Біотопна мережа - біологія

Біотопна мережа або Біотопні мережі це створення мережі (індивідуального)Біотопи, що забезпечує виживання певних видів. Біотопна мережа надається, коли існує функціональний контакт між біотопами (середовища існування), що забезпечує мережу між популяціями організмів у формі систем взаємозв’язків. Це працює тоді, коли територія між подібними середовищами проживання може бути подолана організмами, щоб можливий взаємний обмін особинами.

мережа

У Німеччині біотопні мережі та мережі біотопів є серед інших. Ціль, спрямована на Федеральний закон про охорону природи (§21). [1]

Значення мережі у життєвому циклі

Особливо в зоологічній зоні значення біотопної мережі для певних окремих видів базується на її важливості в життєвому циклі виду. Розрізняють [2] [3]:

Хоча перший і другий випадки порівняно легко зрозуміти, для третього випадку потрібні додаткові обґрунтування. Зазвичай припускають, що обмеження розпорошення, здається, не матимуть явних наслідків у короткостроковій перспективі, але що в довгостроковій перспективі наслідки відсутності біотопної мережі будуть в першу чергу наслідком цього. У випадку з рослинами важливим є лише третій шлях.

Екологічні основи

Вимога до мережі біотопів ґрунтується, з одного боку, на модельних твердженнях, похідних від екологічної теорії, з іншого боку, на емпіричних спостереженнях, тобто Тематичні дослідження, що вивчають виживання популяцій у більш-менш ізольованих місцях проживання.

Острівна теорія

Теорія островів була перенесена рано з океанічних островів до ізольованих спеціальних біотопів, що можна трактувати як острови середовища існування в "океані", ворожому для виживання розглянутого виду. Це призводить до ряду передбачень, деякі з яких підтверджені експериментально.

  • Якщо розмір острова середовища існування зменшується, численні види відмирають, навіть якщо якість середовища існування решти території зовсім не погіршується ("розслаблення"). У перехідний період острів має видовий звис, який поступово приречений на вимирання. Які види насправді виживають, частково залежить від випадковості. У охороні природи також говориться про "борг вимирання". Для заяви пор. Б. [6] та [7]
  • Якщо решта островів середовища проживання знаходяться настільки далеко, що нова колонізація "порожніх" островів неможлива або вкрай неймовірна (швидкість колонізації нульова), рано чи пізно всі види на всіх островах вимруть. (Вони виживають лише на дуже великих островах і континентах. Вони настільки великі, що у них безліч незалежних популяцій, а чисельність їх популяції настільки висока, що стохастичний ризик вимирання падає майже до нуля).
  • Якщо швидкість колонізації островів середовища існування можна збільшити, більше видів може вижити, хоча ні розмір, ні якість островів середовища існування не зросли.

Метапопуляції

Метапопуляція описує мережу окремих популяцій (субпопуляцій), які частково, але не повністю, ізольовані одна від одної. Субпопуляції взаємодіють між собою завдяки обміну особинами. Вищезазначені твердження островної теорії можна так само легко отримати з популяційно-біологічного підходу. Однак є й інші гіпотези.

Фінський популяційний біолог Ілкка Ханскі висунув впливову теорію, яка враховує, що чисельність популяції виду включається двічі при колонізації островів або часткових біотопів (зазвичай англійська: ділянки середовища існування); це збільшує швидкість колонізації та зменшує швидкість вимирання [8]. Це призводить до бімодального розподілу частоти в його моделі: кілька загальних видів, які він називає "основними видами", є на всіх островах. Більшість видів ("види-супутники") рідше, ніж можна було б очікувати від чисто випадкового розподілу. Завдяки цьому зв’язку кількість видів збільшується повільніше із збільшенням кількості островів. Тільки "основні види" присутні майже на всіх островах.

Голландський еколог Пітер Дж. Ден Бур протягом багатьох років досліджував вплив дисперсії на фауну наземних жуків фрагментів голландського вересу [9] [10]. У цих хижих жуків, що живуть у землі, є летючі види, непролітні види та види, в яких деякі особини здатні літати (крило-диморфні види). Йому вдалося показати, що кількість видів в ізольованих фрагментах вересу в довгостроковій перспективі зменшується. Крім того, серед решти зменшується частка літаючих особин. Ден Бур трактує це як еволюційну тенденцію, обумовлену островом. Ізолюючи фрагменти вересу, ймовірність успішної імміграції зменшується. Це дає видам, які більше не інвестують у (енергетично дорогий) льотний апарат, у короткостроковій перспективі. Однак у довгостроковій перспективі майже всі види приречені на зникнення в довгостроковій перспективі.

Збереження генетичної мінливості видів також має важливе значення у підході до метапопуляції. На невеликих островах та в популяціях, що нещодавно були створені кількома колонізаторами, мінливість обов'язково набагато нижча, ніж на великих ("ефект засновника"). Він збільшується за рахунок імміграції осіб з інших груп населення. Цей ефект також суттєвий, коли ці іммігранти потрапляють на острів, на якому все ще живе цей вид. Втрата генетичної мінливості значно збільшує ризик зникнення виду, оскільки його пластичність реагувати на зміни середовища існування може бути втрачена. Якщо популяція знову збільшується після майже знищення, ця популяція є набагато більш сприйнятливою, ніж вихідна ("генетичне вузьке місце").

Для дуже рухливих видів тварин, напр. Б. у багатьох видів птахів модель метапопуляції на практиці не має сенсу. Тут люди можуть легко переключатися між віддаленими куточками світу. Через частий обмін вони утворюють єдине чисельне населення.

Крайові ефекти

Крайові ефекти описують вплив навколишнього ландшафту на біотопні острови. На відміну від океанічних островів, біотопні острови перебувають у значно подібнішому середовищі. Крайові ефекти виникають тут кількома способами. З одного боку, інтенсивне землекористування також впливає на заповідні біотопні острови z. Б. пестициди або добрива можна вдувати і мити. Тому значення дуже малих або вузьких біотопних островів на практиці іноді значно зменшується. Інший вид граничного ефекту походить від видового запасу сільськогосподарського ландшафту, який (на відміну від океанічних видів між справжніми островами) може також колонізувати біотопні острови. Захист природи намагається протидіяти крайовим ефектам шляхом встановлення буферних зон. У мережі біотопів вони повинні враховуватися, щоб мати можливість оцінити ефективність біотопних островів та коридорів.

Крайові ефекти на рівні популяції можуть бути передбачені охороною природи за певних обставин. У цих випадках мережа лінійних біотопів (що охороняються або щойно створені) не повинна в першу чергу поєднувати між собою природні біотопні острови, а навпаки, покращувати значення сільськогосподарського ландшафту, надаючи притулки або часткові місця існування для самих видів сільськогосподарського ландшафту (пор. Наприклад, [11]) Хоча ця мета може бути законною та здійсненною, аргументація часом стає настільки розмитою на практиці, що навряд чи можливо визначити, якою має бути фактична мета мережі біотопів.

Ефекти краю можуть бути ефективними в більших масштабах, ніж інтуїтивно часто вважають. Дослідження в Новій Зеландії показали, що навіть на невеликих жуках, що мешкають на землі, виявлявся вплив на фауну на відстані одного кілометра від межі заповідної зони [12]. Природно, слід очікувати сильніших наслідків для видів, які регулярно перетинають межі заповідної зони, наприклад B. Хижаки [13]. На додаток до негативних, фактично доведено також позитивні граничні ефекти: можливо збагачення сусідніх біотопів видами [14]. У проточних водах Німеччини робляться спроби використати цей ефект під назвою "радіаційний ефект", хоча надійні емпіричні докази його ефективності все ще очікуються.

Форми мережі біотопів

Будівництво зелених мостів можна побачити у зв'язку зі стратегією мережі біотопів, яка починається не стільки з островів, скільки з просторів між ними. Цільові заходи призначені для збільшення проникності ландшафту між біотопними островами (здебільшого "зв’язок"). Хоча ця стратегія була б добре обґрунтована відповідно до теорій екології, на практиці є дуже значні проблеми, якщо z. Б. необхідна екстенсифікація сільськогосподарських земель. На практиці цей підхід ще не відіграє певної ролі (крім випадків, коли йдеться про подолання лінійних перешкод, особливо доріг).

Особливим випадком мережі біотопів, який зазвичай розглядається окремо від іншого обговорення, є зняття ізоляції ділянок проточної води, напр. Б. водосховищами, гідроелектростанціями, водосховищами чи водопровідними шляхами. Тут говориться про "екологічну безперервність" вод. Якщо прохідність відсутня, z. Б. Мігруючі види риб не досягають верхів’їв води, що насправді було б придатним для проживання. Проблеми можуть виникнути і у видів безхребетних, оскільки ділянки водойми не можуть бути заселені повторно після подій вимирання. Прийнявши Європейську рамкову директиву про води, держави-члени взяли на себе зобов'язання відновити екологічну безперервність усіх проточних вод, де це можливо. Типові заходи щодо встановлення прохідності включають, наприклад. Б. будівництво риб’ячих сходів («риб’ячих сходів») на гідроелектростанціях і водозбірних колодязях, будівництво обвідних каналів («об’їзних шляхів») або демонтаж трубопроводів і падінь (стрибки на підлогу).

Застосування в охороні природи та ландшафтному плануванні

Попит на мережу біотопів посилився лише в дискусіях щодо охорони природи з 1980-х років. До цього охорона природи була зосереджена на збереженні особливо цінних окремих біотопів. Через його обмежений соціальний вплив він, мабуть, не мав іншого вибору на практиці. Природоохоронці усвідомлювали важливість мережі біотопів головним чином завдяки зменшенню придатності "нормального" сільськогосподарського ландшафту через більш інтенсивні методи виробництва. Це все чіткіше дало зрозуміти, що більшість видів у невеликих природних заповідниках неможливо зберегти в довгостроковій перспективі самостійно. Під час міжнародної дискусії тема була порушена в зусиллях щодо збереження природних середовищ існування, що перебувають під загрозою зникнення, напр. B. тропічний ліс, гострий. Дебати щодо розміру та розміщення заповідних територій відбулись у професійному світі, що узагальнено під загальною фразою SLOSS ("один великий або кілька малих"). На сьогоднішній день значення мережі біотопів в офіційному та добровільному збереженні природи є загальновизнаним.

Успіхи в практичних заходах щодо впровадження мережі біотопів досі є суперечливими. Мережа біотопів стала модою та крилатою фразою, особливо на початку 1990-х, що досить закрило актуальну проблему. Зокрема, існує тенденція втрачати з виду той факт, що мережа "біотопів" насправді повинна представляти лише скорочене позначення мережі популяцій видів тварин і рослин при здійсненні планування. Контекст часом втрачається на практиці через визначення абстрактних "типів біотопів".

Просування лінійних біотопів в аграрному ландшафті

Мають особливе значення в мережі біотопів Лінійні біотопи в орному ландшафті. Біотопи лінії включають смуги полів поля, струмки, кам’яні стіни, набережні, стежки та узбіччя доріг, живоплоти, проспекти та річки. Лінійні біотопи сприяють різноманіттю та взаємозв'язку островоподібних біотопів, особливо в сильно очищеному ландшафті, в якому майже немає лісів та лугів.

Просування великомасштабної мережі біотопів

Національна стратегія зв’язку біотопів була вперше розроблена в Німеччині в резолюції Міністерської конференції з питань просторового планування 27 листопада 1992 року. Робоча група за участю Федерального агентства з охорони природи розробила технічну стратегію [16]. В Європейському Союзі тема обговорюється поглиблено під загальною фразою "зелена інфраструктура" з 2008 року (короткий виклад попередніх підходів у [17]). Зелений пояс Німеччини - це поточний проект широкомасштабного лінійного з'єднання різних біотопів, який є частиною європейської ініціативи "Європейський зелений пояс" [18]. Нідерланди близько 20 років прагнуть до створення національної мережі біотопів під назвою "Ecologische Hoofdstructuur" (EHS) [19]. У Франції з 2008 року шукають дві підключені мережі захищених територій під назвою "Trame verte et bleue" (TVB).

У 2007 році Німецький союз охорони природи (NABU) розробив національну стратегію "федерального плану маршруту пустелі", перш за все для протидії ефекту роздробленості автострад [20]. Федерація охорони навколишнього середовища та природи Німеччини BUND створила план шляху до диких котів спеціально для цільових видів диких кішок [21], який він реалізував у кількох проектах, наприклад Б. у Тюрінгії, прагне.

Політична реалізація

У німецькій землі Баден-Вюртемберг чинний державний міністр у справах сільських районів та захисту прав споживачів у Баден-Вюртемберзі Олександр Бонде (Bündnis 90/Die Grünen Baden-Württemberg) представив концепцію мережевих біотопів у штаті в квітні 2012 року. [22]

Недоліки та критика мережі біотопів

Біотопна мережа як стратегія збереження природи, як правило, вважається обґрунтованою та визнаною. Тим не менше, у багатьох окремих випадках заява критикується.

Більш загальна критика приходить до висновку, що успіх численних раніше впроваджених мереж біотопів був сумнівним чи невизначеним. Через дефіцит природоохоронних ресурсів вони були витрачені даремно і краще інвестували в пряме збереження високоякісних біотопів. Більшість природоохоронців не вважають цю критику виправданою. Тим не менш, слід зазначити, що конкретний успіх заходів зв’язування біотопів (як і всіх заходів з охорони природи) повинен бути перевірений та за необхідності покращений. Незважаючи на те, що вдалося довести ефект коридорів під час ретельних досліджень [23], фактична невдача численних заходів, які мали підтримувати мережу біотопів, на жаль, добре задокументована.

Крім того, проблеми з мережами біотопів є вірогідними в окремих випадках.

  • Мережа дозволяє епідеміям та патогенам швидше поширюватися. У проточних водах z. B. збереження залишків, що вимагаються, реліктові випадки місцевих благородних раків (Astacus astacus) до цього часу захищали від ракової чуми.
  • Біотопні коридори можуть запобігти поширенню небажаних видів, наприклад B. neophytes та neozoa, а також цільових видів. Це може мати гомогенізуючий ефект.
  • Мережа біотопів може сприяти міграції особин в неоптимальні середовища існування, які діють як поглинання популяції, а отже послаблюють популяцію, яку потрібно зберегти.
  • Фактична біологія та швидкість поширення багатьох видів маловідомі. Це означає, що проектування біотопних коридорів часто може здійснюватися лише на основі припущень. В окремих випадках житлові приміщення, які насправді не потребують об’єднання в мережу, можуть бути об’єднані в мережу.

Біотопні мережі та зміна клімату

Як додатковий аргумент на користь мереж біотопів, пом'якшення наслідків (в основному "пом'якшення наслідків") наслідків техногенних змін клімату цитується в дебатах приблизно з 2005 року [24] [25]. Через кліматичні зміни численні біотопи змінюються таким чином, що вони, ймовірно, втратять частину своєї нинішньої видової популяції. Оскільки ареал майже всіх видів добре наочно корелює з кліматичними факторами, можна припустити, що загальний ареал багатьох видів зміниться. Вони втрачають більш-менш великі частини свого попереднього ареалу; однак вони могли б це компенсувати, розширивши їх деінде, наприклад Б. переміщаючи їх область на північ або вгору. Звичайно, це передбачає, що вони дійсно можуть досягти цієї нової (спочатку лише потенційної) області.

У цьому контексті обговорюється питання зміцнення мережі біотопів з метою забезпечення таких альтернативних коридорів та міграційних коридорів для видів, що перебувають під загрозою зникнення. Фактичних заходів у цьому контексті ще не вжито. Чи буде це взагалі багатообіцяючим, суперечливим у дослідженнях. В даний час в Нідерландах готується один із перших проектів, що об’єднує мережі біотопів та вплив клімату, „західноєвропейський кліматичний коридор” на Рейні (провінція Гелдерланд).