Dołącz do czytelników
Brak wyników

Temat numeru

15 czerwca 2018

NR 27 (Maj 2018)

Różnorodność organizmów

0 313

Żyjemy w czasach wymierania gatunków – większego niż kiedykolwiek. Wymieranie zachodziło zawsze, ale w dawnych epokach geologicznych przeciętnie ubywał 1 gatunek rocznie, choć co kilkadziesiąt milionów lat zdarzały się okresy katastrof i masowej zagłady. Obecnie ubywa co roku kilkanaście tysięcy gatunków, tyle, co w poprzednich erach podczas kataklizmów.

Dzieje się to przede wszystkim na skutek gospodarki człowieka, która prowadzi do zaniku wielu siedlisk (torfowiska, bagna, lasy tro­­pikalne), skażeń środowiska (wzrost zawartości CO2 w atmosferze, kwaśne deszcze), intensywnej gospodarki rolnej (duże dawki nawożenia mineralnego, ciężki sprzęt rolniczy), inwazji obcych gatunków, nadmiernej eksploatacji gatunków użytkowych. Jeżeli ten proces nie zostanie zahamowany, może wyginąć 1/4, a nawet połowa gatunków.

Co ciekawe, ubożenie następuje nie tylko na terenach uprawnych, ale też w parkach narodowych. Na łąkach świeżych w Ojcowskim Parku Narodowym notowano dawniej średnio 50 gatunków roślin na 100 m2, a obecnie 33 gatunki. Na łąkach mieczykowo-mietlicowych w Tatrach dawniej 38–63 gatunków, obecnie 17–44. Podobne ubożenie następuje w świecie fauny.

Bogactwo roślin zwiększa się wraz ze wzrostem pH i zasobnością środowiska w składniki pokarmowe. Polska ma stosunkowo bogatą florę i faunę w porównaniu z wieloma innymi krajami Europy (Andrzejewski, Weigle 1991). Jednak tę sytuację pogarszają zmiany zachodzące w gospodarce rolnej i leśnej. 

Według Polskiego Studium Różnorodności Biologicznej (Andrzejewski, Weigle 1991) jednym z kilku ważnych zagrożeń różnorodności na terenach rolnych jest intensyfikacja uprawy, powiększanie obszaru pól i monokultur. Zachodzi równocześnie pozbywanie się urozmaiceń krajobrazu, a więc miedz, zadrzewień śródpolnych i pojedynczych drzew.

Ważne są też zmiany zachodzące w zlewni – zakłócenie stosunków wodnych, obniżanie się poziomu wód gruntowych, zanik siedlisk podmokłych, oczek wodnych wśród pól i związanych z nimi zespołów roślin i zwierząt. Zanikają całe zespoły gatunków charakterystyczne dla likwidowanych biotopów.

Bardzo ciekawe, że równocześnie różnorodność organizmów glebowych jest ogromna, w porównaniu z piętrami nadziemnymi, zwłaszcza mikroświata – bakterii i grzybów. Utarło się powiedzenie, że gleba to las tropikalny dla ubogich. Oceny przeprowadzone w borach Norwegii, a więc na terenie nie najbogatszym w gatunki, wykazały występowanie 20 000–40 000 gatunków bakterii w każdym gramie gleby i blisko 1000 gatunków bezkręgowców na każdym metrze kwadratowym. 

Różnorodność fauny glebowej i mikro­organizmów jest znacznie mniejsza na polach uprawnych niż w lasach czy łąkach. Liczba taksonów mikroorganizmów na polu była ponad czterokrotnie mniejsza niż na nieużytkowanej łące i to niezależnie od tego, czy była to uprawa systemem konwencjonalnym czy typu biodynamicznego. Ubywają przede wszystkim gatunki wrażliwe na zachodzące na uprawach częste zmiany warunków, a więc gatunki o długich cyklach rozwojowych, wyspecjalizowane pokarmowo, o małej zdolności do przemieszczania się. 

 Intensyfikacja rolnictwa polega między innymi na stosowaniu coraz cięższego sprzętu rolniczego i na zwiększającej się chemizacji, a więc intensywnym nawożeniu mineralnym i stosowaniu środków ochrony roślin. Powoduje to zanik zespołów chwastów. Na łąkach nawożonych obserwuje się ujednolicenie runi, dominację traw azotolubnych, często też zmniejszanie się zawartości materii organicznej gleby. Innym niekorzystnym czynnikiem jest powiększający się obszar rozproszonej zabudowy i zagęszczająca się sieć dróg. Bardzo niekorzystne dla środowiska, zwłaszcza dla urozmaicenia krajobrazu i jakości gleby, jest też zanik pasterstwa, przejście na hodowlę zwierząt w wielkich fermach.

Przeciwdziałać tym niekorzystnym tendencjom, przynajmniej w pewnym stopniu, można przez zmniejszenie dawek nawożenia mineralnego, rozwój rolnictwa ekologicznego, zachowanie mozaikowej struktury pól, niepowiększanie ich obszaru, urozmaicenie krajobrazu polnego przez fragmenty trwałych ekosystemów – takich jak łąki, pojedyncze drzewa, wyspy leśne. Bardzo ważne jest stosowanie płodozmianu, najlepiej uwzględniającego rośliny motylkowate, siew międzyplonów, używanych na zielony nawóz, sprzyja to zwiększeniu zawartości próchnicy w glebie. 

Zwraca się też uwagę na zły stan lasów. Podstawową wadą jest niedopasowanie składu drzewostanów ubogich gatunkowo, ale o dużej produktywności (hodowla szybko rosnących gatunków drzew) i forowanie lasów iglastych (aż 58% wszystkich drzew to sosna). Taki skład drzewostanu służy zwiększeniu pozyskiwania drewna. Aż 70% lasów ma uproszczoną strukturę. Ponadto stosowanie zrębni zupełnych ujednolica wiek lasu.

Ogromnym problemem jest zaśmiecanie. Wobec zachodzących zmian w la­­sach, podobnie jak w środowiskach upraw­nych wymierają lub ustępują przede wszystkim gatunki wyspecjalizowane, a ich miejsce zajmują gatunki eurytopowe (mogą żyć w różnych środowiskach). W poszczególnych lasach stwierdza się przeciętnie występowanie 27 gatun­-
ków roślin, w tym 7 to drzewa, 16 – rośliny zielne, 4 – mszaki i porosty.

Można przeciwdziałać zmniejszaniu się różnorodności lasu, m.in. przez przebudowę drzewostanów, dosadzanie podszytu, który zwiększa ilość ściółki i osłania glebę, wpływa korzystnie na zawartość materii organicznej gleby. Różnorodności sprzyja także pozostawianie starych drzew. Powinno się pozostawiać także martwe drewno, aby zapewnić istnienie korzystającym z niego roślinom, zwierzętom, grzybom. Na zrębach powinny pozostawać pojedyncze drzewa lub kępy drzew, a także materiał leżący o różnych wymiarach i stopniu rozkładu. Uważa się, że na 2 ha lasu produkcyjnego powinno przypadać 0,1 ha lasu ochronnego. Zalecana jest tak zwana metoda ogniskowo-
-kompleksowa, wprowadzona przez Koehlera (1968), która polega na zakładaniu w ubogich ekosystemach leśnych wysepek o powierzchni 0,1–0,5 ha, gdzie sadzi się urozmaicone gatunkowo grupy drzew i krzewów, które wywierają pozytywny wpływ na otaczający las.

Większość eksperymentów, przeprowadzonych w wielu krajach, wykazała, że różnorodność roślinności zwiększa produkcję roślinną dzięki lepszemu wykorzystaniu zasobów. W lesie mieszanym może być lepiej wykorzystane światło, korzenie są rozmieszczone w różnych piętrach, lepiej penetrują glebę. Dodatek drzew liściastych w borach poprawia biologię gleby, ponieważ drzewa liściaste dostarczają więcej ściółki, co prowadzi do zwiększenia zawartości próchnicy, podwyższają też pH gleby. Czyste drzewostany są bardziej narażone na wiatrołomy, pożary, ataki szkodników. Różnorodność ma też znaczenie dla zachowania względnej stabilności ekosystemu, zachowania niemal stałej produkcji roślinnej mimo zmian warunków. 

Równocześnie w ekologii gleby trwa dyskusja nad znaczeniem różnorodności żyjących tam organizmów dla funkcjonowania ekosystemów. Mało jest danych o wpływie różnorodności na procesy glebowe. Ścierają się dwa przeciwstawne poglądy – jeden mówiący o tym, że każdy gatunek jest bardzo ważny i jego strata to uszczerbek w jakiejś funkcji; drugi, według którego w glebie panuje paradoksalna sytuacja nadmiaru gatunków. Organizmy glebowe są najczęściej eurytopowe i wielożerne, mogą się zastępować i spełniać różne funkcje zależnie od okoliczności. 

Przekonanie o braku specjalizacji pokarmowej wśród zwierząt glebowych może wynikać z bardzo słabej znajomości zróżnicowania gatunkowego mikroorganizmów, które są podstawową bazą pokarmową fauny gleby. Ostatnio, gdy stosuje się coraz bardziej finezyjne metody analizy, znakowanie stabilnymi izotopami i techniki molekularne, dowiedziono, że różnorodność zarówno zespołów mikroorganizmów, jak i zwierząt może być ważna. Dowiedziono specjalizacji mikroorganizmów, która polega na produkowaniu przez poszczególne gatunki innego zestawu enzymów. Zwrócono uwagę na wielkie znaczenie różnorodności grzybów mykorizowych dla różnorodności i biomasy roślin, a także dla stabilności i odporności ekosystemu. Autorzy zajmujący się różnorodnością mikroorganizmów wyciągają wniosek, że przyczynia się ona do odporności gleby na warunki stresowe. Pojawia się coraz więcej danych, że szereg gatunków zwierząt glebowych ma również ścisłą specjalizację pokarmową. 

Znaczenie w procesach rozkładu materii ma różnorodność gatunkowa ściółki. Na ogół w literaturze przeważa pogląd, że ważniejsze niż liczba gatunków roślin, które wchodzą w skład ściółki, są właściwości czy jej skład chemiczny.

Przeprowadzono szereg doświadczeń, głównie w tak zwanych mikro- i mezokosmosach, żeby tę sprawę wyjaśnić. Intuicyjnie uważamy różnorodność za ­cechę ważną, zwłaszcza w świetle danych o jej postępującym i szybkim zmniejszaniu się. Wydaje się, że różnorodność powinna dawać większą możliwość zastępowania jednych gatunków przez inne w razie wystąpienia niekorzystnych zmian. Jak wykazały badania, ekosystemy o bardzo uproszczonym składzie gatunkowym (np. pustynia) są bardzo mało odporne na wszelkie zachodzące zmiany środowiska. 

...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań czasopisma "Biologia w Szkole"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy