47.3: التهديدات للتنوع البيولوجي

المهارات اللازمة للتطوير

• تحديد التهديدات الكبيرة للتنوع البيولوجي
• شرح آثار فقدان الموائل والأنواع الغريبة والصيد على التنوع البيولوجي
• تحديد الآثار المبكرة والمتوقعة لتغير المناخ على التنوع البيولوجي

التهديد الأساسي للتنوع البيولوجي على كوكب الأرض، وبالتالي تهديد لرفاهية الإنسان، هو الجمع بين النمو السكاني البشري واستغلال الموارد. يحتاج السكان إلى موارد للبقاء والنمو، ويتم إزالة هذه الموارد بشكل غير مستدام من البيئة. أكبر ثلاثة تهديدات قريبة للتنوع البيولوجي هي فقدان الموائل، والإفراط في الحصاد، وإدخال الأنواع الغريبة. أول اثنين من هذه العوامل هما نتيجة مباشرة للنمو السكاني البشري واستخدام الموارد. النتيجة الثالثة هي زيادة التنقل والتجارة. السبب الرئيسي الرابع للانقراض، تغير المناخ البشري، لم يكن له تأثير كبير بعد، ولكن من المتوقع أن يصبح مهمًا خلال هذا القرن. تغير المناخ العالمي هو أيضًا نتيجة لاحتياجات السكان من الطاقة واستخدام الوقود الأحفوري لتلبية تلك الاحتياجات (الشكل\(\PageIndex{1}\)). القضايا البيئية، مثل التلوث السام، لها تأثيرات مستهدفة محددة على الأنواع، ولكن لا يُنظر إليها عمومًا على أنها تهديدات بحجم التهديدات الأخرى.

الشكل\(\PageIndex{1}\): تتقلب مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بطريقة دورية. ومع ذلك، فإن حرق الوقود الأحفوري في التاريخ الحديث تسبب في زيادة كبيرة في مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض، والتي وصلت الآن إلى مستويات لم يسبق لها مثيل في تاريخ البشرية. يتوقع العلماء أن إضافة «غاز الدفيئة» هذا إلى الغلاف الجوي سيؤدي إلى تغير المناخ الذي سيؤثر بشكل كبير على التنوع البيولوجي في القرن المقبل.

فقدان الموائل

يعتمد البشر على التكنولوجيا لتعديل بيئتهم واستبدال وظائف معينة كان يؤديها النظام البيئي الطبيعي في السابق. لا تستطيع الأنواع الأخرى القيام بذلك. سيؤدي القضاء على نظامهم البيئي - سواء كان غابة أو صحراء أو أرض عشبية أو مصبات مياه عذبة أو بيئة بحرية - إلى قتل الأفراد في هذا النوع. قم بإزالة الموطن بأكمله ضمن نطاق الأنواع، وما لم تكن واحدة من الأنواع القليلة التي تعمل بشكل جيد في البيئات التي صنعها الإنسان، فسوف تنقرض الأنواع. تسارع تدمير الإنسان للموائل في النصف الأخير من القرن العشرين. تأمل التنوع البيولوجي الاستثنائي في سومطرة: فهي موطن لنوع واحد من إنسان الغاب، وهو نوع من الأفيال المهددة بالانقراض بشكل خطير، ونمر سومطرة، ولكن نصف غابة سومطرة قد اختفت الآن. فقدت جزيرة بورنيو المجاورة، موطن الأنواع الأخرى من إنسان الغاب، مساحة مماثلة من الغابات. يستمر فقدان الغابات في المناطق المحمية في بورنيو. تم إدراج إنسان الغاب في بورنيو على أنه مهدد بالانقراض من قبل الاتحاد الدولي للحفاظ على الطبيعة (IUCN)، ولكنه ببساطة الأكثر وضوحًا بين آلاف الأنواع التي لن تنجو من اختفاء غابات بورنيو. تتم إزالة الغابات من أجل الأخشاب وزراعة مزارع زيت النخيل (الشكل\(\PageIndex{2}\)). يستخدم زيت النخيل في العديد من المنتجات بما في ذلك المنتجات الغذائية ومستحضرات التجميل والديزل الحيوي في أوروبا. كان تقدير لمدة خمس سنوات لفقدان الغطاء الحرجي العالمي للسنوات 2000-2005 هو 3.1 في المائة. ^{في المناطق الاستوائية الرطبة حيث يعود فقدان الغابات بشكل أساسي إلى استخراج الأخشاب، فُقد 272 ألف كيلومتر مربع من إجمالي عالمي يبلغ 11,564,000 كيلومتر مربع (أو 2.4 بالمائة).} في المناطق الاستوائية، تمثل هذه الخسائر بالتأكيد انقراض الأنواع بسبب المستويات العالية من التوطن.

الشكل\(\PageIndex{2}\): (أ) يوجد نوع واحد من إنسان الغاب، Pongo pygmaeus، فقط في الغابات المطيرة في بورنيو، والأنواع الأخرى من إنسان الغاب (Pongo abelii) موجودة فقط في الغابات المطيرة في سومطرة. هذه الحيوانات هي أمثلة على التنوع البيولوجي الاستثنائي لـ (ج) جزر سومطرة وبورنيو. تشمل الأنواع الأخرى (ب) النمر السومطري (Panthera tigris sumatrae) و (د) الفيل السومطري (Elephas maximus sumatranus)، وكلاهما من الأنواع المهددة بالانقراض بشكل خطير. تتم إزالة موائل الغابات المطيرة لإفساح المجال لمزارع نخيل الزيت مثل هذه المزرعة في مقاطعة صباح في بورنيو. (المرجع أ: تعديل عمل من تأليف ثورستن باتشنر؛ الائتمان ب: تعديل العمل من قبل ديك مودي؛ الائتمان ج: تعديل العمل من قبل وكالة المخابرات المركزية الأمريكية في كتاب الحقائق العالمية؛ الائتمان د: تعديل العمل من قبل «المنظمات غير الربحية» /فليكر؛ الائتمان الإلكتروني: تعديل عمل للدكتور ليان بين كوه)

الاتصال اليومي: منع تدمير الموائل باستخدام Wise Wood Choices

لا يتخيل معظم المستهلكين أن منتجات تحسين المنزل التي يشترونها قد تساهم في فقدان الموائل وانقراض الأنواع. ومع ذلك، فإن سوق الأخشاب الاستوائية التي يتم حصادها بشكل غير قانوني ضخم، وغالبًا ما تجد المنتجات الخشبية نفسها في بناء متاجر المستلزمات في الولايات المتحدة. تشير إحدى التقديرات إلى أن 10 في المائة من مجاري الأخشاب المستوردة في الولايات المتحدة، والتي تعد أكبر مستهلك للمنتجات الخشبية في العالم، من المحتمل أن يتم قطع الأشجار بشكل غير قانوني. في عام 2006، بلغ هذا 3.6 مليار دولار من المنتجات الخشبية. يتم استيراد معظم المنتجات غير القانونية من البلدان التي تعمل كوسطاء وليست من منتجي الخشب.

كيف يمكن تحديد ما إذا كان المنتج الخشبي، مثل الأرضيات، قد تم حصاده بشكل مستدام أو حتى قانوني؟ يصادق مجلس الإشراف على الغابات (FSC) على منتجات الغابات المحصودة بشكل مستدام، وبالتالي، فإن البحث عن شهادتها بشأن الأرضيات ومنتجات الأخشاب الصلبة الأخرى هو إحدى الطرق لضمان عدم أخذ الخشب بشكل غير قانوني من غابة استوائية. تنطبق الشهادة على منتجات محددة، وليس على المنتج؛ قد لا تحصل بعض منتجات المنتجين على شهادة بينما يتم اعتماد منتجات أخرى. في حين أن هناك شهادات أخرى مدعومة من الصناعة بخلاف FSC، إلا أنها غير موثوقة بسبب عدم الاستقلال عن الصناعة. نهج آخر هو شراء أنواع الأخشاب المحلية. في حين أنه سيكون من الرائع وجود قائمة بالمنتجات الخشبية القانونية مقابل المنتجات الخشبية غير القانونية، إلا أن الأمر ليس بهذه البساطة. تختلف قوانين قطع الأشجار وإدارة الغابات من بلد إلى آخر؛ فما هو غير قانوني في بلد ما قد يكون قانونيًا في بلد آخر. أين وكيف يتم حصاد المنتج وما إذا كانت الغابة التي يأتي منها يتم الحفاظ عليها بشكل مستدام، كل ذلك يأخذ في الاعتبار ما إذا كان المنتج الخشبي سيتم اعتماده من قبل FSC. من الجيد دائمًا طرح أسئلة حول مصدر المنتج الخشبي وكيف يعرف المورد أنه تم حصاده بشكل قانوني.

يمكن أن يؤثر تدمير الموائل على النظم البيئية الأخرى غير الغابات. تعتبر الأنهار والجداول من النظم البيئية المهمة ويتم تعديلها بشكل متكرر من خلال تطوير الأراضي ومن السدود أو إزالة المياه. يؤثر سد الأنهار على تدفق المياه والوصول إلى جميع أجزاء النهر. يمكن أن تؤدي أنظمة التدفق المختلفة إلى تقليل أو القضاء على المجموعات السكانية التي تتكيف مع هذه التغييرات في أنماط التدفق. على سبيل المثال، تم تطوير ما يقدر بنحو 91 في المائة من أطوال الأنهار في الولايات المتحدة: فهي تحتوي على تعديلات مثل السدود، لتوليد الطاقة أو تخزين المياه؛ السدود، لمنع الفيضانات؛ أو التجريف أو تغيير المسارات، لخلق أرض أكثر ملاءمة للتنمية البشرية. شهدت العديد من أنواع الأسماك في الولايات المتحدة، وخاصة الأنواع النادرة أو الأنواع ذات التوزيعات المقيدة، انخفاضًا بسبب السدود النهرية وفقدان الموائل. أكدت الأبحاث أن أنواع البرمائيات التي يجب أن تنفذ أجزاء من دورات حياتها في كل من الموائل المائية والبرية لديها فرصة أكبر للمعاناة من انخفاض عدد السكان والانقراض بسبب زيادة احتمال فقدان أحد موائلها أو الوصول بينها.

الحصاد الجائر

يشكل الحصاد المفرط تهديدًا خطيرًا للعديد من الأنواع، ولكن بشكل خاص للأنواع المائية. هناك العديد من الأمثلة على مصايد الأسماك التجارية المنظمة التي يرصدها علماء مصايد الأسماك التي انهارت مع ذلك. تعتبر مصايد سمك القد في غرب المحيط الأطلسي الانهيار الأخير الأكثر إثارة. في حين كانت مصايد الأسماك ذات إنتاجية كبيرة لمدة 400 عام، إلا أن إدخال سفن الصيد الحديثة في المصانع في الثمانينيات والضغط على مصايد الأسماك أدى إلى جعلها غير مستدامة. أسباب انهيار مصايد الأسماك ذات طبيعة اقتصادية وسياسية. تتم إدارة معظم مصايد الأسماك كمورد مشترك (مشترك) حتى عندما تقع منطقة الصيد داخل المياه الإقليمية للبلد. تخضع الموارد المشتركة لضغوط اقتصادية تُعرف باسم مأساة المشاعات حيث لا يوجد في الأساس أي صياد لديه دافع لممارسة ضبط النفس في حصاد مصايد الأسماك عندما لا تكون مملوكة لذلك الصياد. النتيجة الطبيعية لحصاد الموارد المشتركة هي الاستغلال المفرط لها. في حين يتم تنظيم مصايد الأسماك الكبيرة لمحاولة تجنب هذا الضغط، إلا أنها لا تزال موجودة في الخلفية. يتفاقم هذا الاستغلال المفرط عندما يكون الوصول إلى مصايد الأسماك مفتوحًا وغير منظم وعندما تمنح التكنولوجيا الصيادين القدرة على الصيد الجائر. في عدد قليل من مصايد الأسماك، يكون النمو البيولوجي للمورد أقل من النمو المحتمل للأرباح المحققة من الصيد إذا تم استثمار الوقت والمال في مكان آخر. في هذه الحالات - الحيتان هي مثال - ستتجه القوى الاقتصادية دائمًا نحو صيد السكان حتى الانقراض.

رابط إلى التعلم

استكشف الخريطة التفاعلية لخدمة الأسماك والحياة البرية الأمريكية للموائل الهامة للأنواع المهددة بالانقراض والمهددة بالانقراض في الولايات المتحدة. للبدء، حدد «قم بزيارة مخطط الخرائط عبر الإنترنت».

في معظم الأحيان، لا يعادل انقراض المصايد الانقراض البيولوجي - فالأسماك الأخيرة من الأنواع نادرًا ما يتم اصطيادها من المحيط. في الوقت نفسه، لا يزال انقراض مصايد الأسماك ضارًا بأنواع الأسماك ونظمها البيئية. هناك بعض الحالات التي يكون فيها الانقراض الحقيقي ممكنًا. تمتلك الحيتان أعدادًا بطيئة النمو وهي معرضة لخطر الانقراض الكامل من خلال الصيد. هناك بعض أنواع أسماك القرش ذات التوزيعات المقيدة المعرضة لخطر الانقراض. أسماك الهامور هي مجموعة أخرى من الأسماك بطيئة النمو بشكل عام والتي تضم في منطقة البحر الكاريبي عددًا من الأنواع المعرضة لخطر الانقراض بسبب الصيد الجائر.

الشعاب المرجانية هي أنظمة بيئية بحرية متنوعة للغاية تواجه خطرًا من عدة عمليات. تعد الشعاب المرجانية موطنًا لثلث أنواع الأسماك البحرية في العالم - حوالي 4000 نوع - على الرغم من أنها تشكل 1 في المائة فقط من الموائل البحرية. يتم تخزين معظم الأحياء البحرية المنزلية بالكائنات الحية التي يتم صيدها في البرية، وليس الكائنات المستزرعة. على الرغم من عدم وجود نوع معروف بانقراض الأنواع بسبب تجارة الحيوانات الأليفة في الأنواع البحرية، إلا أن هناك دراسات تظهر أن أعداد بعض الأنواع قد انخفضت استجابة للحصاد، مما يشير إلى أن الحصاد ليس مستدامًا عند هذه المستويات. هناك مخاوف بشأن تأثير تجارة الحيوانات الأليفة على بعض الأنواع الأرضية مثل السلاحف والبرمائيات والطيور والنباتات وحتى إنسان الغاب.

لحم الأدغال هو المصطلح العام المستخدم للحيوانات البرية التي تُقتل من أجل الغذاء. يُمارس الصيد في جميع أنحاء العالم، ولكن يُعتقد أن ممارسات الصيد، خاصة في أفريقيا الاستوائية وأجزاء من آسيا، تهدد العديد من الأنواع بالانقراض. تقليديًا، كان يتم صيد لحوم الأدغال في إفريقيا لإطعام العائلات بشكل مباشر؛ ومع ذلك، أصبح لحم الأدغال متاحًا حاليًا في متاجر البقالة، مما أدى إلى زيادة معدلات الحصاد إلى مستوى عدم الاستدامة. بالإضافة إلى ذلك، أدى النمو السكاني البشري إلى زيادة الحاجة إلى الأطعمة البروتينية التي لا يتم تلبيتها من الزراعة. الأنواع المهددة بتجارة لحوم الأدغال هي في الغالب من الثدييات بما في ذلك العديد من الرئيسيات التي تعيش في حوض الكونغو.

الأنواع الغريبة

الأنواع الغريبة هي الأنواع التي تم إدخالها عن قصد أو عن غير قصد من قبل البشر إلى نظام بيئي لم تتطور فيه. من المحتمل أن تحدث هذه المقدمات بشكل متكرر كظواهر طبيعية. على سبيل المثال، تم إدخال كودزو (Pueraria lobata)، التي تنتمي إلى اليابان، إلى الولايات المتحدة في عام 1876. تم زراعته لاحقًا للحفاظ على التربة. من الصعب جدًا أن تنمو بشكل جيد جدًا في جنوب شرق الولايات المتحدة - حتى قدم واحدة يوميًا. وهي الآن من أنواع الآفات وتغطي أكثر من 7 ملايين فدان في جنوب شرق الولايات المتحدة. إذا كان النوع الذي تم إدخاله قادرًا على البقاء في موطنه الجديد، فإن هذا الإدخال ينعكس الآن في النطاق الملحوظ للأنواع. أدى النقل البشري للأشخاص والسلع، بما في ذلك النقل المتعمد للكائنات الحية للتجارة، إلى زيادة كبيرة في إدخال الأنواع إلى النظم البيئية الجديدة، وأحيانًا على مسافات تتجاوز بكثير قدرة الأنواع على السفر بنفسها وخارج نطاق الأنواع» الحيوانات المفترسة الطبيعية.

ربما تفشل معظم عمليات إدخال الأنواع الغريبة بسبب قلة عدد الأفراد الذين تم إدخالهم أو ضعف التكيف مع النظام البيئي الذي يدخلونه. ومع ذلك، تمتلك بعض الأنواع تعديلات مسبقة يمكن أن تجعلها ناجحة بشكل خاص في نظام بيئي جديد. غالبًا ما تخضع هذه الأنواع الغريبة لزيادات سكانية كبيرة في بيئتها الجديدة وتعيد ضبط الظروف البيئية في البيئة الجديدة، مما يهدد الأنواع الموجودة هناك. لهذا السبب، تسمى الأنواع الغريبة أيضًا الأنواع الغازية. يمكن أن تهدد الأنواع الغريبة الأنواع الأخرى من خلال التنافس على الموارد أو الافتراس أو المرض.

رابط إلى التعلم

استكشف قاعدة بيانات عالمية تفاعلية للأنواع الغريبة أو الغازية.

البحيرات والجزر معرضة بشكل خاص لتهديدات الانقراض من الأنواع المدخلة. في بحيرة فيكتوريا، كما ذكرنا سابقًا، كان الإدخال المتعمد لفرخ النيل مسؤولاً إلى حد كبير عن انقراض حوالي 200 نوع من البلطي. الإدخال العرضي لثعبان الشجرة البنية عبر الطائرات (الشكل\(\PageIndex{3}\)) from the Solomon Islands to Guam in 1950 has led to the extinction of three species of birds and three to five species of reptiles endemic to the island. Several other species are still threatened. The brown tree snake is adept at exploiting human transportation as a means to migrate; one was even found on an aircraft arriving in Corpus Christi, Texas. Constant vigilance on the part of airport, military, and commercial aircraft personnel is required to prevent the snake from moving from Guam to other islands in the Pacific, especially Hawaii. Islands do not make up a large area of land on the globe, but they do contain a disproportionate number of endemic species because of their isolation from mainland ancestors.

Figure \(\PageIndex{3}\): The brown tree snake, Boiga irregularis, is an exotic species that has caused numerous extinctions on the island of Guam since its accidental introduction in 1950. (credit: NPS)

It now appears that the global decline in amphibian species recognized in the 1990s is, in some part, caused by the fungus Batrachochytrium dendrobatidis, which causes the disease chytridiomycosis (Figure \(\PageIndex{4}\)). There is evidence that the fungus is native to Africa and may have been spread throughout the world by transport of a commonly used laboratory and pet species: the African clawed toad (Xenopus laevis). It may well be that biologists themselves are responsible for spreading this disease worldwide. The North American bullfrog, Rana catesbeiana, which has also been widely introduced as a food animal but which easily escapes captivity, survives most infections of Batrachochytrium dendrobatidis and can act as a reservoir for the disease.

Figure \(\PageIndex{4}\): This Limosa Harlequin Frog (Atelopus limosus), an endangered species from Panama, died from a fungal disease called chytridiomycosis. The red lesions are symptomatic of the disease. (credit: Brian Gratwicke)

Early evidence suggests that another fungal pathogen, Geomyces destructans, introduced from Europe is responsible for white-nose syndrome, which infects cave-hibernating bats in eastern North America and has spread from a point of origin in western New York State (Figure \(\PageIndex{5}\)). The disease has decimated bat populations and threatens extinction of species already listed as endangered: the Indiana bat, Myotis sodalis, and potentially the Virginia big-eared bat, Corynorhinus townsendii virginianus. How the fungus was introduced is unclear, but one logical presumption would be that recreational cavers unintentionally brought the fungus on clothes or equipment from Europe.

Figure \(\PageIndex{5}\): This little brown bat in Greeley Mine, Vermont, March 26, 2009, was found to have white-nose syndrome. (credit: Marvin Moriarty, USFWS)

Climate Change

Climate change, and specifically the anthropogenic (meaning, caused by humans) warming trend presently underway, is recognized as a major extinction threat, particularly when combined with other threats such as habitat loss. Scientists disagree about the likely magnitude of the effects, with extinction rate estimates ranging from 15 percent to 40 percent of species committed to extinction by 2050. Scientists do agree, however, that climate change will alter regional climates, including rainfall and snowfall patterns, making habitats less hospitable to the species living in them. The warming trend will shift colder climates toward the north and south poles, forcing species to move with their adapted climate norms while facing habitat gaps along the way. The shifting ranges will impose new competitive regimes on species as they find themselves in contact with other species not present in their historic range. One such unexpected species contact is between polar bears and grizzly bears. Previously, these two species had separate ranges. Now, their ranges are overlapping and there are documented cases of these two species mating and producing viable offspring. Changing climates also throw off species’ delicate timing adaptations to seasonal food resources and breeding times. Many contemporary mismatches to shifts in resource availability and timing have already been documented.

Figure \(\PageIndex{6}\): Since 2008, grizzly bears (Ursus arctos horribilis) have been spotted farther north than their historic range, a possible consequence of climate change. As a result, grizzly bear habitat now overlaps polar bear (Ursus maritimus) habitat. The two kinds of bears, which are capable of mating and producing viable offspring, are considered separate species as historically they lived in different habitats and never met. However, in 2006 a hunter shot a wild grizzly-polar bear hybrid known as a grolar bear, the first wild hybrid ever found.

Range shifts are already being observed: for example, some European bird species ranges have moved 91 km northward. The same study suggested that the optimal shift based on warming trends was double that distance, suggesting that the populations are not moving quickly enough. Range shifts have also been observed in plants, butterflies, other insects, freshwater fishes, reptiles, and mammals.

Climate gradients will also move up mountains, eventually crowding species higher in altitude and eliminating the habitat for those species adapted to the highest elevations. Some climates will completely disappear. The rate of warming appears to be accelerated in the arctic, which is recognized as a serious threat to polar bear populations that require sea ice to hunt seals during the winter months: seals are the only source of protein available to polar bears. A trend to decreasing sea ice coverage has occurred since observations began in the mid-twentieth century. The rate of decline observed in recent years is far greater than previously predicted by climate models.

Finally, global warming will raise ocean levels due to melt water from glaciers and the greater volume of warmer water. Shorelines will be inundated, reducing island size, which will have an effect on some species, and a number of islands will disappear entirely. Additionally, the gradual melting and subsequent refreezing of the poles, glaciers, and higher elevation mountains—a cycle that has provided freshwater to environments for centuries—will also be jeopardized. This could result in an overabundance of salt water and a shortage of fresh water.

Summary

The core threats to biodiversity are human population growth and unsustainable resource use. To date, the most significant causes of extinctions are habitat loss, introduction of exotic species, and overharvesting. Climate change is predicted to be a significant cause of extinctions in the coming century. Habitat loss occurs through deforestation, damming of rivers, and other activities. Overharvesting is a threat particularly to aquatic species, while the taking of bush meat in the humid tropics threatens many species in Asia, Africa, and the Americas. Exotic species have been the cause of a number of extinctions and are especially damaging to islands and lakes. Exotic species’ introductions are increasing because of the increased mobility of human populations and growing global trade and transportation. Climate change is forcing range changes that may lead to extinction. It is also affecting adaptations to the timing of resource availability that negatively affects species in seasonal environments. The impacts of climate change are greatest in the arctic. Global warming will also raise sea levels, eliminating some islands and reducing the area of all others.

Art Connections

Converting a prairie to a farm field is an example of ________.

1. overharvesting
2. habitat loss
3. exotic species
4. climate change

Answer

B

Glossary

bush meat

wild-caught animal used as food (typically mammals, birds, and reptiles); usually referring to hunting in the tropics of sub-Saharan Africa, Asia, and the Americas

chytridiomycosis

disease of amphibians caused by the fungus Batrachochytrium dendrobatidis; thought to be a major cause of the global amphibian decline

exotic species

(also, invasive species) species that has been introduced to an ecosystem in which it did not evolve

tragedy of the commons

economic principle that resources held in common will inevitably be overexploited

white-nose syndrome

disease of cave-hibernating bats in the eastern United States and Canada associated with the fungus Geomyces destructans