Skip to main content
Global

9.1: تنوع النظام البيئي

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    169155

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    يتضمن قياس التنوع البيولوجي على نطاق واسع قياس تنوع النظام البيئي وعدد النظم البيئية المختلفة على الأرض أو في منطقة جغرافية وكذلك وفرتها النسبية (الشكل\(\PageIndex{a}\)). فقدان النظام البيئي يعني فقدان التفاعلات بين الأنواع وفقدان الإنتاجية البيولوجية التي يمكن للنظام البيئي خلقها. مثال على نظام بيئي منقرض إلى حد كبير في أمريكا الشمالية هو النظام البيئي للبراري (الشكل\(\PageIndex{a}\)). كانت البراري ذات يوم تمتد إلى وسط أمريكا الشمالية من الغابة الشمالية في شمال كندا وصولاً إلى المكسيك. لقد اختفت جميعها تقريبًا، واستبدلت بحقول المحاصيل وأراضي المراعي والزحف العمراني في الضواحي. بقيت العديد من الأنواع على قيد الحياة، لكن النظام البيئي عالي الإنتاجية الذي كان مسؤولاً عن إنشاء التربة الزراعية الأكثر إنتاجية لدينا قد اختفى الآن. ونتيجة لذلك، يتم الآن استنزاف تربتها ما لم تتم صيانتها بشكل مصطنع بتكلفة كبيرة.

    سمكتان من أسماك المحيط الهادئ ذات السرج المزدوج وسط خلفية من الشعاب المرجانية في فلين ريف، موقع الغوص في ملاعب التنس.

    مرج متدحرج لا يحتوي إلا على عشب بني طويل بقدر ما تراه العين
    الشكل\(\PageIndex{a}\): يتيح تنوع النظم البيئية على الأرض - من الشعاب المرجانية (أعلى) إلى البراري (القاع) - وجود تنوع كبير في الأنواع. الصورة العلوية من وايز هوك واي لوم (CC-BY-SA). تم تعديل الصورة السفلية من جيم مينيراث، USFWS.

    تعد إنتاجية التربة الموصوفة أعلاه مثالاً على خدمة النظام البيئي. هذه هي المنتجات والعمليات المرتبطة بالنظم البيولوجية وهي ذات قيمة هائلة بشكل مباشر أو غير مباشر لرفاهية الناس. بعض خدمات النظام البيئي هي عمليات مثل تنظيم المناخ والفيضانات والأمراض. تعد دورة المغذيات والتلقيح وتنظيم آفات المحاصيل من خدمات النظام البيئي المهمة لإنتاج الغذاء (انظر مربع إنتاج الغذاء وخدمات النظام البيئي أدناه). توفر دورة المياه المياه العذبة، وتضيف عملية التمثيل الضوئي الأكسجين إلى الهواء. خدمات النظام البيئي الأخرى هي الإمدادات البشرية بما في ذلك الغذاء والوقود والألياف (مثل القطن للملابس أو الأخشاب). الأدوية هي شرط مهم آخر (انظر أهمية تنوع الأنواع). علاوة على ذلك، تسمح النظم البيئية الصحية بالأنشطة الترفيهية، مثل المشي لمسافات طويلة والتجديف والتخييم، والفرص التعليمية، مثل الرحلات الميدانية. الطبيعة هي أيضًا أساس جزء كبير من القيم الجمالية والروحية التي تحتفظ بها العديد من الثقافات.

    في عام 1997، قدر روبرت كوستانزا وزملاؤه القيمة السنوية لخدمات النظام البيئي بـ 33 تريليون دولار (53 تريليون دولار في عام 2019)، ويعتبر الكثيرون هذا استخفافًا. للمقارنة، بلغ الناتج المحلي الإجمالي للولايات المتحدة في عام 2020 21 تريليون دولار. قد يكون تقييم خدمات النظام الإيكولوجي أمرًا صعبًا، خاصة بالنسبة لتلك الخدمات التي هي عمليات وليست مخصصات. إحدى الإستراتيجيات هي حساب تكلفة الاستبدال. على سبيل المثال، كم ستكون تكلفة السيطرة على مجموعة الآفات إذا لم يتم تنظيمها من خلال العمليات الطبيعية؟ \(\PageIndex{b}\)يوضح الشكل قيمة بعض خدمات النظام البيئي.

    توضح الغابات والأسماك والغواصين قيمة خدمات النظام البيئي الثلاث.
    الشكل\(\PageIndex{b}\): قيمة ثلاث خدمات للنظام البيئي. السؤال، «ما هي تكلفة خدمات النظام البيئي؟» تمت الإجابة عليه جزئيًا في تقرير TEEB (اقتصاديات النظم البيئية والتنوع البيولوجي) لعام 2010. تبلغ قيمة التخفيف من غازات الاحتباس الحراري (الذي يحد من تغير المناخ) الذي توفره الغابات 3.7 تريليون دولار. وقد أضرت مصايد الأسماك غير المستدامة بتوافر الأسماك، بتكلفة 50 مليار دولار. تبلغ قيمة خدمات الشعاب المرجانية، مثل السياحة، 30 مليون دولار. القيم بدولارات عام 2010. لا يتم احتساب أي من هذه القيم حاليًا في الاقتصاد العالمي. بيانات من التقرير التجميعي لاقتصاديات النظم البيئية والتنوع البيولوجي. الصورة من تحديات المستقبل (CC-BY-SA).

    إنتاج الغذاء وخدمات النظام البيئي

    يعتمد إنتاج الغذاء على العديد من خدمات النظام البيئي المتفاعلة. تحتوي معظم أنواع التربة على تنوع كبير من الكائنات الحية التي تحافظ على دورات المغذيات، وتحلل المواد العضوية إلى مركبات مغذية تحتاجها المحاصيل للنمو. تحافظ هذه الكائنات الحية أيضًا على نسيج التربة الذي يؤثر على ديناميكيات الماء والأكسجين في التربة الضرورية لنمو النبات. إن استبدال عمل هذه الكائنات في تكوين التربة الصالحة للزراعة (الصالحة للزراعة) ليس ممكنًا عمليًا. تحدث داخل النظم البيئية، مثل النظم البيئية للتربة، نتيجة للأنشطة الأيضية المتنوعة للكائنات الحية التي تعيش هناك، ولكنها توفر فوائد لإنتاج الغذاء البشري، وتوافر مياه الشرب، والهواء القابل للتنفس.

    خدمات النظام البيئي الرئيسية الأخرى المتعلقة بإنتاج الغذاء هي التلقيح النباتي ومكافحة آفات المحاصيل. تشير التقديرات إلى أن تلقيح نحل العسل داخل الولايات المتحدة يجلب 1.6 مليار دولار سنويًا؛ تساهم الملقحات الأخرى بما يصل إلى 6.7 مليار دولار. يحتاج أكثر من 150 محصولًا في الولايات المتحدة إلى التلقيح للإنتاج. تتم إدارة العديد من مجموعات نحل العسل من قبل مربي النحل الذين يؤجرون خدمات خلايا النحل للمزارعين. تعاني مجموعات نحل العسل في أمريكا الشمالية من خسائر كبيرة بسبب متلازمة تعرف باسم اضطراب انهيار المستعمرة، وهي ظاهرة ذات أسباب معقدة ومتفاعلة.

    تشمل الملقحات الأخرى مجموعة متنوعة من أنواع النحل الأخرى والحشرات والطيور المختلفة. من شأن فقدان هذه الأنواع أن يجعل زراعة المحاصيل التي تتطلب التلقيح أمرًا مستحيلًا، مما يزيد من الاعتماد على المحاصيل الأخرى. وجدت دراسة أجرتها كلير كريمين وزملاؤها عام 2002 أن الملقحات المحلية في وسط كاليفورنيا (تلك التي حدثت تاريخيًا هناك؛ الشكل\(\PageIndex{c}\) و د) قدمت التلقيح الكامل لمحاصيل البطيخ. كان هذا صحيحًا فقط في المزارع العضوية التي كانت تقع بالقرب من الموائل الطبيعية لهذه الملقحات، مما يسلط الضوء على أهمية ممارسات الزراعة المستدامة والحفاظ على الموائل في الحفاظ على خدمات النظام البيئي. بشكل أساسي، في نظام بيئي صحي، ألغت الملقحات المحلية الحاجة إلى خلايا نحل العسل المستأجرة. لاحظ أنه على الرغم من أن نحل العسل له قيمة في البيئة الزراعية، إلا أنه ليس موطنًا لأمريكا الشمالية ويمكن أن يعطل النظم البيئية من خلال التنافس مع النحل المحلي.

    تتغذى نحلة غامضة باللونين الأسود والأصفر على أزهار أرجوانية صغيرة مرتبة في كرة
    الشكل\(\PageIndex{c}\): نحلة كاليفورنيا الطنانة (Bombus californicus) هي واحدة من العديد من الحشرات المحلية التي قدمت تلقيح البطيخ في دراسة Kremen والزملاء. الصورة من رودودندريتس (CC-BY-SA).
    نحلة بستان زرقاء ذات جسم معدني قوي تجلس على ورقة ميتة.
    الشكل\(\PageIndex{d}\): يعتبر نحل ماسون من الملقحات الفعالة، والعديد منها موطنه أمريكا الشمالية. الصورة من روبرت إنجلهاردت (CC-BY-SA).

    أخيرًا، يتنافس البشر على طعامهم مع آفات المحاصيل، ومعظمها من الحشرات. تتحكم المبيدات في هؤلاء المنافسين، لكنها مكلفة وتفقد فعاليتها بمرور الوقت مع تكيف مجموعات الآفات. كما أنها تؤدي إلى أضرار جانبية عن طريق قتل الأنواع غير الحشرية وكذلك الحشرات المفيدة مثل نحل العسل، والمخاطرة بصحة العمال الزراعيين والمستهلكين. علاوة على ذلك، قد تهاجر هذه المبيدات من الحقول التي يتم استخدامها فيها وتلحق الضرر بالنظم البيئية الأخرى مثل الجداول والبحيرات وحتى المحيط (انظر الزراعة الصناعية وعلم السموم البيئية). يعتقد علماء البيئة أن الجزء الأكبر من العمل في إزالة الآفات يتم بالفعل بواسطة الحيوانات المفترسة والطفيليات لتلك الآفات، ولكن لم يتم دراسة التأثير جيدًا. وجدت مراجعة أنه في 74 بالمائة من الدراسات التي بحثت عن تأثير تعقيد المناظر الطبيعية (الغابات والحقول البور بالقرب من حقول المحاصيل) على الأعداء الطبيعيين للآفات، كلما زاد التعقيد، زاد تأثير الكائنات الحية التي تقمع الآفات. وجدت دراسة تجريبية أخرى أن إدخال أعداء متعددين لحشرات البازلاء (آفة البرسيم المهمة) أدى إلى زيادة محصول البرسيم بشكل كبير. تظهر هذه الدراسة أن مجموعة متنوعة من الآفات أكثر فعالية في المكافحة من آفة واحدة. إن فقدان التنوع في أعداء الآفات سيجعل حتمًا زراعة الغذاء أكثر صعوبة وتكلفة. يواجه عدد السكان المتزايد في العالم تحديات كبيرة في التكاليف المتزايدة والصعوبات الأخرى المرتبطة بإنتاج الغذاء.

    المراجع

    كوستانزا، آر، دارج، آر، دي جروت، آر وآخرون. قيمة خدمات النظام البيئي في العالم ورأس المال الطبيعي. الطبيعة 387، 253-260 (1997). DOI

    تلقيح محاصيل Kremen و C. و Williams و N. M. و Thorp, R. W. من النحل المحلي المعرض لخطر التكثيف الزراعي. PNAS 99، 6812-16816 (2002). DOI

    الإسناد

    تم تعديله بواسطة Melissa Ha من المصادر التالية: