współczesne problemy środowiska geograficznego część fizyczno-geograficzna: joanna wibig (13...
DESCRIPTION
Współczesne problemy środowiska geograficznego Część fizyczno-geograficzna: Joanna Wibig (13 h) Część społeczno-ekonomiczna: Stanisław Liszewski ( 13h ) Zaliczenie: Część fizyczno-geograficzna: 50% (test 30%, aktywność 20%) Część społeczno-ekonomiczna: egzamin (testowy lub ustny 50%). - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Wpływ rolnictwa na środowisko
Ziemia istnieje 4.6 miliarda lat
Eukarionty powstały około 1 miliarda lat temu
Pierwsze istoty ludzkie (hominidzi) pojawiły się na Ziemi około 4 milionów lat temu
Początki rolnictwa datują się na 12 tysięcy lat temu
Rozkwit rolnictwa 1650-1850
Rozkwit nowoczesnego rolnictwa 1950
KALENDARZ
Rolnictwo jest jednym z najważniejszych kulturowych czynników zmian środowiska
Rozwój rolnictwa nie byłby możliwy bez uprzedniego powstania społeczności myśliwych-zbieraczy
Narodziny rolnictwa spowodowały diametralną zmianę stosunków między człowiekiem a środowiskiem
pług
sierp
Zmiany te wiązały się ze zmianami albedo, teraz zwykle silnie zróżnicowanym sezonowo, w zależności od rodzaju upraw i fazy rozwoju, oraz zmianami bilansu wodnego. A te wpływały na klimat, najpierw w skali lokalnej, a w miarę przybywania terenów rolniczych, także globalnej.
K.K. Goldewijk1 & N.Ramankutty, Geojournal, 2004
Zmiany sposobu użytkowania ziemi
Zmiana krajobrazu: utrata siedlisk naturalnych i bioróżnorodności
naturalny % zmieniony częściowo %
zmieniony całkowicie %
Europa 15.6 19.6 64.9
Azja 43.5 27.0 29.5
Afryka 48.9 35.8 15.4
Ameryka Południowa
62.5 22.5 15.1
Ameryka Północna 56.3 18.8 24.9
Australia 62.3 25.8 12.0
kontynenty 51.9 24.2 33.9
kont. bez skał, lodu, itp.
27.0 36.7 36.3
Stopień przetworzenia krajobrazu
Rolnictwo przyczyniło się do zmniejszenia powierzchni zajmowanej przez mokradła. Odwadniano je już w czasach rzymskich, aby wykorzystywać pod uprawy (np. we wschodniej Anglii, czy na wybrzeżu Morza Śródziemnego)Przekształceniu uległy też liczne delty rzek i terasy zalewowe: np. delta Rodanu i Padu.
Mokradła
Tereny podmokłe:
bagna
torfowiska moczary irozlewiska
czapla siwa
trzciniak
wodnik
błotniak stawowy
mokradła są siedliskiem wielu gatunków roślin i zwierząt,
gdzieindziej nie spotykanych
Korzyści z terenów podmokłych:
Zapobiegają powodziom
Tereny zalewowe zlokalizowane wzdłuż brzegów rzek niwelują falę powodziową
Pozwalają wodzie rozlać się na przybrzeżne łąki
Magazynują wodę
Tereny podmokłe stanowią naturalny magazyn wody, z której rośliny mogą korzystać nawet w czasie suszy
Rośliny rosnące wzdłuż brzegów rzek zapobiegają ich podmywaniu i niszczeniu przez wodę
Zapobiegają erozji
Konwencja o Obszarach Podmokłych, podpisana w Ramsar w Iranie w 1971, jest traktatem międzyrzadowym, który stworzył ramy dla międzynarodowej współpracy i regionalnych działań na rzecz ochrony i mądrego gospodarowania obszarami podmokłymi i ich zasobami. Obecnie Konwencję podpisało 150 sygnatariuszy, ochrona objęła 1590 siedlisk podmokłych. Łącznie 1034 milionów hektarów, wpisano na Listę Chronionych obszarów podmokłych o Międzynarodowym Znaczeniu.
“Fragmentation has become a major
subject of research and debate in
conservation biology”
(Meffe et al. 1997, p. 272)
fragmentacja
Definicja:
Termin fragmentacja siedliska obejmuje pięć zjawisk:
Zmniejszenie całkowitej powierzchni zajmowanej przez siedlisko
Zmniejszenie stosunku powierzchni do obwodu siedliska
Izolację jednego fragmentu siedliska od innych
Podzielenie siedliska na kilka mniejszych
Spadek powierzchni zajmowanej przez każdy z fragmentów siedliska
fragmentacja
Przyczyny naturalne
Ślady destrukcji siedlisk na skutek procesów naturalnych: zjawisk wulkanicznych, pożarów leśnych, czy zmian klimatu można znaleźć z zapisach danych kopalnych. Na przykład fragmentacja siedlisk 300 mln lat temu w lasach tropikalnych Euroameryki spowodowała znaczne wymieranie wśród płazów zimnowodnych, ale jednocześnie bardziej suchy klimat wywołał eksplozję zróżnicowania gadów.
fragmentacja
Przyczyny antropogeniczneFragmentacja siedlisk jest często powodowana przez człowieka, gdy naturalna roślinność jest usuwana w celu zwiększenia terenów rolniczych lub przemysłowych, budowę dróg, miast lub zbiorników dla elektrowni wodnych. Siedlisko, do tej pory zwarte jest dzielone na mniejsze części. Na skutek intensywnego usuwania roślinności naturalnej, pozostałe fragmenty stają się wyspami naturalnej roślinności o niewielkiej wielkości izolowanymi od siebie obszarami rolniczymi, przemysłowymi, sztucznymi zbiornikami wodnymi, czy drogami. Czasem nawet ziemią niczym nie porośniętą. Ten ostatni przypadek dotyczy wypalania całych połaci lasów deszczowych na cele rolnicze. Na obszarach, na których można uprawiać pszenicę W Nowej Południowej Walii w Australii usunięto około 90% naturalnej roślinności, na preriach Ameryki Północnej nawet do 99%.
fragmentacja
Skutki
Fragmentacja siedlisk ogranicza bioróżnorodność przez ograniczenie dostępnych do rozwoju obszarów (lasy deszczowe, lasy strefy borealnej, tereny podmokłe) dla organizmów z nisz ekologicznych.
Fragmentacja siedlisk wiąże się z destrukcją siedlisk. Rośliny i inne organizmy osiadłe giną. Zwierzęta mobilne: zwłaszcza ptaki i ssaki przenoszą się do pozostałych fragmentów odpowiadających im siedlisk. Te stają się zatłoczone i rośnie rywalizacja.
Pozostałe fragmenty siedlisk maja sumaryczną powierzchnię mniejszą od początkowej wartości. Gatunki, które są mobilne mogą korzystać z różnych fragmentów. Inne muszą zadowolić się zasobami tego fragmentu, w którym się znalazły.
fragmentacja
Podstawowym ograniczeniem liczby gatunków jest powierzchnia siedliska . Rozmiar fragmentu wpływa na liczbę gatunków go zamieszkujących w chwili podziału i wpływa na liczbę gatunków, które mogą przeżyć. Małe siedliska mogą służyć małym populacjom, a te są bardziej podatne na zagrożenia. Fluktuacje klimatyczne, zasobów, czy innych czynników, które w większych populacjach przeszłyby niezauważone, lub szybko zrekompensowane, dla małych izolowanych populacji mogą być zabójcze. Dlatego fragmentacja jest jedną z przyczyn wymierania gatunków. Dynamika populacji w takich siedliskach o bardzo różnej powierzchni może być odmienna. W dużych siedliskach populacja może wzrastać, ponieważ będą tam migrować organizmy z małych siedlisk, w których warunki do życia gwałtownie się pogorszyły. I zależy to jednak od odległości pomiędzy poszczególnymi fragmentami populacji. Mogą występować też inne bariery oprócz odległości.
fragmentacja
Fragmentacja sprzyja też efektom brzegowym. Zmiany w dostępności światła, różnice temperatury i prędkości wiatru zmieniają warunki ekologiczne na zewnątrz obszaru w porównaniu z jego wnętrzem. Mniejsza wilgotność sprzyja powstawaniu pożarów, Gatunki obce mogą wdzierać się na obszar siedliska. Warunki mikroklimatyczne obszarów zewnętrznych różnią się od warunków we wnętrzu i może to sprzyjać innym gatunkom.
fragmentacja
Fragmentacja wpływa ograniczająco na materiał genetyczny dostępny dla środowiska biotycznego. W miarę zmniejszania się siedlisk i braku połączeń między nimi ułatwiających łączenie się par i rozmnażanie, niektóre gatunki nie są zdolne do przetrwania, ich liczebność spada i stopniowo zanikają.
fragmentacja
Wskazówki dla ochronyFragmentacja siedliska często jest przyczyna zagrożenia gatunków je zamieszkujących. Istnienie korzystnego środowiska jest niezbędna pewnym gatunkom do przeżycia.
SLOSS (Single Large or Several Small).
Jednym z rozwiązań jest tworzenie korytarzy łączących siedliska naturalne .
Dążenie do zwiększenia rozmiarów siedlisk naturalnych.
fragmentacja
Bioróżnorodność
Bioróżnorodność jest niezmiernie istotna zarówno w kontekście zachowania środowiska, jak i materiału genetycznego.
Jest istotnym elementem globalnego biogeochemicznego obiegu pierwiastków w geologicznej skali czasu i regulatorem klimatu globalnego.
Stanowi źródło zasobów, od których zależna jest ludzkość.
Nie tak dawno jeszcze niektórzy twierdzili, że pewne gatunki są "ekologicznie zbędne", a ich ewentualny zanik byłby bez znaczenia.
Rozwój biotechnologii zmienił diametralnie spojrzenie na bioróżnorodność. Bioróżnorodność stała sie potencjalnym źródłem surowców pożytecznych dla medycyny, ochrony upraw, ziołolecznictwa, czy źródłem genów.
Utrata bioróżnorodności, czyli zanik pewnych gatunków stanowi bezpowrotną utratę możliwości wykorzystania tych zasobów
Bioróżnorodność, a biotechnologia
Bioróżnorodność, a produktywność
Badania prowadzone w naturalnych ekosystemach łąkowych pokazały, że te o bardziej zróżnicowanym składzie roślinnym:
były odporniejsze na suszę i zdolne do szybszego ożywienia po jej zakończeniu,
bardziej produktywne (ocena na podstawie przyrostu biomasy),
zawartość azotanów w warstwie poniżej strefy korzeniowej (obszarze niedostępnym dla roślin) była tu mniejsza
Erozja gleb
Erozja gleby polega na niszczeniu jej górnej warstwy w wyniku wymywania przez wody opadowe i wywiewania przez wiatr. Erozja wpływa na glebę nie tylko tam skąd jest ona usuwana, ale też tam, gdzie pył osadza się zmniejszając przepustowość systemów nawadniajacych, pojemność zbiorników, itp.
Czynniki środowiskowe o podstawowym znaczeniu dla erozji:
siła erozyjna opadu
siła erozyjna wiatru
podatność gleby na erozję
Globalne rozmiary erozji gleb w mln ha
obszar erozja wodna erozja wietrzna
Afryka 227 186
Azja 441 222
Ameryka Południowa
123 42
Ameryka Środkowa 46 5
Ameryka Północna 60 35
Europa 114 42
Oceania 83 16
Świat 1094 548
Gleba piaszczysta jest bardziej narażona na erozję niż gliniasta
TYP PODŁOŻA
niezabezpieczone brzegi zbiorników wodnych
wydeptywanie przez trzodę
brzegi zbiorników w okolicach wodopojów
rozjeżdżanie przez ciężki sprzęt
Degradacja gleb
DEGRADACJA CHEMICZNA:
zanieczyszczenie gleby pestycydami zasolenie gleby utrata składników pokarmowych
DEGRADACJA FIZYCZNA:
utrata porowatości na skutek używania ciężkiego sprzętu brak humusu
Globalne rozmiary degradacji gleb w mln ha
obszar chemiczna fizyczna
Afryka 62 19
Azja 74 12
Ameryka Południowa 70 8
Ameryka Środkowa 7 5
Ameryka Północna 1
Europa 26 36
Oceania 1 2
Świat 240 83
Pustynnienie
Pustynnienie
"Pustynnieniem nazywa się zarówno proces zmian, jak i stan środowiska"
Thomas i Middleton, 1994Według UNEP pustynnienie, to:
"…wyrazistość skutków ekonomicznych i społecznych procesów, zarówno naturalnych, jak i sztucznych, zakłócających równowagę gleby, roślinności, powietrza i wody w obszarach narażonych na edaficzną lub klimatyczną suszę"
ten ciągły proces
" …prowadzi do spadku lub destrukcji biologicznego potencjału ziemi, pogarszania warunków życia i rozwoju krajobrazu pustynnego"
Podstawowe cechy procesu pustynnienia:
Zmiany gleb (zasolenie) Zmiany roślinności (zmniejszenie gęstości biomasy)Zmiany zasobów wody (zawodnienie)Zmiany w atmosferze (albedo)Ponadto zmiany produktywności biologicznej
Przyczyny pustynnienia:
Zmiany klimatuSuszePraktyki rolnicze Nadmierny wypasOpalanie drewnemErozja gleb
Pustynnienie
Gleby w obszarach suchych rozwijają się w środowisku o ograniczonym opadzie, z dużą częstością okresów suchych. Nadmiar parowania nad opadem powoduje, iż zubożone są zasoby wód gruntowych, a sole mineralne rozpuszczone w wodzie akumulują się w glebie, po jej wyparowaniu. Niskie opady charakterystyczne dla obszarów suchych i półsuchych często powodują konieczność dodatkowego nawadniania. Dodatkowe zasoby wody rozpuszczają węglan wapnia oraz sole zawarte w przypowierzchniowej warstwie gleby i transportują je w głąb ziemi.
Salinizacja
Salinizacja
Stopień zasolenia rzek, strumieni i zbiorników wodnych jest groźny dla środowiska. Duże zasolenie zagra ża głównie obszarom suchym i półsuchym, na których stosuje się irygację.
Systemy irygacyjne zwiększają ilość parującej wody, co zwiększa stężenie soli na nawodnianym obszarze. Gleby poddane irygacji, mogą również na skutek nawodnienia ulegać większemu zasoleniu, co zmniejsza produktywność plonów i zagraża dostawom wody pitnej.
Pond du Gard, Francja
współczesne systemy irygacyjne
Arizona projekt
Chemiczne środki ochrony plonów
Chemiczne środki ochrony plonów są produkowane sztucznie i wykorzystywane na dużą skalę w rolnictwie, ogrodnictwie i gospodarce leśnej. Poprawiają wydajność plonów, chroniąc rośliny przed szkodnikami, kontrolując proces ich wzrostu, zmniejszając liczbę chwastów.W efekcie energia słoneczna, woda i składniki pokarmowe służą wzrostowi uprawianych roślin, zwiększając ich produktywność
Pestycydy np. DDTBiopestycydyHerbicydy
Podsumowanie:
Zmiana krajobrazuDefragmentacja naturalnych zbiorowisk roślinnychSpadek bioróżnorodnościWylesianie, osuszanie terenów podmokłych
Erozja wietrzna i wodnaDegradacja fizyczna i chemicznaZasolenieZawodnienieEutrofizacja zbiorników wodnychPustynnienie
Wpływ na klimat:zmiana albedozmiana pokrywy roślinnej – bilans cieplny, parowaniewydzielanie i pochłanianie węgla – CO2, metan