Nie ma nic za darmo. Nasz styl życia, dobrobyt, ale także nasze zdrowie – wszystkie zdobycze nowoczesności kupiliśmy kosztem przyrody. Przemysł spożywczy, rolnictwo i budownictwo to największe sektory światowej gospodarki. Generują one łącznie około 7,3 biliona dolarów. Wszystkie opierają się na zasobach, które pochodzą ze środowiska naturalnego. To od przyrody – według danych Światowego Forum Ekonomicznego – uzależniona jest niemal połowa światowego PKB (ok. 40 bilionów dolarów).
Różnorodność biologiczna to nie tylko estetyka krajobrazu. To „żywa fabryka”, która zapewnia nam czyste powietrze, wodę i żywność. Jej utrata może prowadzić do lokalnych i globalnych kryzysów – m.in. spadku plonów czy ograniczenia dostępności wody.
W październiku 2024 r. Unia Europejska potwierdziła swoje zobowiązanie wobec konwencji ONZ o ochronie różnorodności biologicznej, które mówi o konieczności objęcia ochroną jednej trzeciej powierzchni planety do roku 2030. Ale czy to wystarczy? Czy nasz wpływ na środowisko rzeczywiście jest aż tak duży?
Na te kwestie nowe światło rzuca pojęcie ciemnej różnorodności roślin (ang. dark diversity). Choć brzmi enigmatycznie, pozwala mierzyć realny wpływ człowieka na różnorodność biologiczną.
Chodzi o te gatunki, które powinny występować w danym środowisku, ponieważ mogą się tam dostać i warunki im sprzyjają — a jednak ich tam nie ma. Obliczając różnicę między „możliwą” a „rzeczywistą” obecnością gatunków, naukowcy wyznaczają wskaźnik kompletności zbiorowiska (community completeness). To względna miara, która pokazuje, jak bardzo różnorodność danego ekosystemu odbiega (na niekorzyść) od jego potencjalnej maksymalnej różnorodności.
Ciemna różnorodność roślin – co to za zwierz?
To, że działalność człowieka działa wyniszczająco na środowisko naturalne, jest faktem stosunkowo dobrze udokumentowanym w badaniach. Nie ulega wątpliwości, że wycięcie lasu pod zabudowę lub przekształcenie łąki w pole uprawne niszczy ekosystemy, a co za tym idzie, powoduje spadek różnorodności biologicznej. O wiele mniej wiadomo o pośrednim wpływie człowieka na różnorodność biologiczną. Choć wyniki prac publikowanych w ostatnich latach wskazują np. na spadek różnorodności owadów także w obrębie obszarów objętych ochroną.
Aby to zmierzyć za pomocą wspomnianego wskaźnika kompletności ekosystemu, oblicza się proporcje wszystkich gatunków, które mogłyby występować na danym terenie, czyli maksymalny potencjał różnorodności biologicznej, do liczby gatunków faktycznie obecnych w danym miejscu. Stąd też nazwa – „ciemna” różnorodność – ponieważ „dopełnia” ona różnorodność obserwowaną i pozwala badać oraz opisywać zjawiska, które w innym przypadku, przy zastosowaniu innej metodologii, nie byłyby możliwe do zaobserwowania. Badacze tłumaczą to przez analogię do znanego pojęcia z fizyki.
– Termin „dark diversity” miał odnosić się do pojęcia „dark matter”, ciemnej materii. Tego, co w fizyce określa coś, co dopełnia tę widzialną materię, co wpływa w jakiś sposób na funkcjonowanie Kosmosu, ale nie możemy tego zobaczyć. Nawiązując do terminu z fizyki – jeżeli ciemna materia pozwala przewidywać rozmieszczenie i dynamikę galaktyk – tak właśnie ciemna różnorodność, „dark diversity”, pozwala nam przewidywać skład gatunkowy roślin, czyli rozmieszczenie gatunków w przestrzeni, a także dynamikę zbiorowisk gatunków w czasie oraz jej zmiany w przestrzeni – mówią dr Iwona Dembicz i dr Łukasz Kozub z Zakładu Ekologii i Ochrony Środowiska Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego.
Jak przebiegały badania w terenie – od abstrakcji do konkretu
W badaniu udział wzięli naukowcy z całego świata, w tym z Polski. Wytypowano 5415 stanowisk o powierzchni 100 m² – obejmujących lasy, bagna, łąki i pastwiska – w 119 regionach globu. W Polsce badano m.in. Puszczę Augustowską. Każdy region miał ok. 300 km² i zawierał około 30 stanowisk badawczych. Naukowcy skupili się na wszystkich gatunkach roślin naczyniowych (rośliny okrytozalążkowe, nagozalążkowe i paprotniki) – nie koncentrowali się natomiast na konkretnych gatunkach, lecz na całościowym składzie gatunkowym w danym stanowisku.
Następnie dla każdego z nich za pomocą metodyki określania ciemnej różnorodności wyliczano wskaźnik kompletności zbiorowiska.
Aby zbadać wpływ przekształcenia środowiska przez człowieka na tę kompletność zbiorowisk, posłużono się ośmioma elementami z tzw. Wskaźnika Wpływu Człowieka (Human Footprint Index). Wzięto więc pod uwagę gęstość zaludnienia, gęstość sieci elektrycznej, drogowej i kolejowej, a także powierzchnię zajętą przez pola uprawne, tereny zabudowane oraz pastwiska i szlaki wodne.
Dotychczas trudno było jednoznacznie wykazać wpływ człowieka na różnorodność gatunkową roślin, gdyż odznacza się ona naturalnie dużą zmiennością i poza wpływem człowieka jest uzależniona od wielu naturalnych czynników.
– Bogactwo gatunkowe ekosystemów, rozmieszczenie gatunków jest czymś rządzonym przez tak wiele praw, że dotychczas odcedzenie wpływu człowieka było niemożliwe, bo ekosystemy z samych przyrodniczych powodów mają bardzo duże zróżnicowanie. Decydujące kwestie mogą się bardzo różnić niezależnie od tego, jaki mamy wpływ człowieka. Mieliśmy już takie badania, np. były wyniki badań wskazujących na wpływ depozycji azotu atmosferycznego na bogactwo gatunkowe ekosystemów Europy i tam rzeczywiście było to stwierdzone bezpośrednio. Mówimy tu jednak o zjawiskach regionalnych. Gdy kontekst jest globalny, musimy uwzględnić dużo więcej dodatkowych czynników. I właśnie w skali całej planety okazało się, że wskaźniki ciemnej różnorodności połączone z „community completness”, czyli wypełnieniem gatunkowym tego zbiorowiska, pozwalają określić, co tak naprawdę oddziałuje negatywnie na różnorodność biologiczną. Można sobie wyobrazić porównanie, że w jednym przypadku 5 na 10 występujących gatunków to mało, ale gdy mamy 50 gatunków na 100 możliwych, to można powiedzieć, że 50 to wciąż jest dużo. Natomiast miara wypełnienia i tu, i tu wynosi pół. Także to jest miara względna, która pozwoliła nam odfiltrować wpływ pozostałych czynników – mówią badacze.
Rezerwaty nie rozwiążą sprawy – co wykazało badanie i dlaczego to jest ważne?
Wyniki badania przede wszystkim pozwoliły potwierdzić wstępne założenia naukowców: im wyższy stopień przekształcenia krajobrazu, tym mniejsza kompletność ekosystemów. Tym gorzej więc dla różnorodności. Na stanowiskach, w otoczeniu których przekształcenie środowiska było minimalne, wskaźnik kompletności ekosystemów wynosił około 35%, podczas gdy tam, gdzie przekształcenie było największe, spadał poniżej 20%.
Co więcej znacząca okazała się granica 30% przekształcenia otoczenia stanowiska, powyżej której zanik bogactwa gatunkowego stawał się najbardziej zauważalny. Warto podkreślić, że pokrywa się to z wytycznymi ONZ dotyczącymi procentu powierzchni Ziemi, który powinniśmy objąć ochroną, mimo że wytyczne te opierały się na innych badaniach. Największym zaskoczeniem dla badaczy okazał się jednak zasięg oddziaływania antropogenicznego wpływu. Kompletność zbiorowiska była najsilniej ograniczana przez stopień przekształcenia tegoż w promieniu aż 400 km wokół stanowiska.
– Myśmy się nie spodziewali, że ten wpływ człowieka jest tak przemożny i tak rozpowszechniony, a poza tym, że oddziałuje w tak dużej skali. Tym bardziej, iż dotyczy to nie jakichś pojedynczych czynników czy zjawisk lokalnych, ale mówimy tu o ogólnym wpływie w bardzo dużej, globalnej skali – dodają ekolodzy z UW.
Badanie przyniosło również pozytywne wnioski. Nie każda ingerencja człowieka musi działać niszcząco. Przykładem są ekosystemy półnaturalne. Udział w krajobrazie wokół powierzchni badawczej pastwisk nie obniżał kompletności badanego zbiorowiska, a co więcej miał na nią pozytywny wpływ. Może to oznaczać, że nie tylko ochrona ścisła ma sens, a ochronę różnorodności biologicznej można też wspierać przez bardziej zrównoważone formy użytkowania krajobrazu — np. tradycyjne czy ekstensywne rolnictwo.
– Ta wiedza może się przydać do takiego – prawdopodobnie nieco odważniejszego – działania w zakresie odtwarzania różnorodności biologicznej, co lokalnie czasami wzbudza pewne kontrowersje. Czy np. powinniśmy wprowadzać gdzieś gatunki, których po prostu w danym miejscu nie ma. Ale mając tę wiedzę – wiedząc, że to, że ich nie ma, może być skutkiem tego, że człowiek wyniszczył te ekosystemy – możemy stwierdzić, że przywrócenie ich w danym miejscu może być uprawnione. Druga sprawa to planowanie ochrony. Tu już mowa o poziomie globalnym, bo to są bardzo duże przedsięwzięcia, ale dzięki tej wiedzy możliwe jest bardziej zdecydowane wspieranie takiej polityki chronienia jak największych obszarów przyrody, ograniczanie wkraczania dróg na obszary leśne itp. Zachowanie przyrody nietkniętej ręką człowieka jest bardzo ważne, ponieważ widzimy, że ten wpływ człowieka przenosi się aż tak daleko w przestrzeni, dlatego ochrona takich właśnie dużych płatów, jeszcze nietkniętych, jest szczególnie istotna – podsumowują badacze.
Dyskusje dotyczące ekologii potrafią dzielić nie tylko przedstawicieli różnych pokoleń czy zawodów, ale także samych ekologów. Problemy, o które toczą się spory, będą tymczasem tylko narastać. Dlatego tak istotna jest wiedza, dzięki której naukowcy, przyrodnicy, a także politycy będą mogli podejmować działania na rzecz ochrony tego, co jeszcze można ochronić oraz naprawy tego, co już uległo zniszczeniu.
