetřované druhy volně žijících živočichů, znevýhodní to vědce, kteří se pokoušejí odhalit nové zdroje inspirace pro budoucí vakcíny a léky.

Biodiverzita také poskytuje ekosystémové služby nebo výhody lidem. Mezi tyto výhody patří: ochrana proti přepětí hurikánem, sekvestrace uhlíku, vodní filtrace, výroba fosilních paliv, produkce kyslíku a rekreační příležitosti. Without a myriad of unique ecosystems and their respective diverse plant and animal life, our quality of life may become threatened.

Climate Impacts

To many, the term “climate change” feels like a buzzword that encompasses a large amount of negative impacts. Climate means the average weather conditions in an area over a long period of time—usually 30 years or longer. A region’s climate includes systems in the air, water, land and living organisms. Climate change is the shift or abnormal change in climate patterns. As the planet warms quickly, mostly due to human activity, climate patterns in regions around the world will fluctuate. Ecosystems and biodiversity will be forced to fluctuate along with the regional climate, and that could harm many species.

Bees and other pollinators are threatened by habitat loss. You can help by planting native flowers in your yard. Photo: Lauren Harper

These climate change impacts are in part due to how we have altered land use. Turning natural areas into cities or agricultural fields not only diminishes biodiversity, but can make warming worse by chopping down trees and plants that help cool the planet. Changes in climate can also intensify droughts, decrease water supply, threaten food security, erode and inundate coastlines, and weaken natural resilience infrastructure that humans depend on.

Politicians have proposed several solutions, plans and international agreements to tackle the long-standing issues that biodiversity loss and climate change present. In the meantime, we as individuals can take small actions in our daily lives to reduce our environmental impacts on the planet. Unplugging your unused appliances, changing to LED lightbulbs, carpooling, and participating in meatless Monday are all ways we can help to slow climate change. Growing native plants and staying informed about the origins and the ethics behind the products you purchase is another way you can help. These types of behavioral shifts can steer businesses and policy makers toward incorporating sustainable practices that reduce greenhouse gas emissions and halt biodiversity loss.

Lauren Harper is an intern in the Earth Institute communications department. She is a graduate student in the Environmental Science and Policy Program at Columbia’s School of International and Public Affairs.


Ohrožení biologické rozmanitosti

Vyhynutí je nejnevratnější a nejtragičtější ze všech ekologických katastrof. S každým zmizelým rostlinným a živočišným druhem se drahocenná část stvoření bezcitně vymaže. ” -Michael Soulé, poznamenal americký biolog pro ochranu přírody

Odhaduje se, že současná rychlost vyhynutí druhů je 1 000 až 100 000krát rychlejší než průměrná rychlost za posledních několik miliard let. Růst lidské populace, úroveň spotřeby a mobilita jsou kořenem většiny vážných hrozeb pro biologickou rozmanitost současnosti.

Při poznávání negativních dopadů lidí na biologickou rozmanitost mějte na paměti několik věcí. Za prvé, je vzácné, že lidé mají v úmyslu nechat druh vyhynout nebo ohrozit biologickou rozmanitost jiným způsobem. Obvykle jsou tyto dopady nešťastnými vedlejšími produkty lidí, kteří se snaží zajistit si slušné živobytí nebo sloužit jinému účelu. Za druhé, za posledních 30 let se úsilí o ochranu a zachování biologické rozmanitosti exponenciálně rozšířilo. Tyto snahy prozkoumáme později v modulu. Když se dozvíte o současných hrozbách pro biologickou rozmanitost, odolejte pokušení dospět k závěru, že lidé jsou prostě pošetilí nebo krátkozrací nebo chamtiví, a místo toho zvažte větší tlaky a systémy, které vedou ke ztrátě biologické rozmanitosti.

HROCH.

V současné době existuje mnoho hrozeb pro biologickou rozmanitost. Ty největší si můžete pamatovat pomocí zkratky H.I.P.P.O .: Habitat Loss, invazivní druhy, Pollution, člověče Populace a Óverharvesting.

Ztráta přirozeného prostředí

K tomu dochází, když je konkrétní oblast převedena z použitelného na nepoužitelný biotop. Průmyslové činnosti, zemědělství, akvakultura, těžba, odlesňování a těžba vody jsou ústředními příčinami ztráty přirozeného prostředí. To zahrnuje odlesňování dřeva na vaření potravin. Fragmentace biotopů, ztráta velkých jednotek stanovišť, je také vážnou hrozbou pro biologickou rozmanitost. Následující obrázek ukazuje příklad fragmentace stanovišť v amazonském deštném pralese.

Invazivní druhy

Když se zvíře, rostlina nebo mikrob přestěhuje do nové oblasti, může to ovlivnit rezidentní druh několika různými způsoby. Nové druhy mohou na obyvatelích parazitovat nebo předcházet jim, hybridizovat s nimi, soutěžit s nimi o potravu, přinášet neznámá onemocnění, upravovat stanoviště nebo narušovat důležité interakce. Jedním slavným a nápadným příkladem invazivního druhu je had hnědý na Guamu. Pocházející z Austrálie, had byl omylem transportován do Guamu v lodním nákladu po druhé světové válce. Protože Guam v zásadě neměl žádné dravce, aby udržel populaci hadů na uzdě, rychle se rozmnožil a způsobil vyhubení většiny rezidentních druhů ptáků. Expirace znamená vyhynutí v oblasti: druh přežívá jinde, ale ne v této oblasti.

Znečištění

Vypouštění toxických syntetických chemikálií a těžkých kovů do životního prostředí má obrovský dopad na početnost druhů a může vést k vyhynutí. Je důležité si uvědomit, že „přirozené“ látky se mohou stát znečištěním, pokud jsou v určité oblasti příliš hojné. Například dusík a fosfor jsou důležitými živinami pro růst rostlin, ale když se po aplikaci jako zemědělská hnojiva koncentrují ve vodních systémech, mohou způsobit „mrtvé zóny“, které jsou pro ryby a další volně žijící zvířata neobyvatelné. Oxid uhličitý je také „přirozenou“ složkou atmosféry, ale je považován za znečišťující látku, když je emitován lidskou průmyslovou činností.

Bioakumulace je důležitý koncept spojený se znečištěním. Jedná se o proces, kdy se chemikálie při pohybu nahoru v potravinovém řetězci stále více koncentrují v živočišných tkáních. Kosatky poskytují příklad toho, jak může být bioakumulace vážným problémem pro biologickou rozmanitost, a zejména pro mořské savce. Mnoho zemědělských a průmyslových chemikálií jsou perzistentní organické znečišťující látky (POP), které ve velmi nízkých koncentracích zřejmě nezpůsobují biologické poškození. Tyto POP jsou však snadno začlenitelné do organismů, jako jsou bakterie, fytoplankton a další bezobratlí na dně mořských potravních řetězců. Protože tyto organismy požírají ryby a ryby sežerou mořští savci, POP se pohybují v potravním řetězci nahoru. Pokud kosatka sní 100 lososů královských, začlení všechny POPs, které v těchto lososech byly, do jejích tělesných tkání, což znamená, že postupem času se koncentrace POPs v jejím těle mohou stát poměrně vysoké. Při těchto vyšších koncentracích bylo prokázáno, že mnoho POP způsobuje narušení hladin hormonů a imunitního systému a zvyšuje vrozené vady. Cokoli, co jí velké množství v potravinovém řetězci (jako jsou lidé!), Je ohroženo dopady bioakumulace toxinů.

Lidská populace

V roce 1800 žilo na Zemi méně než 1 miliarda lidí a dnes je to asi 6,8 miliardy. I bez obrovského nárůstu využívání zdrojů na obyvatele, ke kterému během tohoto období došlo, by se tlak na biologickou rozmanitost během tohoto období zvýšil jednoduše na základě růstu populace. Přestože dopady každého člověka na biologickou rozmanitost se velmi liší v závislosti na typech a množství zdrojů, které používá (jako v rovnici I = PAT), celkově rostoucí populace vedla ke zvyšování hrozeb pro biologickou rozmanitost.

Nadměrné sklizně

To zahrnuje cílený lov, shromažďování nebo rybolov konkrétního druhu, jakož i náhodné sklizně, jako je vedlejší úlovek při oceánském rybolovu. Příklad vyhynutí megafauny dříve byl příkladem nadměrného sklizně způsobujícího ztrátu biologické rozmanitosti.

Rybolov v oceánech byl v období po druhé světové válce obzvláště náchylný k nadměrnému sklizni kvůli technologickému vývoji, jako je chlazení, sonar, větší sítě a zpracování na palubě. Lov tresky obecné v severozápadním Atlantském oceánu byl důležitým komerčním rybolovem po stovky let, ale jen několik desetiletí intenzivního sklizně pomocí těchto nových technologií na konci dvacátého století vedlo ke kolapsu populace. Populace klesla o více než 90%a rybolov tohoto druhu byl uzavřen v Kanadě i ve Spojených státech. Ztráta tresky obecné, jako je treska obecná, spolu se snížením počtu dalších populací špičkových predátorů, jako je treska jednoskvrnná a platýz, vedla k výbuchu populací dravých ryb, jako jsou sledi, huňáčci a krevety. Populace tresky se neobnovily, přestože rybolovné tlaky ustaly, a toto pozorování přimělo vědce spekulovat, že ekosystém se nyní může nacházet v alternativním stabilním stavu, který v blízké budoucnosti kdykoli zabrání obnově populací tresky obecné.

Interakce mezi hybateli ztráty biologické rozmanitosti

Jak bylo vysvětleno výše, na většině míst má na biologickou rozmanitost vliv více než jeden z těchto faktorů. K pochopení souhry mezi ztrátou přirozeného prostředí, invazními druhy, lidskou populací, znečištěním, nadměrným sběrem a dalšími faktory, které ovlivňují biologickou rozmanitost, to často vyžaduje bližší pohled na konkrétní místo. Například rostoucí lidská populace s vysokou spotřebou masa a volnými ekologickými předpisy může zvýšit míru odlesňování v zemědělství a při pastvě skotu, což má za následek ztrátu přirozeného prostředí a znečištění dusíkem syntetickými hnojivy. Pravděpodobně není lidská populace hybnou silou ztráty biologické rozmanitosti sama o sobě, ale má tendenci se zintenzivňovat a interagovat s jinými faktory.

Změna klimatu a ztráta biologické rozmanitosti

V modulu 9 jsme viděli, že změna klimatu ovlivňuje ekosystémy několika způsoby, mimo jiné prostřednictvím teplotních posunů. Tyto posuny ztěžují nebo dokonce znemožňují mnoha druhům přežít. Jak se klima mění stále více, bude biologická rozmanitost čelit stále větším hrozbám. Podobně bude úsilí o zachování biologické rozmanitosti čelit stále větším výzvám. Někteří o tom skutečně začínají mluvit konzervační třídění jako situaci, ve které nelze zachránit všechny druhy, což nutí ochránce přírody rozhodnout, který druh chránit. Toto použití výrazu třídění je přizpůsoben jeho použití v lékařských krizích, například v případě nouzové reakce na přírodní katastrofy.

Úkol čtení: Třídění ochrany

Přečtěte si prosím článek Změna klimatu dělá z ochránců přírody třídící lékaře, které napsala Sharon Oosthoek pro Canadian Broadcasting Corporation. CBC je kanadská národní veřejná mediální organizace, analogická s veřejnoprávní vysílací službou ve Spojených státech. Tento článek popisuje zoufalou situaci, ve které se ochránci biologické rozmanitosti nacházejí, vzhledem k tomu, že zdůrazňuje, že změna klimatu přináší ekosystémy. Při čtení tohoto článku zvažte následující otázky:

1) Jak se třídí ochrana, jak je popsáno v článku, v porovnání s lékařským tříděním prováděným v případě nouzové reakce na přírodní katastrofy?

2) Jak byste se rozhodli, který druh chránit ve scénáři třídění z hlediska ochrany?

3) Jaké jsou důsledky scénáře třídění ochrany přírody na rozhodnutí o snížení emisí skleníkových plynů?


Record fires sweeping across the Amazon this month are bringing renewed scrutiny to Brazil's deforestation policy and have environmental researchers and conservationists worried that the blazes will only aggravate the climate change crisis.

"The effects of forest destruction in the Amazon don't stay in the Amazon. They affect us all," said Robin Chazdon, professor emerita at the University of Connecticut who has studied tropical forest ecology.

Grabbing headlines this week has been the unsettling sight of heavy smoke blowing from some of the fires and reaching about 2,000 miles away, cloaking the Brazilian city of Sao Paulo in darkness during the day. The fires have inspired the hashtag #PrayforAmazonia, and have received attention from the likes of actor Leonardo DiCaprio, Democratic presidential candidate Bernie Sanders, rapper Lil Nas X and United Nations Secretary-General António Guterres.

I’m deeply concerned by the fires in the Amazon rainforest. In the midst of the global climate crisis, we cannot afford more damage to a major source of oxygen and biodiversity.

The Amazon must be protected.

— António Guterres (@antonioguterres) August 22, 2019

But there's more at stake than people might realize, Chazdon said.

"There are large negative consequences for climate change globally, as the fires contribute to carbon emissions," she added. If the rainforests are "not allowed to regenerate or be reforested, they will not be able to recover their high potential for carbon storage."

The vast swaths of rainforest play an important role in the world's ecosystem because they absorb heat instead of it being reflected back into the atmosphere. They also store carbon dioxide and produce oxygen, ensuring that less carbon is released, mitigating the effects of climate change, scientists say.

But with fires ravaging vegetation, research shows it could take more than a century to recover the carbon storage that was lost.

"Forests can regrow following fires, but not if fires are repeated every few years and not if the land is converted to agriculture," Chazdon said.

She added that the shrinking of the Amazon and its transition into scrubland "could bring a tipping point to forest functioning that is not easily reversible."

The Amazon rainforest sprawls across nine countries and is the largest rainforest in the world, about half the size of the United States. It has also been burning at a record rate, according to Brazil's National Institute for Space Research, with more than 74,000 fires in Brazil alone this year, almost double the total for 2018.

According to an analysis of NASA data, in the last three months Brazil has had twice as many observed fires as in the same period in 2018.

This year has not been a particularly dry one, Chazdon said, so unusual drought does not explain why there have been so many conflagrations, although not all are large in scale.

Environmental groups have blamed the policies of Brazilian President Jair Bolsonaro, who took office in January, for rolling back environmental protections that have paved the way for the illegal clearing of forests in favor of cattle farming and agriculture. On Wednesday, Bolsonaro posted a video to Facebook blaming nongovernmental organizations for setting the blazes as a tactic to malign him, although he provided no evidence for the claim.

"There is a war going on in the world against Brazil, an information war," Bolsonaro said.

The loss of more land could have a frightening effect in other ways, ecologists say.

Trees in the Amazon help to pump water from the soil into the atmosphere, carrying much-needed rainfall to other areas.

"These massive fires burning now reduce the resilience of the Amazon forest to future droughts and climate change at the same time that this forest is needed to mitigate against these threats," Chazdon said. "Protection and restoration of Amazon forest has never been more urgent."

Roel Brienen, a professor at the University of Leeds in England who has studied the Amazon basin for more than 15 years, said the current level of deforestation is worrying for what it means to the loss of biodiversity and the release of more carbon into the atmosphere.

"If we kill enough forest, we may be tipping the Amazon into a new, much drier state, and it may turn into a savanna," Brienen said in an email. "This would be a great loss to our planet and almost means game over for our battle against climate change."

He added that while such a doomsday scenario is still far off, it will take policy changes to be enacted now.

"Brazil can do as it has shown in the past, but only if there is political will," Brienen said.

American conservationist Paul Rosolie, who has regularly traveled to the Amazon rainforest in Peru's Madre de Dios region for 13 years, said these fires are of concern not just in Brazil but across the continent. He blames a decade of apathy toward deforestation for allowing the problem to fester.

"We've never seen it at this scale before," Rosolie said, "and that's what's getting people scared. If your house was on fire, you'd call 911, but that's not an option here."

In addition to the climate, he said, he's also worried about the biodiversity — the tens of thousands of tree species and plants and the hundreds of thousands of insects and other wildlife that inhabit the Amazon.

Each tree, he said, holds thousands of species, and he's seen firsthand how fires have disrupted the largest of mammals to the smallest of leafcutter ants.

"As this fire is seeping through the Amazon, we're losing millions and millions of animals," Rosolie said.

Erik Ortiz is a staff writer for NBC News focusing on racial injustice and social inequality.


Effects of bioenergy on biodiversity arising from land-use change and crop type

Understanding how the world's flora and fauna will respond to bioenergy expansion is critical. This issue is particularly pronounced considering bioenergy's potential role as a driver of land-use change, the variety of production crops being considered and currently used for biomass, and the diversity of ecosystems that can potentially supply land for bioenergy across the planet. We conducted 2 global meta-analyses to determine how 8 of the most commonly used bioenergy crops may affect site-level biodiversity. One search was directed at finding data on biodiversity in different production land uses and the other at extracting energy-yield estimates of potential bioenergy crops. We used linear mixed-effect models to test whether effects on biodiversity varied with different individual bioenergy crop species, estimated energy yield, first- or second-generation crops, type of reference ecosystem considered, and magnitude of vertical change in habitat structure between any given crop and the reference ecosystem. Species diversity and abundance were generally lower in crops considered for bioenergy relative to the natural ecosystems they may replace. First-generation crops, derived from oils, sugars, and starches, tended to have greater effects than second-generation crops, derived from lignocellulose, woody crops, or residues. Crop yield had nonlinear effects on abundance and, to a lesser extent, overall biodiversity biodiversity effects were driven by negative yield effects for birds but not other taxa. Our results emphasize that replacing natural ecosystems with bioenergy crops across the planet will largely be detrimental for biodiversity, with first generation and high-yield crops having the strongest negative effects. We argue that meeting energy goals with bioenergy using existing marginal lands or biomass extraction within existing production landscapes may provide more biodiversity-friendly alternatives than conversion of natural ecosystems for biofuel production.

Es de suma importancia entender cómo responderán la flora y la fauna mundial ante la expansión de la bioenergía. Este tema es acentuado particularmente si consideramos el papel potencial que tiene la bioenergía como causante del cambio en el uso de suelo, la variedad de producción de cultivos que se está considerando y que se usa actualmente para la biomasa y la diversidad de ecosistemas que potencialmente pueden proporcionar tierras para la bioenergía en todo el planeta. Realizamos dos meta-análisis mundiales para determinar cómo ocho de los cultivos que se usan con mayor frecuencia para la bioenergía podrían afectar a la biodiversidad a nivel de sitio. Una búsqueda estuvo dirigida al hallazgo de datos sobre la biodiversidad en diferentes usos de suelo para producción y la otra hacia la extracción de estimaciones de producción de energía de los cultivos potenciales para la bioenergía. Usamos modelos de efectos lineales mixtos para probar si los efectos sobre la biodiversidad variaron con diferentes especies individuales de cultivos para bioenergía, la producción de energía estimada, los cultivos de primera o segunda generación, el tipo de ecosistema de referencia considerado y la magnitud del cambio vertical en la estructura del hábitat entre cualquier cultivo dado y el ecosistema de referencia. La diversidad y la abundancia de especies fueron generalmente más bajas para los cultivos considerados para la bioenergía en relación con el ecosistema natural que podrían reemplazar. Los cultivos de primera generación, derivados de aceites, azúcares y almidones, tendieron a tener efectos más grandes que los cultivos de segunda generación, derivados de la lignocelulosa, cultivos leñosos o residuos. La producción de cultivos tuvo efectos no lineales sobre la abundancia y, a una menor extensión, sobre la biodiversidad en general los efectos de la biodiversidad fueron causados por los efectos negativos de producción para las aves pero no para otros taxones. Nuestros resultados enfatizan que el reemplazo de ecosistemas naturales por cultivos para la bioenergía en todo el planeta será considerablemente perjudicial para la biodiversidad, con los efectos negativos más fuertes ocasionados por los cultivos de primera generación o de alta producción. Argumentamos que lograr los objetivos de energía por medio de bioenergía usando las tierras marginales existentes o la extracción de biomasa dentro de paisajes existentes de producción puede proporcionar alternativas más amigables para la biodiversidad que la conversión de los ecosistemas naturales para la producción de biocombustibles.

了解世界动植物将如何应对生物能源的扩张十分重要。特别是考虑到生物能源在驱动土地利用变化中的潜在作用、目前及未来以农作物作为生物质能的各种生产方式, 以及全球可能为生物能源提供土地的生态系统的多样性等因素, 这一问题显得尤为突出。我们进行了两项全球范围的荟萃分析, 以确定 8 种最常用的生物能源作物如何影响该地点的生物多样性。其中一项研究的目的是收集不同生产用地的生物多样性数据, 另一项研究则提取了潜在生物能源作物的产能估计值的信息。我们使用线性混合效应模型, 分析了不同的生物能源作物、其产能估计值、属于第一代还是第二代作物、参考生态系统的类型、各种作物和参考生态系统之间栖息地结构垂直变化的幅度等因素对生物多样性的影响是否有所不同。生物能源作物的物种多样性和丰度通常低于它们所在的自然生态系统。从油、糖和淀粉中获得生物能源的第一代作物往往比从木质纤维素、木本作物或剩余物中获得能源的第二代作物产生更大的影响。作物产量对物种丰度有非线性影响, 对总体生物多样性也有较小的非线性影响 对生物多样性的影响主要是由对鸟类的负面影响引起的, 而非其他类群。我们的研究结果强调, 在全球范围内用生物能源作物取代自然生态系统将在很大程度上破坏生物多样性, 特别是第一代和高产作物将产生最强烈的负面影响。我们认为, 相比于转化自然生态系统来用于生物燃料生产, 利用现有边缘土地的生物能源或现有的生产景观中获得的生物质能以实现能源目标, 可能是一种更为生物多样性友好的替代方案。 【翻译: 胡怡思 审校: 聂永刚】.

Klíčová slova: amphibians anfibios aves biocombustibles biodiversidad biodiversity biofuels birds crops cultivos deforestación deforestation forest grassland mammals mamíferos pastizales plantas plants reptiles 两栖动物 农作物 哺乳动物 森林 森林砍伐 植物 爬行动物 生物多样性 生物燃料 草原 鸟类.


SDM_framework.jpg


What the results of such species distribution models indicate, is that significant extinctions will indeed happen, but probably not for another several decades. However, what they also indicate is that the only way to prevent, or at least reduce, these future extinctions is by acting now. To maintain a sufficient level of biodiversity, we will have to design and implement preservation policies today, such as the creation of more protected wildlife areas and migration corridors, and a change to more sustainable farming and land development practices. We cannot afford to wait a few more decades and then try to deal with the situation. It will simply be too late.

Computer programs

Given the large data sets that are involved in these models, and the complicated mathematics behind the estimation and prediction techniques, the use of powerful computers has become a necessity. There are currently several computer programs available for supporting such compute-intensive species distribution analyses. One of these programs is called ecospat.

The ecospat software package is produced by the Spatial Ecology Group of the University of Lausanne, Switzerland, and provides various methods and utilities for spatial and temporal predictions of species distributions, species community properties, and related niche analyses. It has already been used successfully to analyse many different species, such as alpine plants, river otters, and arctic fish, and the results are starting to have a real impact on environmental policy design and implementation. One example is the successful revival of the otter in Switzerland, based on the group's modeling work.

A recent publication by the group in the high-profile scientific journal Ecography describes and explains their software package in detail, and the program itself has been made available for free. This way, it will become possible for other researchers and policy makers to also start using these modeling and prediction techniques, on an even larger diversity of species and wider range of environmental conditions. Hopefully this will then contribute to an increasingly efficient and successful global biodiversity preservation effort.

Our own "generalist" species has significantly degraded or even destroyed many other species' available habitats, consequently reducing their (realised) niches. However, thanks to mathematics and computers, there may still be a chance that we can continue to enjoy much of the natural beauty and diversity that still exists. At least the models indicate this possibility is there, but only by drastically reducing our own (negative) impact on the environment. Of course common sense already told us so, and the computer models clearly confirm this. However, what these models provide in addition, is specific suggestions for how and where to do so for the most effective results. Whether we take these suggestions seriously, is up to us.


Podívejte se na video: Zeitgeist Moving Forward 2011 HD (Listopad 2021).