Penurunan kepelbagaian spesies membawa kepada pengurangan pengeluaran utama dalam ekosistem • Vadim Mokievsky • Berita sains mengenai "Unsur" • Ekologi

Pengurangan kepelbagaian spesies membawa kepada pengurangan pengeluaran utama dalam ekosistem.

Padang rumput dan padang rumput yang berumput. Produktiviti monokultur secara purata lebih rendah daripada komuniti berbilang spesies sebanyak 15-20% (menurut data dari Hooper et al., 2012). Gambar oleh V. Mokievsky

Perubahan dalam kepelbagaian spesies boleh mempengaruhi proses asas dalam ekosistem – pengeluaran dan penguraian bahan organik pada skala yang setanding dengan faktor global. Analisis hasil eksperimen banyak membolehkan kami mengira perubahan dalam nilai purata pengeluaran primer dalam ekosistem apabila kekayaan spesies di dalamnya berubah. Ternyata proses pengeluaran dalam ekosistem bergantung kepada kepelbagaian spesies lebih daripada proses pemusnahan bahan organik. Dengan penurunan bilangan spesies sebanyak separuh, pengeluaran ekosistem berkurangan secara purata sebanyak 13%. Kesan kepelbagaian pada penguraian bahan organik kurang jelas – pengurangan kepelbagaian boleh membawa kepada kelembapan dan percepatan proses pemusnahan dalam ekosistem.

Bagaimana kepelbagaian spesies menjejaskan sifat asas ekosistem? Persoalan ini penting untuk memahami undang-undang umum ekologi, dan untuk menyelesaikan masalah praktikal.Mengurangkan kemampanan komuniti buatan dengan sebilangan kecil spesis digunakan sebagai salah satu hujah utama dalam mempertahankan hidupan liar, yang memihak kepada cadangan rizab dan rizab permainan.

Hubungan kepelbagaian spesies ekosistem dengan ciri-ciri fungsinya – kestabilan dan produktiviti – diterima oleh kebanyakan pakar ekologi. Penyelidikan persendirian pada masyarakat individu mengesahkan kewujudan pautan tersebut. Persoalannya masih lagi: betapa biasa corak ini?

Dalam ekologi teori dekad yang lalu, meta-analisis mula memainkan peranan yang semakin penting – mengenal pasti corak yang berulang dalam keadaan semula jadi yang berlainan bagi kumpulan organisma yang berlainan atau pelbagai jenis ekosistem dan komuniti. Untuk tujuan ini, pangkalan data dicipta yang termasuk hasil eksperimen jenis atau pemerhatian yang sama yang dibuat dalam pelbagai ekosistem di berbagai belahan dunia, di darat, di laut dan di dalam air tawar air.

Sekumpulan penyelidik (Hooper et all, 2012) menetapkan tugas menilai bagaimana kepelbagaian spesies menjejaskan sifat-sifat asas mana-mana ekosistem – pengeluaran dan penguraian bahan organik.Hasil daripada tindak balas fotosintesis, tumbuhan hijau mencipta bahan organik dari sebatian anorganik, yang mereka makan semua organisma lain, dari kulat dan bakteria kepada burung dan mamalia. Pengeluaran tumbuhan hijau (biasanya dinyatakan dalam gram per meter persegi bagi setiap unit masa) adalah penunjuk yang paling penting dalam kecekapan tenaga ekosistem bersama dengan proses terbalik – penguraian bahan organik, di mana semua anggota masyarakat lain menyertai.

Untuk melakukan ini, mereka menggunakan pangkalan data yang mengandungi hasil 574 eksperimen berasingan mengenai perubahan dalam produktiviti komuniti tumbuhan dengan penurunan jumlah spesis yang termasuk dalamnya (dalam batas – untuk satu monokultur, iaitu tanaman satu spesies). Hipotesis perubahan dalam kadar kemusnahan (penguraian bahan organik) bergantung kepada kepelbagaian spesies diuji pada fail data kedua. Hipotesis ini telah diuji dalam dua varian – perubahan dalam kadar kemusnahan dengan penurunan bilangan spesies yang merosakkan dan perubahan kadar pemusnahan daun yang jatuh bergantung kepada kepelbagaian spesis tumbuhan yang mereka milik.

Sebagai langkah penilaian, kami menggunakan logaritma nisbah magnitud pengeluaran atau pemusnahan untuk bilangan spesies tertentu (YS) dengan saiz yang sama dengan bilangan maksimum spesies yang mungkin dalam komuniti jenis ini (Ymaks): ln (Ys/ Ymaks). Nilai positif penunjuk ini bermakna peningkatan pengeluaran atau kemusnahan sementara mengurangkan kepelbagaian spesies, negatif – pengurangan.

Sebagai perbandingan, untuk menilai skala perubahan yang terjadi dengan penurunan dalam kepelbagaian spesies komuniti, penulis memberikan anggaran pengaruh terhadap proses pengeluaran faktor-faktor global yang lain. Untuk melakukan ini, mereka menggunakan pangkalan data yang mengandungi hasil pemerhatian dan eksperimen mengenai kesan faktor seperti perubahan iklim (termasuk kemarau), peningkatan kepekatan karbon dioksida, peningkatan kepekatan nitrogen, fosforus dan unsur biogenik lain yang terdapat di dalam tumbuhan di dalam air dan tanah. peningkatan keasidan medium dan lain-lain. Bilangan pemerhatian dalam setiap pangkalan data berbeza dari beberapa ratus hingga ribuan. Data termasuk pemerhatian dan eksperimen dalam keadaan terestrial, air tawar dan laut.

Dalam eksperimen itu ditunjukkan bahawa penurunan (21-40%) yang sederhana dalam kepelbagaian spesies membawa kepada pengurangan dalam pengeluaran utama tumbuhan sebanyak 5-10%.Mengurangkan kepelbagaian spesies dengan separuh membawa kepada pengurangan pengeluaran utama ekosistem dengan purata 13%.

Tahap yang lebih tinggi (penurunan kepelbagaian dengan 41-60% dari garis dasar) dari segi kesannya ke atas proses pengeluaran adalah setanding dengan keputusan faktor global seperti eutrophication, peningkatan keasidan atau kepekatan karbon dioksida yang meningkat.

Perubahan dalam pengeluaran primer dalam ekosistem dengan penurunan bilangan spesis tumbuhan. Paksi X – Penurunan bilangan spesies (sebagai peratusan asal), Paksi Y – perubahan produktiviti (logaritma nisbah produk untuk bilangan spesis tertentu kepada produk dengan bilangan spesis maksimum untuk komuniti ini). Garis merah di bahagian bawah graf – keputusan pengiraan, latar belakang kelabu – 95% selang keyakinan. Garis merah di bahagian atas graf – refleksi kurva yang dihitung di rantau nilai positif (penilaian perubahan mutlak dalam nilai mutlak). Penulis memetik graf ini untuk membandingkan magnitud kesan yang diuji dengan tindakan faktor yang mempunyai kesan positif terhadap produktiviti. Di sebelah kanan graf Anggaran pengaruhnya terhadap produk tumbuhan dari pelbagai faktor bertindak secara global diberikan Atas ke bawah: kesan gabungan pengayaan nitrogen dan fosforus, kesan gabungan pengayaan nitrogen dan peningkatan kepekatan CO2, kesan spesies asing, pengayaan kalsium, pengayaan nitrogen, meningkatkan kepekatan CO2, pemanasan iklim, peningkatan keamatan sinaran ultraviolet, peningkatan keasidan, kemarau. Titik biru – kesan positif titik merah – negatif. Langkah untuk menilai kesannya adalah logaritma nisbah produktiviti dalam eksperimen ke kawalan – ln (Yexpt/ Ykawalan). Gambar dari artikel dibincangkan di Alam

Keputusan menilai impak kepelbagaian pada proses pemusnahan kurang dapat dilihat. Mengurangkan kepelbagaian dalam masyarakat pengguna tumbuhan kepada separuh daripada asal tidak membawa kepada perubahan ketara. Dengan kekurangan lagi komposisi penghancur, kadar penguraian residu tumbuhan jatuh sebanyak kira-kira 20%.

Kepelbagaian residu tumbuhan (bilangan spesis tumbuhan yang daunnya terurai dalam eksperimen) tidak mempunyai kesan ke atas kadar proses pemusnahan. Hanya dengan nilai kepelbagaian yang sangat rendah, peningkatan yang tidak penting dan tidak boleh dipercayai dalam kadar penguraian sampah daun diperhatikan.

Perubahan dalam kemusnahan bahan organik dengan penurunan kepelbagaian spesies pemusnah (gambar teratas) dan pengeluar (gambar bawah). Jawatan pada paksi – seperti dalam angka sebelum ini. Garis tebal berwarna merah di atas imej mencerminkan penurunan kadar penguraian sisa tumbuhan dengan penurunan kepelbagaian dalam komuniti pemusnah. Lemak biru menumpahkan dalam angka bawah menunjukkan bahawa kadar penguraian daun hampir tidak bergantung kepada kepelbagaian mereka. Latar belakang kelabu – 95% selang keyakinan. Garis halusSeperti dalam angka sebelumnya, ini adalah nilai yang sama dengan tanda bertentangan. Di sebelah kanan graf – nilai min dan pelbagai perubahan di bawah pengaruh faktor lain: pengenalan spesies asing, eutrophication (dalam ekosistem akuatik), peningkatan kepekatan CO2, peningkatan keasidan. Gambar dari artikel dibincangkan di Alam

Kajian ini adalah kepentingan sebagai contoh pelbagai meta-analisis – percubaan untuk meringkaskan sejumlah besar eksperimen heterogen dalam mencari corak yang sama, yang selalu sangat kompleks dalam kajian persekitaran, di mana setiap objek mempunyai keperibadiannya sendiri.

Sebaliknya, penulis agak meyakinkan (sekurang-kurangnya berhubung dengan proses pengeluaran) menunjukkan bahawa pengurangan kepelbagaian spesies dalam ekosistem boleh bertindak sebagai faktor yang bertindak secara bebas, dari segi pengaruh ke atas parameter utama yang setanding dengan faktor-faktor global yang lain dalam transformasi persekitaran semula jadi.

Sumber: David U. Hooper, E. Carol Adair, Bradley J. Cardinale, Jarrett E. K. Byrnes, Bruce A. Hungate, Kristin L. Matulich, Andrew Gonzalez, J. Emmett Duffy, Lars Gamfeldt, Mary I. O'Connor. Sintesis global mendedahkan pemacu perubahan ekosistem // Alam. 2012. V. 486. P. 105-109. Doi: 10.1038 / nature11118.

Lihat juga:
1) Keanekaragaman hayati perlu dan mencukupi, "Elemen", 12.27.2005.
2) Kesan pemanasan global terhadap tumbuh-tumbuhan boleh diuji secara eksperimen, "Elemen", 12.02.2007.
3) Menjelang akhir abad ini burung akan menjadi lebih kecil, "Unsur", 06/14/2007.
4) Risiko kepupusan spesies langka mungkin lebih besar dari yang kita fikirkan, "Unsur", 04.07.2008.
5) Dalam komuniti yang pelbagai, haiwan kurang cenderung untuk mati, "Elements", 05/13/2009.
6) Senarai spesis yang termasuk di dalam Buku Merah harus secara radikal diperluas, "Elements", 13.04.2010.
7) Semakin banyak spesies vertebrata semakin pupus, "Unsur", 12/27/2010.
8) Kepupusan spesies akibat pemusnahan habitat mereka adalah lebih lambat daripada yang dijangkakan, "Unsur", 05/30/2011.
9) Bagaimana untuk memelihara kepelbagaian biologi dalam iklim yang berubah?, "Elemen", 04/29/2011.

Vadim Mokievsky


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: