serwis inżynierii i ochrony środowiska
GreenWorld

Bioróżnorodność

Bioróżnorodność to pojęcie o wymiarze wieloznaczeniowym, które do niedawna, w literaturze było określane poprzez wiele różnych form definicji i funkcjonowało jako: „różnorodność gatunkowa”, „bogactwo gatunkowe – florystyczne” i „równomierność rozmieszczenia (równoczesność) gatunków”. Obecnie termin ten został ujednolicony jednak nadal jest pojęciem na tyle złożonym i uniwersalnym, że obejmuje wiele kwestii związanych z ochroną środowiska w zakresie jego poziomów jak i obszarów występowania.

Czym jest bioróżnorodność?

Najprościej na to pytanie możemy odpowiedzieć w ten sposób, że jest to rozmaitość form życia wraz z całą ich zmiennością na poziomie genów, gatunków i ekosystemów. Bioróżnorodność jest więc pojęciem wyrażającym pełen dynamizm żywej, otaczającej nas przyrody.Terminu „różnorodność biologiczna” użył po raz pierwszy amerykański biolog i działacz na rzecz ochrony przyrody Raymond F. Dasmann już w latach sześćdziesiątych ubiegłego stulecia. Jednak dopiero dwadzieścia lat później termin ten znalazł szersze zastosowanie zarówno w nauce, jak i polityce.W roku 1982 Bruce A. Wilcox sformułował na potrzeby IUCN (Międzynarodowej Unii Ochrony Przyrody) pierwszą definicję bioróżnorodności, zgodnie z którą biologiczna różnorodność jest to rozmaitość form życia na wszystkich poziomach biologicznych układów (tj. molekuł, organizmów, populacji, gatunków i ekosystemów.gicznej,v zrównoważone użytkowanie jej elementów,v uczciwy i sprawiedliwy podział korzyści wynikających z wykorzystania zasobów genetycznych. Tezy te wskazują, że przy podejmowaniu jakichkolwiek działań na rzecz ochrony środowiska ważna jest zasada zachowania całego bogactwa przyrodniczego oraz zaspokajanie potrzeb obecnych i przyszłych pokoleń ludzkich, przy jednoczesnym przestrzeganiu zasady dzielenia się tymi zasobami. Ponadto każde państwo ma suwerenne prawo do korzystania z własnych zasobów przyrodniczych, zgodnie z prowadzoną polityką, zawartą w krajowej strategii różnorodności biologicznej i stosownym programie działań. Jednak działania te muszą być podejmowane w taki sposób, aby zwracały szczególną uwagą na zachowanie i ochronę bioróżnorodności. Obecnie funkcjonuje definicja przyjęta przez Konwencję o różnorodności biologicznej (Convention on Biological Diversity, w skrócie CBD sporządzona 5 czerwca 1992 roku na Szczycie Ziemi w Rio de Janeiro), która określa, że bioróżnorodność to: ,,zróżnicowanie wszystkich żywych organizmów występujących na Ziemi między innymi w ekosystemach lądowych, morskich i innych wodnych, jak też w zespołach ekologicznych, których organizmy te są częścią. Dotyczy to różnorodności wewnątrzgatunkowej i różnorodności na poziomie ekosystemów’’.

Charakterystyka poziomów bioróżnorodności.

Zważywszy, że bioróżnorodność jest terminem złożonym chcąc dokonać jej analizy, należy wziąć pod uwagę zarówno poziomy organizacji przyrody jak również poziomy bioróżnorodności, które dzielimy na:

□ różnorodność biogeograficzną,

□ różnorodność krajobrazową,

□ różnorodność ekosystemową,

□ różnorodność gatunkową,

□ różnorodność genetyczną

Różnorodność biogeograficzna

– obszarem analizy tego poziomu jest biosfera.W biosferze mamy do czynienia zarówno z funkcjonowaniem cykli biogeochemicznych napędzanych poprzez ruchy skorupy ziemskiej wraz z dostarczanym doń strumieniem energii spoza Ziemi jak i na skutek działalności żywych organizmów. Różnorodność biogeograficzna związana jest z obecnością takich czynników jak: o czynniki klimatyczne: temperatura, wilgotność, nasłonecznienie, opady;o czynniki geograficzne: szerokość geograficzna, wysokość nad poziomem morza;o żyzność siedliska: pierwiastki biogenne, rodzaje i własności gleb.

Różnorodność krajobrazowa

– biorąc pod uwagę biogeoróżnorodność, która obejmuje komponenty przyrody nieożywionej to różnorodność krajobrazowa dotyczy ukształtowania – urozmaicenia krajobrazów rozpatrywanego obszaru. Mamy tutaj do czynienia z takimi elementami jak:o „Ogół elementów przyrodniczych, w tym także przekształconych w wyniku działalności człowieka, a w szczególności powierzchnia ziemi, kopaliny, wody, powietrze, krajobraz, klimat oraz pozostałe elementy różnorodności biologicznej a także wzajemne oddziaływania pomiędzy tymi elementami”. (wg Ustawy Prawo Ochrony Środowiska).o „Krajobraz wraz z tworami przyrody nieożywionej oraz naturalnymi i przekształconymi siedliskami przyrodniczymi z występującymi na nich roślinami, zwierzętami i grzybami”. (wg Ustawy O Ochronie Przyrody)o „Walory krajobrazowe - wartości ekologiczne, estetyczne lub kulturowe obszaru oraz związane z nim rzeźbę terenu, twory i składniki przyrody, ukształtowane przez siły przyrody lub działalność człowieka”. (wg Ustawy O Ochronie Przyrody). W przytoczonych definicjach wymienione są zarówno elementy dotyczące różnorodności biogeograficznej jak te, które dotyczą samego krajobrazu, czyli terenu – krajobrazu zagospodarowanego, zmienionego i ukształtowanego przez człowieka. Obecnie niewiele zostało już na Ziemi fragmentów krajobrazu naturalnego – niezmienionego lub w nieznacznym stopniu przekształconego przez człowieka. Krajobraz a wraz z nim cała naturalna struktura ciągle ulega przebudowie i transformacji i zastępowana jest obiektami technicznymi z coraz to nowszą infrastrukturą. Jednak ciągłe antropogeniczne procesy przebudowy krajobrazu mają swoją negatywną stronę mianowicie osłabiają przepływ materii i energii w środowisku jak i powodują znaczne zubożenie różnorodności biologicznej.

Różnorodność ekosystemowa

- ekosystem jest złożony ze społeczności organizmów, ich środowiska i wzajemnych powiązań między nimi. Ekosystemy są formowane w wielu różnych skalach, od miejsc w skali mikro do całej biosfery. Las stanowi ekosystem, podobnie jak pień martwego drzewa, rzeka, staw, góra, morze i cała planeta. Stąd pod względem wielkości ekosystemy dzieli się na mikroekosystemy (pień martwego drzewa), mezoekosystemy (łąka, las), makroekosystemy (ocean, ląd). Te obszary, na których spotyka się wiele ekosystemów posiadają bogatą różnorodność biologiczną.

Różnorodność gatunkowa

– w każdym ekosystemie występują określone gatunki organizmów, które w wyniku ewolucji zaadoptowały się w nim i posiadają indywidualne cechy. Jednak aby tak się stało muszą być spełnione odpowiednie warunki klimatyczne, które charakteryzują się indywidualnymi parametrami jak np. zakres temperatur, dostępność żywności i światła. Pozwala to stworzyć swoistą niszę a zarazem umożliwić gatunkowi jego rozmnażanie się i utrzymywać populację na właściwym poziomie. Gatunki, żyjąc w ekosystemie, wchodzą w interakcje z otaczającym je środowiskiem. W najszerszym pojęciu różnorodność gatunkowa powinna uwzględniać: bogactwo gatunkowe, równomierność występowania gatunków i ich ekologię.

Różnorodność genetyczna

- każdy przedstawiciel dowolnego gatunku posiada geny będące źródłem jego cech indywidualnych - szczególnych. W przypadku ludzi, na przykład, znaczna różnorodność twarzy odzwierciedla specyfikę genetyczną każdej osoby. Termin ten obejmuje również różne populacje pojedynczego gatunku, jak na przykład tysiące ras psów czy różnorodną gamę róż. Istnieje również zjawisko zwane mutacją. Objawia się ono określonymi zmianami w zapisie kodu genetycznego. Zmiany mutagenne najczęściej zachodzą przypadkowo i prowadzą do zmiany struktury i funkcjonowania organizmu. Taka jednostka najczęściej nie jest w stanie prawidłowo się rozwinąć bądź ginie w krótkim okresie. Jednak istnieją formy, gdzie mutacja taka powoduje skutki pozytywne i jest ona zjawiskiem pożądanym.

Zagrożenia dla bioróżnorodności.

. „Bioróżnorodność na świecie zanika w zastraszającym tempie. Kasujemy zawartość twardego dysku natury, nie wiedząc, jakie dane przechowuje.”Stavros Dimas, Komisarz UE ds. Środowiska.

Szacuje się, że na Ziemi żyje od 10 do 30 mln gatunków. Według niektórych źródeł liczba ta może dochodzić nawet do 100 mln. Sądzi się, że wiele gatunków nie zostało jeszcze odkrytych szczególnie tych występujących w nieznanych dotąd ekosystemach. Według badań, dziennie znika z powierzchni Ziemi od 15 do 25 gatunków zwierząt i roślin. Rocznie znika ok. 7000 gatunków łącznie z tymi, których jeszcze nie zdążyliśmy odkryć ani opisać. Szacuje się, że w ciągu 40 lat, licząc od 1970 do 2010 roku, liczba zwierząt kręgowych, ryb, gadów i płazów zmniejszyła się o 52%. Jest to średnia wartość dla całej Ziemi. W naszych szerokościach geograficznych liczebność zwierząt zmalała o 36%, w strefie równikowej o 56%. Największe wymieranie występuje w Ameryce Południowej. Liczebność monitorowanych gatunków zmalała tam o 86%. Powodem tego stanu jest nagminna, wręcz rabunkowa wycinka drzew i wypalania lasów deszczowych zaś tereny poleśne są przekształcane w zupełnie inne niż pierwotnie ekosystemy na przykład w pastwiska. Dlaczego tak się dzieje? Pomimo procesowi ewolucji, który towarzyszy nam od momentu powstania Ziemi przyroda sama usiłuje regulować swoje istnienie. Jednak mimo wszystko proces zanikania gatunków cały czas trwa i jak widać coraz bardziej nabiera rozpędu. Jest to związane zarówno z naturalnym jak i coraz częściej antropogenicznym oddziaływaniem na środowisko. Zdaniem badaczy, bioróżnorodności zagraża o wiele bardziej działalność człowieka niż zmiany klimatu. Udowodniono to poprzez analizę 8688 gatunków zagrożonych bądź będących blisko zagrożenia wyginięciem i występujących w czerwonej księdze prowadzonej przez Międzynarodową Unię Ochrony Przyrody (IUCN). W wyniku badań wyodrębniono przyczyny wymierania zwierząt i roślin oraz pogrupowano je według gatunków (wg „NATURE” – sierpień 2016).

1. Zagrożeniem dla największej liczby gatunków jest nadmierna eksploatacja środowiska naturalnego przez człowieka - głównie chodzi o nieuzasadniony obszarowo wyrąb lasów, ale także o polowania czy nagminne wydawanie zgód na ich przeprowadzanie bez stosownej analizy oraz połowy.

Na dalszych miejscach znalazło się

2. Rolnictwo będące przyczyną eliminacji siedlisk licznych gatunków. Czynnikami wywołującymi degradację walorów przyrodniczych, powodujących zubożenie różnorodności biologicznej wskutek działalności rolniczej są m.in.:

□ urbanizacja i fragmentaryzacja terenu powodująca izolację populacji dziko żyjących gatunków;br />
□ osuszanie mokradeł (torfowisk, cieków wodnych, podmokłych łąk), połączone z niszczeniem naturalnej szaty roślinnej;

□ zmniejszanie retencji wodnej dolin i przyspieszanie tempa odpływu wód powierzchniowych, połączone z pogłębianiem koryt oraz wycinaniem zadrzewień i zakrzewień nadrzecznych;

□ wprowadzenie wielkopowierzchniowych monokultur gatunków hodowlanych na potrzeby intensywnej produkcji rolnej;o zanieczyszczenia i zatrucia gleby i wód na skutek chemizacji rolnictwa i nadmiernego zużycia nawozów sztucznych, herbicydów i pestycydów;

3.Urbanizacja - Nadmierna urbanizacja i uprzemysłowienie powodują wzrost zanieczyszczeń powietrza, właściwości radiacyjnych obszaru zurbanizowanego, warunków termiczno-wilgotnościowych, cyrkulacji oraz opadów atmosferycznych. Ponadto urbanizacja ma duży wpływ na emisję do atmosfery sztucznego ciepła wskutek ogrzewania domów zimą, działania klimatyzacji latem, procesów produkcyjnych w zakładach przemysłowych, intensywnego ruchu ulicznego oraz innych procesów komunalnych oraz aktywności mieszkańców miasta. Emitory sztucznego ciepła dostarczają równocześnie do atmosfery szereg zanieczyszczeń pyłowych i gazowych.

4.Gatunki inwazyjne i choroby - Wprowadzenie i umożliwianie wprowadzania do środowiska gatunków inwazyjnych, które pochodzą z innych rejonów geograficznych Świata. Tego typu zagrożenie prowadzi do zmiany lokalnego ekosystemu wypierając z niego gatunki rodzime. Do gatunków inwazyjnych w Polsce należy między innymi Solidago virgaurea L. czyli Nawłoć Pospolita (fot.). Roślina ta ma właściwości trująca i jest szkodliwa dla bydła. Gatunki inwazyjne są jednym z najpoważniejszych zagrożeń bioróżnorodności a ich liczba coraz bardziej się zwiększa.

5.Zanieczyszczenie środowiska - na skutek wprowadzenia do obszarów środowiska naturalnego czyli powietrza, wody i gleby substancji stałych, ciekłych, gazowych lub energii w takich ilościach i takim składzie, że stanowią one zagrożenie dla zdrowia człowieka oraz otaczającej go przyrody ożywionej.

6.Zmiany w ekosystemach czyli np. budowa tam albo pożary. Pożary środowiskowe, szczególnie wielkoobszarowe są ekstremalnym przykładem zagrożenia dla bioróżnorodności. Najczęściej powodują one nieodwracalne, niekorzystne zmiany w ekosystemach. Głównym czynnikiem odpowiedzialnym za wszelkie przekształcenia termiczne określonego ekosystemu jest energia w postaci ciepła, która wydziela się w trakcie spalania różnego typu paliw. W przypadku pożarów środowiskowych paliwem zwykle jest żywa i obumarła materia (pnie, konary, gałęzie, liście), ale także humus glebowy czy torf. Dodatkowym – oprócz wysokiej temperatury – niekorzystnym czynnikiem oddziaływania na środowisko są stałe i gazowe produkty spalania będące silnie toksyczne dla środowiska.

7.Zmiany klimatu - Zmiany klimatyczne prowadzą do zmian związanych z rozmieszczeniem gatunków, wielkości populacji, czasie trwania reprodukcji, migracją oraz zwiększeniu częstotliwości gradacji szkodników i chorób. Zmiany klimatu prowadzą najczęściej do powstania zmian mikroklimatycznych na określonych obszarach co w konsekwencji prowadzi do rozwoju organizmów, które wcześniej tam nie występowały. Taka sytuacja sprzyja destrukcji organizmów rodzimych. Ponadto wzrost temperatury powoduje topnienie lodowców, zanik pokrywy śnieżnej, podniesienie się poziomu mórz i pustynnienie terenów. Ponadto zmniejsza się ilość opadów i okresów nawodnienia co również oznacza zmiany w ekosystemach i zanik istniejących w nich nisz.

Ochrona bioróżnorodności

"Ochrona bioróżnorodności jest gwarancją naszej przyszłości. Utrata choćby jednego gatunku jest nieodwracalną stratą, bowiem tracimy bezpowrotnie kombinację genów w nim zawartych."

Każdy gatunek w ekosystemie ma swój określony udział. Jego umiejscowienie jak i funkcje odgrywają w nim istotną rolę. Stąd z każdym wyginięciem gatunku osłabieniu ulega ekosystem, który tym samym staje się mniej stabilny. Dlatego ochrona bioróżnorodności jest tematem, który obecnie ma kluczowe znaczenie zarówno podczas międzynarodowych konwencji na rzecz ochrony środowiska jak również jest jednym z głównych priorytetów w kwestii planowania rozwoju infrastruktury z zachowaniem zrównoważonego użytkowania zasobów naturalnych Świata. Dotyczy to zarówno ochrony bioróżnorodności in – situ czyli bezpośrednio w środowisku naturalnym oraz ex – situ poza nim.Ochrona bioróżnorodności in situ koncentruje się wokół działań mających na celu: - ochrony, odtworzenia i zwiększenia obszarów środowiska, gdzie określony gatunek występuje,- wprowadzeniu gatunku w obszarze, gdzie już wyginął,- wprowadzeniu ograniczenia eksploatacji gatunków ich niszczenia oraz zabijania i połowów. Natomiast ochrona bioróżnorodności ex situ dotyczy:- rozmnażanie gatunków poza jego naturalnym środowiskiem, jak hodowla w specjalnych fermach lub ogrodach botanicznych i zoologicznych;rozmnażanie przy doborze osobników do krzyżowania o jak najmniejszym spokrewnieniu;konserwowanie nasion i zarodków roślin w niskich temperaturach, tak by można było ich użyć do odtworzenia.Na fotografii pokazano przykład sztucznie utworzonej biosfery znajdującej się w Genui. We wnętrzu sferycznej szklanej struktury odbudowano część lasu tropikalnego, gdzie znajduje się ponad 150 gatunków organizmów zwierzęcych i roślinnych, takich jak ptaki, motyle, iguany, żółwie, ryby, owady, duże paprocie oraz różnego rodzaju rośliny tropikalne. A wszystko to jest zamknięte w sztucznie utworzonych i kontrolowanych na bieżąco warunkach klimatycznych, identycznych z tymi jakie występują w środowisku naturalnym tych organizmów. Sztuczna biosfera została zaprojektowana przez genueńskiego architekta Renzo Piano i otwarta dla publiczności w 2001 roku podczas szczytu G8 w Genui. Dziś wizyta w sferze stanowi integralną część drogi oferowanej przez Akwarium w Genui, które jest drugim co do wielkości w Europie sztucznym ekosystemem morskim utworzonym przez człowieka. Dzisiejsza różnorodność biologiczna jest owocem miliardów lat ewolucji, kształtowanej przez naturalne procesy na Ziemi. Tworzy ona sieć życia, w której jesteśmy integralną częścią, i na którą całkowicie jesteśmy zdani. Jest to połączenie form życia i ich wzajemnych oddziaływań ze sobą oraz z resztą środowiska, które uczyniło Ziemię wyjątkowym miejscem bytowania niezliczonej liczby gatunków. Dlatego ochrona różnorodności biologicznej leży w naszym interesie. Produkty pochodzące z natury od zawsze wspierały życie człowieka na Ziemi i w dalszym ciągu wspierają liczne gałęzie przemysłu jak: rolnictwo, przemysł kosmetyczny i farmaceutyczny, przemysł papierniczy, ogrodnictwo, budownictwo. Stąd utrata bioróżnorodności bądź znaczne obniżenie jego funkcji doprowadzić może do destabilizacji ekosystemów a co za tym idzie środowiska naturalnego. Dla podkreślenia jak ważna jest bioróżnorodność w środowisku człowieka, Zgromadzenie Ogólne ONZ rezolucją z 20 grudnia 2000 roku ustanowiło, że corocznie 22 maja obchodzony będzie Międzynarodowy Dzień Różnorodności Biologicznej (International Day for Biological Diversity). Dzień ten ma upamiętniać konferencję w Nairobi (22 maja 1992), na której grupa robocza (ang. Intergovernmental Negotiating Committee) UNEP-u przedstawiła efekty pracy nad międzynarodową umową w zakresie ochrony bioróżnorodności

Przykład sztucznie utworzonej biosfery znajdującej się w Genui.