Ekologický kolaps - Ecological collapse

Pro další použití viz Kolaps ekosystému a Sbalit (disambiguation).

Ekologický kolaps odkazuje na situaci, kdy ekosystém trpí drastickým, možná trvalým snížením nosnost pro všechny organismy, což často vede k masový zánik. Ekologický kolaps je obvykle vyvolán katastrofickou událostí, ke které dojde v krátkém časovém měřítku. Ekologický kolaps lze považovat za důsledek kolaps ekosystému na biotických prvcích, které závisely na původním ekosystému.[1][2]

Ekosystémy mají schopnost odrazit se od rušivého agenta. Rozdíl mezi kolapsem nebo jemným odrazem je dán dvěma faktory - toxicitou zavedeného prvku a odolnost původního ekosystému.[3]

Prostřednictvím přirozeného výběru se druhy planety neustále přizpůsobovaly změnám v biologickém složení a distribuci. Matematicky lze prokázat, že větší počet různých biologických faktorů má tendenci tlumit fluktuace v každém z jednotlivých faktorů.[3][pochybný – diskutovat]

Vědci mohou předpovědět body zlomu pro ekologický kolaps. Nejčastěji používaný model pro predikci web s potravinami kolaps se nazývá R50, což je spolehlivý model měření robustnosti potravinářského webu.[4]

Příčiny a příklady

Ačkoli neexistuje jediný důvod ekologického kolapsu, patří sem i přisuzující faktory dopady asteroidů, extrémně velké sopečné erupce, a náhlá změna klimatu. Efekt sněhové koule těchto přisuzujících faktorů a ekologický kolaps jsou demonstrovány v rámci EU fosilní záznam. Prehistorický příklady zahrnují Karbonský deštný prales se zhroutil, Událost vyhynutí křída – paleogen, Událost vyhynutí perm-trias, a další hromadné vymírání. Například účinky klimatická změna jako faktor přispívající k ekologickému kolapsu jsou demonstrovány v EU Události vyhynutí ordovik – siluru.[5] Možnou příčinou vyhynutí ordoviků bylo globální ochlazení, které ovlivnilo stanoviště mořského života. Následkem toho vymřeli mořští tvorové, jako jsou trilobiti, brachiopody a graptoliti.[6] Karabonov a jeho kolegové dále provedli studii, která měla ukázat, jak během Poslední ledové maximum (LGM), změny v životním prostředí a podnebí vedly v roce 2006 k ekologickému kolapsu jezero Bajkal a Jezero Hovsgol což pak vedlo k evoluci druhů v těchto systémech.[7] Kolaps ekosystému Hovsgol během LGM přinesl nový ekosystém s omezenou biologickou rozmanitostí druhů a nízkou úrovní endemismus, v Hovsgolu během holocénu. Karabonovova studie také ukazuje, že ekologický kolaps během LGM v jezeře Hovsgol vedl k vyšším úrovním rozmanitosti a vyšším úrovním endemismu jako vedlejšího produktu evoluce po ekologickém zhroucení LGM. Událost Ordovician Extinction a Lake Bajkal a Hovsgol demonstrují dva účinky ekologického kolapsu na prehistorická prostředí.

Historické příklady zahrnují zhroucení tresky Grand Banks na počátku 90. let, připisováno nadměrný rybolov.

Mezi důležité tlaky přispívající k současnému i budoucímu ekologickému kolapsu patří ztráta přirozeného prostředí, degradace, a fragmentace, nadměrná pastva, nadměrné vykořisťování ekosystémů lidmi, lidský průmyslový růst a přelidnění,[8] klimatická změna, okyselení oceánu, znečištění, a invazivní druhy.[9]

Kolaps deštného pralesa

Kolaps deštného pralesa se týká skutečné minulosti a teoretického budoucího ekologického kolapsu Deštné pralesy. Může to zahrnovat fragmentace stanovišť do bodu, kde malý deštný prales biome je ponechán a druhy deštných pralesů přežívají pouze v izolovaných refugiích. Fragmentace stanoviště může být způsobena silnicemi. Když lidé začnou kácení stromů pro těžbu dřeva, vytvoří se vedlejší silnice, které po jejím primárním použití zůstanou nevyužité. Jakmile budou rostliny deštného pralesa opuštěny, bude těžké v této oblasti znovu růst.[10] Fragmentace lesa také otevírá cestu pro nelegální lov. Druhy jen těžko hledají nové místo, kde by se mohly usadit v těchto fragmentech způsobujících ekologický kolaps. To vede k vyhynutí mnoha zvířat v deštném pralese.

Karbonské období

Hlavní článek: Zhroucení karbonského deštného pralesa

V Karbon doba, uhelné lesy, skvělý tropické mokřady, rozšířená na většinu Eurameriky (Evropa a Amerika). Tato země se tyčila lycopsidy který se náhle rozpadl a zhroutil.[11] Zhroucení deštných pralesů v průběhu roku Karbon bylo připsáno více příčin, počítaje v to klimatická změna.[12] Konkrétně v této době se podnebí stalo chladnějším a suchším, což jsou podmínky, které nejsou příznivé pro růst deštných pralesů a velkou část biologické rozmanitosti v nich. Tento náhlý kolaps zasáhl několik velkých skupin včetně lykopsidů a obojživelníků. Plazi v novém prostředí prosperovali díky adaptacím, které jim umožnily prospívat v sušších podmínkách.[11]

Vzor rybí kosti fragmentace deštného pralesa

Dnes

Možný body zvratu v klimatickém systému[13]

Pozemské příklady

Klasický vzor fragmentace lesa se vyskytuje u mnoha Deštné pralesy včetně těch z Amazonka, konkrétně vzorec „rybí kosti“ vytvořený vývojem silnic do lesa. To vzbuzuje velké znepokojení nejen kvůli ztrátě a biome s mnoha nevyužitými zdroji a hromadným úhynem živých organismů, ale také proto, že je známo, že vyhynutí rostlinných a živočišných druhů koreluje s fragmentací stanovišť.[14]

Nadměrná pastva bylo zjištěno, že způsobují degradace půdy, konkrétně v jižní Evropě, která je další hnací silou ekologického kolapsu a ztráty přirozené krajiny. Správné řízení pastorační krajiny může snížit riziko dezertifikace.[15]

Oceány

V roce 2010 4,9 milionu barelů (210 milionů US gal; 780 000 m3) ropy bylo vyhozeno do Mexického zálivu když explodovala ropná plošina Deepwater Horizon společnosti BP. Účinky úniku oleje z BP budou i nadále pociťovat budoucí generace, protože kontaminace byla zjištěna v celém potravinovém řetězci.[16] Více než 8 000 mořských ptáků, mořských želv a mořských savců bylo během několika měsíců po vyčištění nalezeno mrtvých nebo zraněných. Dopad této katastrofy nevyvážil potravinovou síť prostředí. Ropná skvrna nastala na vrcholu období rozmnožování a v důsledku toho ovlivnila vejce a larvy zvířat v nejhorším rozsahu a utírala celé věkové třídy. Tato ztráta generace po linii bude pro budoucí predátory ekosystému strašlivá.[17]

Kromě toho je velkým zájmem mořských biologů dopad ekologického kolapsu na korálové útesy (které jsou na základě fosilních důkazů náchylnější k vyhynutí, ale také prokazují větší odolnost[18]). Účinkem globální změny klimatu je stoupající hladina moří, která může vést k utonutí útesu nebo bělení korálů.[18] Lidská činnost, jako je rybolov, těžba, odlesňování atd., Slouží jako hrozba pro korálové útesy tím, že ovlivňuje výklenek korálových útesů. Například Edinger a jeho kolegové[19] prokázat korelaci mezi ztrátou rozmanitosti korálových útesů o 30–60% a lidskou činností, jako jsou splašky a / nebo průmyslové znečištění.

Log – log lineární vztah mezi prostorovou oblastí a časovým trváním 42 pozorovaných posunů režimu Země[20]

The světový oceán je ve velkém nebezpečí kolapsu. Ve studii na 154 různých druzích mořských ryb David Byler zjistil, že mnoho faktorů, jako je nadměrný rybolov, klimatická změna a rychlý růst populací ryb způsobí kolaps ekosystému.[21] Když lidé loví, obvykle budou lovit populace vyšších trofických úrovní, jako je losos a tuňák. Vyčerpání těchto trofických úrovní umožňuje nižší trofické úrovni přelidnit nebo osídlit velmi rychle. Když se například populace sumců vyčerpá v důsledku nadměrného rybolovu, plankton se pak přelidní, protože je zabíjen jejich přirozený predátor. To způsobí problém zvaný eutrofizace. Protože populace spotřebovává kyslík, hladiny rozpuštěného kyslíku klesnou. Pokles hladiny rozpuštěného kyslíku způsobí, že všechny druhy v této oblasti budou muset odejít, nebo se udusí. To spolu se změnou klimatu a okyselováním oceánů může způsobit kolaps ekosystému.

Vědecký výzkum

Někteří vědci předpovídají, že ke globálnímu ekologickému kolapsu dojde poté, co 50% přírodní krajiny zmizelo v důsledku lidského rozvoje.[22] Existují důkazy, že i velké ekosystémy se mohou zhroutit v relativně krátkém časovém horizontu, nepoměrně rychleji než menší ekosystémy. Článek naznačuje, že jakmile je dosaženo „bodu, odkud není návratu“, k poruchám nedochází postupně, ale rychle a že Amazonský deštný prales mohl přejít na a savana - směs druhů stromů a trávy do 50 let a karibské korálové útesy by se mohly zhroutit do 15 let, jakmile bude dosaženo stavu zhroucení.[23][24][25][20]

Důsledky

Ačkoli příčiny ekologického kolapsu jsou způsobeny faktory, které jsou jedinečné pro jejich životní prostředí, všechny z velké části sdílejí podobné důsledky, jako je ztráta biodiverzity, trofické kaskády nebo dokonce vyhynutí. Například urbanizace a odlesňování jihovýchodního Pacifiku vedly v roce 2003 k vyhynutí tří druhů rostlin a osmi druhů zvířat.[26]

Viz také

Reference

  1. ^ Sato, Chloe F .; Lindenmayer, David B. (2018). „Setkání s výzvou globálního kolapsu ekosystému“. Dopisy o ochraně. 11 (1): e12348. doi:10.1111 / conl.12348.
  2. ^ Bland, L .; Rowland, J .; Regan, T .; Keith, D .; Murray, N .; Lester, R .; Linn, M .; Rodríguez, J.P .; Nicholson, E. (2018). „Vypracování standardizované definice kolapsu ekosystému pro hodnocení rizik“. Hranice v ekologii a životním prostředí. 16 (1): 29–36. doi:10,1002 / poplatek 1747.
  3. ^ A b Gopi (2010). Základní stavební inženýrství. Indie: Pearson Education.
  4. ^ Jonsson, Tomáš; Berg, Sofie; Pimenov, Alexander; Palmer, Catherine; Emmerson, Mark (01.04.2015). "Spolehlivost R50 jako měřítka zranitelnosti potravinových sítí vůči postupnému mazání druhů". Oikosi. 124 (4): 446–457. doi:10.1111 / oik.01588. ISSN  1600-0706.
  5. ^ "BBC Nature". Citováno 2015-10-29.
  6. ^ "BBC Nature". Citováno 2015-10-29.
  7. ^ Karabanov, Eugene; Williams, Douglas; Kuzmin, Michail; Sideleva, Valentina; Khursevich, Galina; Prokopenko, Alexander; Solotchina, Emilia; Tkachenko, Lilia; Fedenya, Svetlana (06.07.2004). „Ekologický kolaps ekosystémů jezera Bajkal a jezera Hovsgol během posledního glaciálu a důsledky pro rozmanitost vodních druhů“. Paleogeografie, paleoklimatologie, paleoekologie. Euroasijská paleoenvironmenta s vysokou šířkou. 209 (1–4): 227–243. doi:10.1016 / j.palaeo.2004.02.017.
  8. ^ „Přelidnění a kolaps ekosystémů | EcoInternet - blog Earth“. Citováno 2015-10-30.
  9. ^ „Zpráva o živé planetě“. Světový fond na ochranu přírody.
  10. ^ Kleinschroth, Fritz; Gourlet-Fleury, Sylvie; Sist, Plinio; Mortier, Fréderic; Healey, John R. (01.04.2015). „Dědictví těžby dřeva v povodí Konga: Jak trvalé jsou jizvy v lesním porostu?“. Ekosféra. 6 (4): článek 64. doi:10.1890 / ES14-00488.1. ISSN  2150-8925.
  11. ^ A b Sahney, S., Benton, M. J. & Falcon-Lang, H. J. (2010). „Kolaps deštného pralesa spustil diverzifikaci pennsylvanských tetrapodů v Euramerice“ (PDF). Geologie. 38 (12): 1079–1082. Bibcode:2010Geo .... 38.1079S. doi:10.1130 / G31182.1.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  12. ^ Fielding, C.R .; Frank, T.D .; Birgenheier, L.P .; Rygel, M.C .; Jones, A.T .; a Roberts, J. (2008). „Stratigrafický otisk pozdní paleozoické doby ledové ve východní Austrálii: záznam střídavého glaciálního a neglaciálního klimatického režimu“. Geological Society of London Journal. 165: 129–140. doi:10.1144/0016-76492007-036.
  13. ^ Timothy M. Lenton, Hermann Held, Elmar Kriegler, Jim W. Hall, Wolfgang Lucht, Stefan Rahmstorf, Hans Joachim Schellnhuber (2008). "Sklápěcí prvky v klimatickém systému Země". PNAS. 105 (6): 1786–1793. doi:10.1073 / pnas.0705414105.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  14. ^ Rosenzweig, Michael L. (1995). Druhová rozmanitost v prostoru a čase. Cambridge, Velká Británie: Cambridge University Press.
  15. ^ Kairis, Orestis; Karavitis, Christos; Salvati, Luca; Kounalaki, Aikaterini; Kosmas, Kostas (03.07.2015). „Zkoumání dopadu nadměrné pastvy na erozi půdy a degradaci půdy v suché středomořské agro-lesní krajině (Kréta, Řecko)“. Arid Land Research and Management. 29 (3): 360–374. doi:10.1080/15324982.2014.968691. ISSN  1532-4982.
  16. ^ Ortmann, Alice C .; Anders, Jennifer; Shelton, Naomi; Gong, Limin; Moss, Anthony G .; Condon, Robert H. (červenec 2012). „Rozptýlený olej narušuje mikrobiální cesty v pelagických potravinách“. PLOS ONE. 7 (7): e42548. Bibcode:2012PLoSO ... 742548O. doi:10.1371 / journal.pone.0042548. PMC  3409195. PMID  22860136. e42548.
  17. ^ „Jak ovlivní únik nafty BP divočinu a stanoviště?“. Národní federace divoké zvěře. 2015-10-28. Citováno 2015-10-28.
  18. ^ A b Knowlton, Nancy (08.05.2001). „Budoucnost korálových útesů“. Sborník Národní akademie věd. 98 (10): 5419–5425. doi:10.1073 / pnas.091092998. ISSN  0027-8424. PMC  33228. PMID  11344288.
  19. ^ Edinger, Evan N; Jompa, Jamaluddin; Limmon, Gino V; Widjatmoko, Wisnu; Risk, Michael J (1998-08-01). „Degradace útesů a biologická rozmanitost korálů v Indonésii: Účinky znečištění na pevnině, destruktivní rybolovné postupy a změny v průběhu času“. Bulletin o znečištění moří. 36 (8): 617–630. doi:10.1016 / S0025-326X (98) 00047-2.
  20. ^ A b Cooper, Gregory S .; Willcock, Simon; Dearing, John A. (10. března 2020). „K posunům režimu dochází ve větších ekosystémech nepoměrně rychleji“. Příroda komunikace. 11 (1): 1175. Bibcode:2020NatCo..11.1175C. doi:10.1038 / s41467-020-15029-x. ISSN  2041-1723. PMC  7064493. PMID  32157098.
  21. ^ Pinsky, Malin L .; Byler, David (2015-08-22). „Rybolov, rychlý růst a variabilita klimatu zvyšují riziko kolapsu“. Proc. R. Soc. B. 282 (1813): 20151053. doi:10.1098 / rspb.2015.1053. ISSN  0962-8452. PMC  4632620. PMID  26246548.
  22. ^ „Vědci se bojí globálního ekologického kolapsu, jakmile zmizí 50% přírodní krajiny“. Objímač stromů. Citováno 2015-10-29.
  23. ^ „Ekosystémy o velikosti Amazonu se mohou během několika desetiletí zhroutit'". Opatrovník. 10. března 2020. Citováno 10. března 2020.
  24. ^ „Amazonský deštný prales mohl být během života pryč“. EurekAlert!. 10. března 2020. Citováno 10. března 2020.
  25. ^ „Ekosystémy o velikosti Amazonu se mohou během několika desetiletí zhroutit'". Opatrovník. 10. března 2020. Citováno 13. dubna 2020.
  26. ^ Sodhi, Koh, Brook, Ng, Navjot, Lian, Barry, Peter (prosinec 2004). „Biodiverzita jihovýchodní Asie a hrozící katastrofa“. Trendy v ekologii a evoluci. 19 (12): 654–660. doi:10.1016 / j.tree.2004.09.006. PMID  16701328.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)