47.4: Kuhifadhi Biodiversity

Ujuzi wa Kuendeleza

• Kutambua teknolojia mpya kwa ajili ya kuelezea viumbe hai
• Eleza mfumo wa sheria kwa ajili ya uhifadhi
• Eleza kanuni na changamoto za uhifadhi kuhifadhi design
• Kutambua mifano ya madhara ya marejesho ya makazi
• Jadili jukumu la bustani za wanyama katika hifadhi ya viumbe hai

Kuhifadhi viumbe hai ni changamoto ya ajabu ambayo inapaswa kukutana na uelewa mkubwa wa viumbe hai yenyewe, mabadiliko katika tabia za binadamu na imani, na mikakati mbalimbali ya kuhifadhi.

Kupima Biodivers

Teknolojia ya jenetiki ya molekuli na usindikaji wa data na kuhifadhi ni kukomaa hadi kufikia mahali ambapo kuorodhesha spishi za sayari kwa njia inayoweza kupatikana ni karibu na upembuzi yakinifu. Barcoding ya DNA ni njia moja ya maumbile ya Masi, ambayo inachukua faida ya mageuzi ya haraka katika jeni la mitochondrial zilizopo katika eukaryotes, isipokuwa mimea, kutambua spishi kwa kutumia mlolongo wa sehemu za jeni. Mimea inaweza kuwa barcoded kwa kutumia mchanganyiko wa jeni chloroplast. Mashine ya mpangilio wa molekuli ya haraka hufanya sehemu ya genetics ya Masi ya kazi kiasi cha gharama nafuu na ya haraka. Rasilimali za kompyuta kuhifadhi na kufanya inapatikana kiasi kikubwa cha data. Miradi kwa sasa inaendelea kutumia barcoding ya DNA kwa catalog sampuli za makumbusho, ambazo tayari zimeitwa na kujifunza, pamoja na kupima njia kwenye vikundi visivyojifunza. Kufikia katikati ya mwaka 2012, karibu na spishi 150,000 zilizoitwa zilikuwa zimehifadhiwa barcoded. Uchunguzi wa mapema unaonyesha kuna idadi kubwa ya spishi zisizofafanuliwa ambazo zilionekana sana kama spishi za ndugu ili kutambuliwa hapo awali kuwa tofauti. Hizi sasa zinaweza kutambuliwa na barcoding ya DNA.

hifadhidata nyingi za kompyuta sasa zinatoa taarifa kuhusu spishi zilizoitwa na mfumo wa kuongeza spishi mpya. Hata hivyo, kama tayari imeelezwa, kwa kiwango cha sasa cha maelezo ya aina mpya, itachukua karibu miaka 500 kabla ya orodha kamili ya maisha inajulikana. Wengi, labda wengi, aina katika sayari hawana muda mwingi.

Kuna pia tatizo la kuelewa spishi zipi zinazojulikana kwa sayansi zinatishiwa na kwa kiwango gani zinatishiwa. Kazi hii unafanywa na IUCN isiyo ya faida ambayo, kama ilivyoelezwa hapo awali, inao Orodha Red - orodha online ya aina hatarini jumuishwa na taksonomia, aina ya tishio, na vigezo vingine (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Orodha nyekundu inasaidiwa na utafiti wa kisayansi. Mwaka 2011, orodha ilikuwa na aina 61,000, zote zilizo na nyaraka za kusaidia.

Sanaa Connection

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Chati hii inaonyesha asilimia ya aina mbalimbali za wanyama, kwa kikundi, kwenye Orodha nyekundu ya IUCN kama ya 2007.

Ni ipi kati ya kauli zifuatazo ambazo hazijasaidiwa na grafu hii?

1. Kuna samaki walio na mazingira magumu zaidi kuliko samaki waliohatarishwa na waliohatarishwa pamoja.
2. Kuna wanyama wa amfibia walio hatarini zaidi kuliko wanyama wanaoishi katika mazingira magumu, waliohatarishwa na wenye hatari sana pamoja.
3. Ndani ya kila kikundi, kuna aina nyingi za hatari zaidi kuliko aina zinazoathiriwa.
4. Asilimia kubwa ya aina ya ndege ni hatari sana kuliko aina za mollusk.

Kubadilisha Tabia ya Binadamu

Sheria duniani kote imetungwa ili kulinda spishi. Sheria inajumuisha mikataba ya kimataifa pamoja na sheria za kitaifa na za serikali. Mkataba wa Biashara ya Kimataifa katika Spishi za Hatarini za wanyama wa mwitu na Flora (CITES) ulianza kutumika mwaka 1975. Mkataba huo, pamoja na sheria ya kitaifa inayounga mkono, hutoa mfumo wa kisheria wa kuzuia takriban spishi 33,000 zilizoorodheshwa zisafirishwe kuvuka mipaka ya mataifa, hivyo kuwalinda wasikamatwe au kuuawa wakati biashara ya kimataifa inapohusika. Mkataba huo ni mdogo katika kufikia kwake kwa sababu unahusika tu na harakati za kimataifa za viumbe au sehemu zao. Pia ni mdogo na uwezo wa nchi mbalimbali au nia ya kutekeleza mkataba na kusaidia sheria. Biashara haramu katika viumbe na sehemu zao pengine ni soko katika mamia ya mamilioni ya dola. Biashara haramu wanyamapori ni kufuatiliwa na mwingine yasiyo ya faida: Biashara Records Uchambuzi wa Flora na Fauna katika Biashara (TRAFF

Ndani ya nchi nyingi kuna sheria zinazolinda spishi zilizohatarishwa na kusimamia uwindaji na uvuvi. Nchini Marekani, Sheria ya Spishi Hatarini (ESA) ilitungwa mwaka 1973. Spishi zilizo hatarini zimeorodheshwa na Sheria; Huduma ya Samaki & Wanyamapori ya Marekani inatakiwa na sheria kuendeleza mipango ya usimamizi ambayo inalinda spishi zilizoorodheshwa na kuzirudisha kwenye idadi endelevu. Sheria, na wengine kama hayo katika nchi nyingine, ni chombo muhimu, lakini inakabiliwa kwa sababu mara nyingi ni vigumu kupata spishi zilizoorodheshwa, au kupata mpango bora wa usimamizi mahali pale unapoorodheshwa. Zaidi ya hayo, aina inaweza kuwa utata kuchukuliwa mbali orodha bila lazima kuwa na mabadiliko katika hali yao. Zaidi ya kimsingi, mbinu ya kulinda aina ya mtu binafsi badala ya mazingira yote ni ya ufanisi na inalenga juhudi juu ya aina chache zinazoonekana sana na mara nyingi charismatic, labda kwa gharama ya aina nyingine ambazo huenda bila kinga. Wakati huo huo, Sheria ina muhimu mazingira utoaji ilivyoainishwa katika utaratibu ahueni ambayo inaweza kufaidika aina nyingine zaidi ya moja walengwa kwa ajili ya usimamizi.

Sheria ya Mkataba wa Ndege wanaohama (MBTA) ni makubaliano kati ya Marekani na Kanada yaliyosainiwa kuwa sheria mwaka 1918 katika kukabiliana na kupungua kwa spishi za ndege za Amerika Kaskazini zilizosababishwa na uwindaji. Sheria sasa inaorodhesha aina 800 zilizohifadhiwa. Inafanya kuwa haramu kuvuruga au kuua spishi zilizohifadhiwa au kusambaza sehemu zao (sehemu kubwa ya uwindaji wa ndege zamani ilikuwa kwa manyoya yao).

Majibu ya kimataifa ya ongezeko la joto duniani yamechanganywa. Itifaki ya Kyoto, makubaliano ya kimataifa yaliyotoka katika Mkataba wa Mfumo wa Umoja wa Mataifa kuhusu Mabadiliko ya Tabianchi ambayo iliahidi nchi kupunguza uzalishaji wa gesi ya chafu ifikapo mwaka 2012, ilithibitishwa na baadhi ya nchi, lakini ilikatazwa na wengine. Nchi mbili muhimu katika suala la athari zao za uwezo ambazo hazikuridhia Itifaki ya Kyoto zilikuwa Marekani na China. Marekani iliikataa kutokana na sekta yenye nguvu ya mafuta ya visukuku na China kwa sababu ya wasiwasi ingeweza kukandamiza ukuaji wa taifa. Baadhi ya malengo ya kupunguza gesi ya chafu yalikutana na kuzidi na nchi binafsi, lakini duniani kote, jitihada za kupunguza uzalishaji wa gesi ya chafu hazifanikiwa. Uingizwaji uliotarajiwa wa Itifaki ya Kyoto haujafanyika kwa sababu serikali haziwezi kukubaliana juu ya nyakati na vigezo. Wakati huo huo, wanasayansi wa hali ya hewa wanatabiri gharama zinazosababisha jamii za binadamu na viumbe hai zitakuwa za juu.

Kama ilivyoelezwa tayari, sekta binafsi isiyo ya faida ina jukumu kubwa katika jitihada za uhifadhi wote katika Amerika ya Kaskazini na duniani kote. Mbinu mbalimbali kutoka mashirika ya aina maalum kwa IUCN pana umakini na TRAFFIC. Nature Conservancy inachukua mbinu riwaya. Inununua ardhi na kuilinda katika jaribio la kuanzisha hifadhi kwa mazingira. Hatimaye, tabia ya kibinadamu itabadilika wakati maadili ya kibinadamu yanabadilika. Kwa sasa, ukuaji wa miji unaoongezeka wa idadi ya watu ni nguvu ambayo inaleta changamoto kwa thamani ya viumbe hai.

Hifadhi katika Hifadhi

Uanzishwaji wa wanyamapori na mazingira huhifadhi ni moja ya zana muhimu katika juhudi za uhifadhi. Hifadhi ni eneo la ardhi lililowekwa kando na viwango tofauti vya ulinzi kwa viumbe vilivyopo ndani ya mipaka ya hifadhi. Hifadhi inaweza kuwa na ufanisi katika muda mfupi kwa ajili ya kulinda aina zote mbili na mazingira, lakini wanakabiliwa na changamoto ambazo wanasayansi bado wanachunguza ili kuimarisha uwezekano wao kama ufumbuzi wa muda mrefu.

Kiasi gani Area kuhifadhi?

Kutokana na jinsi ardhi zilizohifadhiwa zinavyotengwa (zinaelekea kuwa na rasilimali zisizo na thamani za kiuchumi badala ya kutengwa mahsusi kwa ajili ya aina au mazingira yaliyo hatarini) na jinsi viumbe hai vinavyogawanywa, kuamua asilimia ya lengo la ardhi au mazingira ya baharini ambayo yanapaswa kulindwa kudumisha viwango vya viumbe hai ni changamoto. Congress ya Viwanja vya Dunia ya IUCN ilikadiria kuwa asilimia 11.5 ya uso wa ardhi ya Dunia ilifunikwa na hifadhi za aina mbalimbali mwaka 2003. Eneo hili ni kubwa kuliko malengo ya awali; hata hivyo, inawakilisha tu 9 kati ya 14 biomes kuu kutambuliwa. Utafiti umeonyesha kuwa asilimia 12 ya spishi zote huishi nje ya hifadhi tu; asilimia hizi ni za juu sana wakati spishi za kutishiwa tu na hifadhi za ubora wa juu zinachukuliwa. Kwa mfano, hifadhi za ubora wa juu ni pamoja na asilimia 50 tu ya spishi za amfibia zilizotishiwa. Hitimisho lazima iwe kwamba ama asilimia ya eneo lililohifadhiwa lazima iongeze, au asilimia ya hifadhi za ubora wa juu lazima ziongeze, au huhifadhi lazima zilengwa kwa tahadhari kubwa kwa ulinzi wa viumbe hai. Watafiti wanasema kuwa tahadhari zaidi kwa ufumbuzi wa mwisho unahitajika.

kuhifadhi Design

Kumekuwa na utafiti wa kina katika miundo bora ya kuhifadhi kwa ajili ya kudumisha viumbe hai. kanuni ya msingi nyuma ya sehemu kubwa ya utafiti imekuwa seminal kinadharia kazi ya Robert H. MacArthur na Edward O. Wilson kuchapishwa katika 1967 katika kisiwa biogeography. ^Kazi hii ilitaka kuelewa mambo yanayoathiri viumbe hai kwenye visiwa. Hitimisho msingi ni kwamba viumbe hai katika kisiwa ilikuwa kazi ya asili ya aina kwa njia ya uhamiaji, speciation, na kutoweka katika kisiwa hicho. Visiwa mbali zaidi kutoka bara ni vigumu kufika, hivyo uhamiaji ni wa chini na idadi ya msawazo wa spishi ni ya chini. Ndani ya wakazi wa kisiwa, ushahidi unaonyesha kuwa idadi ya spishi huongezeka hatua kwa hatua hadi kiwango sawa na idadi kwenye bara ambako spishi hiyo inashukiwa kuwa imehamia. Aidha, visiwa vidogo ni vigumu kupata, hivyo viwango vyao vya uhamiaji kwa aina mpya ni vya chini. Visiwa vidogo pia ni chini ya kijiografia tofauti hivyo kuna niches wachache kukuza speciation. Na hatimaye, visiwa vidogo vinasaidia idadi ndogo, hivyo uwezekano wa kutoweka ni wa juu.

Kama visiwa vinavyoongezeka, idadi ya spishi huharakisha, ingawa athari za eneo la kisiwa kwenye namba za spishi si uwiano wa moja kwa moja. Hifadhi ya hifadhi inaweza kuonekana kama “visiwa” vya makazi ndani ya “bahari” ya yasiyo ya makazi. Kwa aina ya kuendelea katika kuhifadhi, hifadhi lazima iwe kubwa ya kutosha. Ukubwa muhimu unategemea, kwa sehemu, kwenye aina ya nyumbani ambayo ni tabia ya aina. kuhifadhi kwa ajili ya mbwa mwitu, ambayo mbalimbali mamia ya kilomita, lazima kubwa zaidi kuliko kuhifadhi kwa vipepeo, ambayo inaweza mbalimbali ndani ya kilomita kumi wakati wa maisha yake. Lakini hifadhi kubwa zina eneo la msingi zaidi la makazi bora kwa aina ya mtu binafsi, wana niches zaidi kusaidia aina zaidi, na huvutia aina zaidi kwa sababu zinaweza kupatikana na kufikiwa kwa urahisi zaidi.

Inalinda kufanya vizuri wakati kuna maeneo ya buffer karibu nao wa makazi ya suboptimal. Buffer inaruhusu viumbe kuondoka mipaka ya kuhifadhi bila matokeo mabaya ya haraka kutoka kwa uharibifu au ukosefu wa rasilimali. Hifadhi moja kubwa ni bora kuliko eneo moja la hifadhi kadhaa ndogo kwa sababu kuna makazi ya msingi zaidi yasiyoathiriwa na kando. Kwa sababu hiyo hiyo, huhifadhi katika sura ya mraba au mduara itakuwa bora kuliko kuhifadhi na wengi nyembamba “silaha.” Ikiwa hifadhi lazima iwe ndogo, basi kutoa kanda za wanyamapori kati yao ili watu binafsi na jeni zao waweze kusonga kati ya hifadhi, kwa mfano pamoja na mito na mito, itafanya hifadhi ndogo kuishi zaidi kama moja kubwa. Mambo haya yote yanazingatiwa wakati wa kupanga asili ya kuhifadhi kabla ya ardhi kuweka kando.

Mbali na kimwili, kibaiolojia, na specifikationer kiikolojia ya kuhifadhi, kuna aina ya sera, sheria, na utekelezaji specifikationer kuhusiana na matumizi ya kuhifadhi kwa ajili ya kazi zaidi ya ulinzi wa aina. Hizi zinaweza kujumuisha chochote kutoka kwa uchimbaji wa mbao, uchimbaji wa madini, uwindaji uliowekwa, makao ya binadamu, na burudani zisizo za uharibifu Maamuzi mengi ya sera haya yanafanywa kulingana na shinikizo la kisiasa badala ya masuala ya uhifadhi. Wakati mwingine, sera ya ulinzi wa wanyamapori kuwa hivyo kali kwamba riziki wanaoishi wakazi wa asili wamelazimishwa kutoka nchi mababu kwamba akaanguka ndani ya kuhifadhi. Katika hali nyingine, hata kama hifadhi ni iliyoundwa kulinda wanyamapori, kama ulinzi si au hauwezi kutekelezwa, hali ya kuhifadhi itakuwa na maana kidogo katika uso wa uwindaji haramu na uchimbaji wa mbao. Hili ni tatizo lililoenea na hifadhi katika maeneo ya kitropiki.

Vikwazo juu ya Hifadhi

Baadhi ya mapungufu juu ya kuhifadhi kama zana uhifadhi ni dhahiri kutokana na majadiliano ya kuhifadhi kubuni. Shinikizo la kisiasa na kiuchumi kwa kawaida hufanya hifadhi ndogo, kamwe kubwa, hivyo kuweka kando maeneo ambayo ni kubwa ya kutosha ni vigumu. Ikiwa eneo lililowekwa kando ni kubwa kwa kutosha, kunaweza kuwa na eneo la kutosha ili kuunda buffer karibu na kuhifadhi. Katika kesi hiyo, eneo kwenye mipaka ya nje ya kuhifadhi inevitably inakuwa eneo la hatari zaidi kwa aina katika kuhifadhi. Utekelezaji wa ulinzi pia ni suala muhimu katika nchi zisizo na rasilimali au mapenzi ya kisiasa ili kuzuia uwindaji na uchimbaji wa rasilimali haramu.

Mabadiliko ya hali ya hewa yatasababisha matatizo yasiyoepukika na eneo la kuhifadhi. Aina ndani yao zitahamia kwenye latitudo za juu kama makazi ya hifadhi inakuwa chini ya mazuri. Wanasayansi wanapanga madhara ya ongezeko la joto duniani juu ya hifadhi ya baadaye na kujitahidi kutabiri haja ya hifadhi mpya ili kubeba mabadiliko yaliyotarajiwa kwa makazi; hata hivyo, ufanisi wa mwisho ni dhaifu kwani juhudi hizi ni utabiri msingi.

Hatimaye, hoja inaweza kufanywa kuwa uhifadhi huhifadhi kuimarisha mtazamo wa kitamaduni kwamba binadamu ni tofauti na asili, inaweza kuwepo nje yake, na inaweza tu kufanya kazi kwa njia zinazoharibu viumbe hai. Kujenga hifadhi hupunguza shinikizo juu ya shughuli za binadamu nje ya hifadhi kuwa endelevu na yasiyo ya kuharibu viumbe hai. Hatimaye, shinikizo la kisiasa, kiuchumi, na binadamu litaharibu na kupunguza ukubwa wa hifadhi huhifadhi ikiwa shughuli za nje hazibadilishwa kuwa chini ya kuharibu viumbe hai.

Unganisha na Kujifunza

Mfumo wa data wa kimataifa wa maeneo ya ulinzi unaweza kupatikana kwenye tovuti. Tathmini data kuhusu maeneo ya ulinzi binafsi kwa eneo au takwimu za utafiti juu ya maeneo yaliyohifadhiwa kwa nchi au kanda.

Habitat matengenezo

Habitat marejesho ana ahadi kubwa kama utaratibu wa kurejesha na kudumisha viumbe hai. Bila shaka mara moja aina imekwisha kutoweka, marejesho yake haiwezekani. Hata hivyo, marejesho yanaweza kuboresha viumbe hai vya mazingira yaliyoharibika. Kuanzisha tena mbwa mwitu, mchungaji wa juu, kwenye Hifadhi ya Taifa ya Yellowstone mwaka 1995 kulisababisha mabadiliko makubwa katika mazingira yaliyoongeza viumbe hai. Mbwa mwitu (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)) function to suppress elk and coyote populations and provide more abundant resources to the guild of carrion eaters. Reducing elk populations has allowed revegetation of riparian areas, which has increased the diversity of species in that habitat. Decreasing the coyote population has increased the populations of species that were previously suppressed by this predator. The number of species of carrion eaters has increased because of the predatory activities of the wolves. In this habitat, the wolf is a keystone species, meaning a species that is instrumental in maintaining diversity in an ecosystem. Removing a keystone species from an ecological community may cause a collapse in diversity. The results from the Yellowstone experiment suggest that restoring a keystone species can have the effect of restoring biodiversity in the community. Ecologists have argued for the identification of keystone species where possible and for focusing protection efforts on those species; likewise, it also makes sense to attempt to return them to their ecosystem if they have been removed.

Figure \(\PageIndex{2}\): (a) The Gibbon wolf pack in Yellowstone National Park, March 1, 2007, represents a keystone species. The reintroduction of wolves into Yellowstone National Park in 1995 led to a change in the grazing behavior of (b) elk. To avoid predation, the elk no longer grazed exposed stream and riverbeds, such as (c) the Lamar Riverbed in Yellowstone. This allowed willow and cottonwood seedlings to grow. The seedlings decreased erosion and provided shading to the creek, which improved fish habitat. A new colony of (d) beaver may also have benefited from the habitat change. (credit a: modification of work by Doug Smith, NPS; credit c: modification of work by Jim Peaco, NPS; credit d: modification of work by “Shiny Things”/Flickr)

Other large-scale restoration experiments underway involve dam removal. In the United States, since the mid-1980s, many aging dams are being considered for removal rather than replacement because of shifting beliefs about the ecological value of free-flowing rivers and because many dams no longer provide the benefit and functions that they did when they were first built. The measured benefits of dam removal include restoration of naturally fluctuating water levels (the purpose of dams is frequently to reduce variation in river flows), which leads to increased fish diversity and improved water quality. In the Pacific Northwest, dam removal projects are expected to increase populations of salmon, which is considered a keystone species because it transports key nutrients to inland ecosystems during its annual spawning migrations. In other regions such as the Atlantic coast, dam removal has allowed the return of spawning anadromous fish species (species that are born in fresh water, live most of their lives in salt water, and return to fresh water to spawn). Some of the largest dam removal projects have yet to occur or have happened too recently for the consequences to be measured. The large-scale ecological experiments that these removal projects constitute will provide valuable data for other dam projects slated either for removal or construction.

The Role of Captive Breeding

Zoos have sought to play a role in conservation efforts both through captive breeding programs and education. The transformation of the missions of zoos from collection and exhibition facilities to organizations that are dedicated to conservation is ongoing. In general, it has been recognized that, except in some specific targeted cases, captive breeding programs for endangered species are inefficient and often prone to failure when the species are reintroduced to the wild. Zoo facilities are far too limited to contemplate captive breeding programs for the numbers of species that are now at risk. Education is another potential positive impact of zoos on conservation efforts, particularly given the global trend to urbanization and the consequent reduction in contacts between people and wildlife. A number of studies have been performed to look at the effectiveness of zoos on people’s attitudes and actions regarding conservation; at present, the results tend to be mixed.

Summary

New technological methods such as DNA barcoding and information processing and accessibility are facilitating the cataloging of the planet’s biodiversity. There is also a legislative framework for biodiversity protection. International treaties such as CITES regulate the transportation of endangered species across international borders. Legislation within individual countries protecting species and agreements on global warming have had limited success; there is at present no international agreement on targets for greenhouse gas emissions. In the United States, the Endangered Species Act protects listed species but is hampered by procedural difficulties and a focus on individual species. The Migratory Bird Act is an agreement between Canada and the United States to protect migratory birds. The non-profit sector is also very active in conservation efforts in a variety of ways.

Conservation preserves are a major tool in biodiversity protection. Presently, 11 percent of Earth’s land surface is protected in some way. The science of island biogeography has informed the optimal design of preserves; however, preserves have limitations imposed by political and economic forces. In addition, climate change will limit the effectiveness of preserves in the future. A downside of preserves is that they may lessen the pressure on human societies to function more sustainably outside the preserves.

Habitat restoration has the potential to restore ecosystems to previous biodiversity levels before species become extinct. Examples of restoration include reintroduction of keystone species and removal of dams on rivers. Zoos have attempted to take a more active role in conservation and can have a limited role in captive breeding programs. Zoos also may have a useful role in education.

Art Connections

Figure \(\PageIndex{1}\): Which of the following statements is not supported by this graph?

1. There are more vulnerable fishes than critically endangered and endangered fishes combined.
2. There are more critically endangered amphibians than vulnerable, endangered and critically endangered reptiles combined.
3. Within each group, there are more critically endangered species than vulnerable species.
4. A greater percentage of bird species are critically endangered than mollusk species.

Answer

C

Footnotes

1. 1 Robert H. MacArthur and Edward O. Wilson, E. O., The Theory of Island Biogeography (Princeton, N.J.: Princeton University Press, 1967).

Glossary

DNA barcoding

molecular genetic method for identifying a unique genetic sequence to associate with a species