Sieť biotopov - biológia

The Sieť biotopov alebo Siete biotopov je vytvorenie siete (individuálnych)Biotopy, ktorá zaisťuje prežitie určitých druhov. Sieť biotopov je daná vtedy, keď existuje funkčný kontakt medzi biotopmi (biotopmi), ktorý umožňuje sieť medzi populáciami organizmov vo forme vzťahových systémov. Funguje to, keď môžu organizmus prekonať oblasť medzi podobnými biotopmi, aby bola možná vzájomná výmena jedincov.

V Nemecku sú to okrem iného siete biotopov a siete biotopov. Cieľ, na ktorý sa zameriava federálny zákon o ochrane prírody (§21). [1]

Dôležitosť siete v životnom cykle

Najmä v zoologickej oblasti je dôležitosť siete biotopov pre definované jednotlivé druhy založená na jej význame v životnom cykle druhu. Rozlišuje sa medzi [2] [3]:

Zatiaľ čo prvý a druhý prípad sú pomerne ľahko pochopiteľné, v prípade tretieho prípadu sú potrebné ďalšie odôvodnenia. Spravidla sa predpokladá, že sa zdá, že obmedzenia disperzie nemajú v krátkodobom horizonte zjavné účinky, ale z dlhodobého hľadiska to bude mať za následok predovšetkým dôsledky nedostatku prepojenia biotopov. V prípade rastlinných druhov je významná iba tretia cesta.

Ekologické základy

Požiadavka na sieť biotopov je založená na jednej strane na modelových tvrdeniach odvodených z ekologickej teórie, na druhej strane na empirických pozorovaniach, t.j. Prípadové štúdie skúmajúce prežitie populácií vo viac či menej izolovaných biotopoch.

Teória ostrova

Teória ostrovov bola skoro prenesená z oceánskych ostrovov na izolované špeciálne biotopy, ktoré možno interpretovať ako ostrovy biotopov v „oceáne“, ktorý je nepriateľský voči prežitiu uvažovaného druhu. To vedie k množstvu predpovedí, z ktorých niektoré boli potvrdené experimentálne.

Ak sa veľkosť biotopného ostrova zmenší, početné druhy vyhynú, aj keď sa kvalita biotopu zvyšnej oblasti vôbec nezhorší („relaxácia“). V prechodnom období má ostrov druhový previs, ktorý je postupne odsúdený na vyhynutie. Ktoré druhy skutočne prežijú, závisí čiastočne od náhody. Pri ochrane prírody sa hovorí aj o „zániku dlhu“. K žiadosti porov. B. [6] a [7]
Ak sú zostávajúce ostrovy biotopov tak ďaleko od seba, že nová kolonizácia „prázdnych“ ostrovov je nemožná alebo vysoko nepravdepodobná (miera kolonizácie nulová), skôr alebo neskôr všetky druhy na všetkých ostrovoch vymrú. (Prežívajú iba na veľmi veľkých ostrovoch a kontinentoch. Sú také veľké, že majú viac nezávislých populácií a ich populácia je taká vysoká, že stochastické riziko vyhynutia klesá takmer na nulu).
Ak sa dá zvýšiť miera kolonizácie ostrovov biotopov, môže prežiť viac druhov, aj keď sa nezvýšila veľkosť ani kvalita ostrovov biotopov.

Metapopulácie

Metapopulácia popisuje sieť jednotlivých populácií (subpopulácií), ktoré sú od seba čiastočne, ale nie úplne, izolované. Subpopulácie navzájom interagujú prostredníctvom výmeny jednotlivcov. Vyššie uvedené tvrdenia teórie ostrovov možno rovnako ľahko odvodiť z populačno-biologického prístupu. Existujú však aj ďalšie hypotézy.

Fínsky populačný biológ Ilkka Hanski predložil vplyvnú teóriu, ktorá berie do úvahy, že veľkosť populácie druhu je zahrnutá dvakrát pri kolonizácii ostrovov alebo čiastočných biotopov (zvyčajne anglicky: patche biotopu); zvyšuje rýchlosť kolonizácie a znižuje mieru vyhynutia [8]. To vedie k bimodálnemu rozdeleniu frekvencií v jeho modeli: na všetkých ostrovoch je prítomných niekoľko bežných druhov, ktoré nazýva „základné druhy“. Väčšina druhov („satelitných druhov“) je vzácnejších, ako by sa dalo očakávať od čisto náhodného rozdelenia. Vďaka tejto súvislosti počet druhov rastie s rastúcim počtom ostrovov pomalšie. Na takmer všetkých ostrovoch sa vyskytujú iba „základné druhy“.

Holandský ekológ Pieter J. den Boer skúmal vplyv disperzie fragmentov holandského vresu na faunu chrobáka po mnoho rokov [9] [10]. V týchto dravých, pozemne žijúcich chrobákoch sa vyskytujú letové druhy, nelietavé druhy a druhy, v ktorých sú niektorí jedinci schopní lietať (krídlo-dimorfné druhy). Dokázal preukázať, že z dlhodobého hľadiska klesá počet druhov v izolovaných fragmentoch vresu. Okrem toho sa u ostatných znižuje podiel jedincov schopných letu. Den Boer to interpretuje ako evolučný trend kvôli ostrovovaniu. Izolovaním fragmentov vresu klesá pravdepodobnosť úspešného prisťahovalectva. To dáva druhom, ktoré už krátkodobo neinvestujú do (energeticky nákladného) letového prístroja, výhodu. Z dlhodobého hľadiska sú však takmer všetky druhy dlhodobo odsúdené na vyhynutie.

Zachovanie genetickej variability druhov je tiež dôležité v metapopulačnom prístupe. Na malých ostrovoch a v populáciách novo založených niekoľkými kolonizátormi je variabilita nevyhnutne oveľa nižšia ako vo veľkých („efekt zakladateľa“). Zvyšuje sa imigráciou jednotlivcov z iných populácií. Tento efekt je tiež významný, keď sa títo prisťahovalci dostanú na ostrov, ktorý tento druh stále obýva. Strata genetickej variability významne zvyšuje riziko vyhynutia druhu, pretože sa môže stratiť jeho plasticita reagovať na zmeny biotopov. Ak sa populácia po blízkom vyhynutí opäť zvýši, je táto populácia oveľa náchylnejšia ako pôvodná populácia („genetické úzke miesto“).

Pre veľmi mobilné druhy zvierat, napr. B. mnoho druhov vtákov, metapopulačný model nemá v praxi zmysel. Tu môžu jednotlivci ľahko prepínať medzi vzdialenými časťami sveta. Vďaka častej výmene tvoria jednu veľkú populáciu.

Efekty okrajov

Efekty okrajov popisujú vplyv okolitej krajiny na biotopové ostrovy. Na rozdiel od oceánskych ostrovov sú biotopové ostrovy uložené v oveľa podobnejšom prostredí. Efekty okrajov sa tu vyskytujú niekoľkými spôsobmi. Na jednej strane intenzívne využívanie pôdy ovplyvňuje aj chránené biotopové ostrovy od z. B. pesticídy alebo hnojivá sa môžu vháňať a umývať. Preto je hodnota veľmi malých alebo úzkych biotopových ostrovov v praxi niekedy výrazne znížená. Iný druh okrajového efektu pochádza z druhovej inventúry poľnohospodárskej krajiny, ktorá (na rozdiel od oceánskych druhov medzi skutočnými ostrovmi) môže kolonizovať aj biotopové ostrovy. Ochrana prírody sa snaží čeliť okrajovým účinkom vytvorením nárazníkových zón. V sieti biotopov je potrebné ich zohľadniť, aby bolo možné posúdiť účinnosť biotopových ostrovov a koridorov.

Okrajové efekty na úrovni populácie môže byť za určitých okolností určené ochranou prírody. V týchto prípadoch by sieť lineárnych biotopov (ktoré majú byť chránené alebo novovytvorené) nemala primárne vzájomne spájať blízke prírodné biotopové ostrovy, ale skôr zlepšovať hodnotu poľnohospodárskej krajiny medzi nimi poskytovaním útočiska alebo čiastočných biotopov pre samotné druhy poľnohospodárskej krajiny (porov. Napr. [11]) Aj keď tento cieľ môže byť legitímny a uskutočniteľný, argumentácia sa v praxi niekedy stáva natoľko nejasnou, že je ťažké určiť, aký by mal byť skutočný cieľ siete biotopov.

Efekty okrajov môžu byť účinné vo väčšom rozsahu, ako sa často intuitívne predpokladá. Vyšetrovanie na Novom Zélande preukázalo, že aj pri malých chrobákoch žijúcich na zemi boli zistiteľné účinky na faunu vo vzdialenosti jedného kilometra od hranice chránenej oblasti [12]. Prirodzene možno očakávať silnejšie účinky u druhov, ktoré pravidelne prekračujú hranice chránených území, napr. B. Mäsožravce [13]. Okrem negatívnych sa skutočne preukázali aj pozitívne okrajové účinky: môže dôjsť k obohateniu susedných biotopov druhmi [14]. V nemeckých tečúcich vodách sa vyskytujú pokusy o využitie tohto efektu pod menom „radiačný efekt“, aj keď ešte stále nie sú k dispozícii spoľahlivé empirické dôkazy o jeho účinnosti.

Formy siete biotopov

Stavbu zelených mostov možno vidieť v súvislosti so stratégiou siete biotopov, ktorá nezačína ani tak ostrovmi, ale skôr priestormi medzi nimi. Cielené opatrenia sú zamerané na zvýšenie priepustnosti krajiny medzi ostrovmi biotopov (väčšinou „prepojiteľnosť“). Aj keď by táto stratégia bola podľa teórií ekológie dobre podložená, v praxi existujú veľmi značné problémy, ak z. B. je potrebná rozsiahla extenzifikácia využívania poľnohospodárskej pôdy. V praxi tento prístup zatiaľ nehrá rolu (s výnimkou prekonateľnosti lineárnych prekážok, najmä ciest).

Špeciálnym prípadom siete biotopov, o ktorej sa zvyčajne uvažuje okrem ostatnej diskusie, je zrušenie izolácie úsekov tečúcej vody, napr. B. priehradami, vodnými elektrárňami, nádržami alebo potrubnými vodnými cestami. Jeden tu hovorí o „ekologickej kontinuite“ vôd. Ak nie je priechodnosť, z. B. Sťahovavé druhy rýb nedosahujú horný tok vody, ktorý by bol skutočne vhodný ako biotop. Problémy môžu nastať aj pre druhy bezstavovcov, pretože časti vodného útvaru nie je možné po vyhynutí znova osídliť. Prijatím európskej rámcovej smernice o vode sa členské štáty zaviazali, že ak je to možné, obnovia ekologickú kontinuitu všetkých tečúcich vôd. Medzi typické opatrenia na zabezpečenie priechodnosti patrí napr. B. výstavba rybích rebríkov („rybích rebríkov“) vo vodných elektrárňach a prehrádzkach, výstavba obtokových kanálov („obchvatov“) alebo demontáž rúrok a pádov (podlahové skoky).

Aplikácia v ochrane prírody a plánovaní krajiny

Dopyt po sieti biotopov sa v diskusiách o ochrane prírody posilnil až od 80. rokov. Pred tým sa ochrana prírody sústredila na ochranu obzvlášť cenných jednotlivých biotopov. Pre svoj obmedzený sociálny vplyv pravdepodobne nemal v praxi inú možnosť. Ochrancovia prírody si uvedomili dôležitosť siete biotopov predovšetkým znížením vhodnosti „normálnej“ poľnohospodárskej krajiny v dôsledku intenzívnejších výrobných metód. Týmto bolo čoraz jasnejšie, že väčšinu druhov v malých prírodných rezerváciách nie je možné z dlhodobého hľadiska zachovať samostatne. V medzinárodnej diskusii bola téma nastolená v úsilí o ochranu ohrozených prírodných biotopov, napr. B. tropický dažďový prales, akútny. V profesionálnom svete sa uskutočnila debata o veľkosti a usporiadaní chránených území, ktorá je zhrnutá pod heslom SLOSS („jeden veľký alebo niekoľko malých“). Dnes je všeobecne uznávaný význam siete biotopov pre oficiálnu a dobrovoľnú ochranu prírody.

Úspechy v praktickom úsilí o implementáciu siete biotopov sú stále kontroverzné. Sieťovanie biotopov sa stalo módou a frázou, najmä na začiatku 90. rokov, čo skôr zakrývalo skutočnú problematiku. Najmä existuje tendencia stratiť zo zreteľa skutočnosť, že sieť „biotopov“ by mala v skutočnosti pri implementácii plánovania predstavovať iba skrátený zápis pre sieť populácií živočíšnych a rastlinných druhov. Definícia abstraktných „typov biotopov“ v praxi občas stratila súvislosť.

Podpora lineárnych biotopov v poľnohospodárskej krajine

Majú osobitný význam v sieti biotopov Líniové biotopy v ornej krajine. Liniové biotopy zahŕňajú pásy okrajov polí, potokov, kamenných múrov, násypov, chodníkov a ciest, živých plotov, alejí a riek. Čiastkové biotopy prispievajú k rozmanitosti a vytváraniu sietí ostrovných biotopov, najmä v silne vyčistenej krajine s malými alebo žiadnymi lesmi a trávnatými plochami.

Podpora rozsiahlej siete biotopov

Národná stratégia pre prepojenie biotopov sa v Nemecku začala hľadať najskôr na základe uznesenia ministerskej konferencie pre územné plánovanie 27. novembra 1992. Pracovná skupina za účasti Federálnej agentúry pre ochranu prírody vypracovala technickú stratégiu [16]. V Európskej únii sa o tejto téme podrobne diskutuje pod heslom „zelená infraštruktúra“ od roku 2008 (súhrn predchádzajúcich prístupov v časti [17]). Green Belt Germany je súčasný projekt rozsiahleho lineárneho spojenia rôznych biotopov a je súčasťou európskej iniciatívy „European Green Belt“ [18]. Holandsko sa už asi 20 rokov usiluje o národnú sieť biotopov s názvom „Ecologische Hoofdstructuur“ (EHS) [19]. Vo Francúzsku sa od roku 2008 hľadajú dve prepojené siete chránených území pod názvom „Trame verte et bleue“ (TVB).

V roku 2007 stanovil Nemecký zväz ochrany prírody (NABU) národnú stratégiu „plánu trasy federálnej divočiny“, ktorá má predovšetkým pôsobiť proti fragmentačnému účinku diaľnic [20]. Federácia pre životné prostredie a ochranu prírody Nemecko BUND vytvorila plán cesty pre divokú mačku špeciálne pre cieľový druh divá mačka [21], ktorý realizoval v niekoľkých projektoch, napr. B. v Durínsku, ciele.

Politická implementácia

V nemeckej spolkovej krajine Bádensko-Württembersko súčasný štátny minister pre vidiecke oblasti a ochranu spotrebiteľa v Bádensku-Württembersku Alexander Bonde (Bündnis 90/Die Grünen Baden-Württemberg) predstavil v apríli 2012 koncepciu sieťovania biotopov v danom štáte. [22]

Nevýhody a kritika siete biotopov

Sieť biotopov ako stratégia ochrany prírody sa všeobecne považuje za opodstatnenú a uznávanú. V mnohých individuálnych prípadoch je však žaloba kritizovaná.

Všeobecnejšia kritika vedie k záveru, že úspech mnohých predtým implementovaných opatrení na vytváranie sietí biotopov je sporný alebo nezistiteľný. Kvôli nedostatku zdrojov na ochranu prírody sa zbytočne míňali a lepšie investovali do priamej ochrany vysokokvalitných biotopov. Väčšina ochranárov nepovažuje túto kritiku za oprávnenú. Napriek tomu je potrebné zdôrazniť, že je potrebné skontrolovať konkrétny úspech opatrení na prepojenie biotopov (ako všetky opatrenia na ochranu prírody) a tieto opatrenia v prípade potreby vylepšiť. Aj keď bolo možné dôkladným štúdiom dokázať vplyv koridorov [23], skutočné zlyhanie mnohých opatrení, ktoré mali podporiť sieť biotopov, je bohužiaľ dobre zdokumentované.

Okrem toho sú v jednotlivých prípadoch problémy so sieťou biotopov pravdepodobné.

Sieť umožňuje rýchlejšie šírenie epidémií a patogénov. V tečúcich vodách z. B. požaduje sa zadržiavanie prehrádzok, pozostatky pôvodných ušľachtilých rakov (Astacus astacus) doteraz chránili pred morom.
Chodby biotopu môžu zabrániť šíreniu nežiaducich druhov, napr. B. neofyty a neozoa, ako aj cieľové druhy. To môže mať homogenizačný účinok.
Sieťovanie biotopov môže podporiť migráciu jednotlivcov do neoptimálnych biotopov, ktoré pôsobia ako poklesy populácie, a tým oslabiť populáciu, ktorú je potrebné zachovať.
Skutočná biológia a rýchlosť šírenia mnohých druhov nie sú známe. To znamená, že projektovanie koridorov biotopov sa dá často uskutočniť iba na základe predpokladov. V jednotlivých prípadoch môžu byť prepojené aj obytné priestory, ktoré v skutočnosti nie je potrebné sieťovať.

Sieťovanie biotopov a zmena podnebia

Ako ďalší argument v prospech vytvárania sietí biotopov sa v diskusii uvádza zmierňovanie (zväčša „zmierňovanie“) účinkov zmeny klímy spôsobených človekom približne od roku 2005 [24] [25]. V dôsledku zmeny podnebia sa početné biotopy menia takým spôsobom, že pravdepodobne stratia časť svojej súčasnej druhovej populácie. Pretože rozsah takmer všetkých druhov preukázateľne dobre koreluje s klimatickými faktormi, možno predpokladať, že sa celkový rozsah mnohých druhov zmení. Stratia viac alebo menej veľké časti svojho predchádzajúceho rozsahu; mohli by to však prípadne vynahradiť rozšírením inde, napr. B. posunutím ich oblasti na sever alebo do kopca. To samozrejme predpokladá, že sa môžu skutočne dostať do tejto novej (pôvodne len potenciálnej) oblasti.

V tejto súvislosti sa diskutuje o posilnení siete biotopov s cieľom zabezpečiť také alternatívne a migračné koridory pre ohrozené druhy. V tejto súvislosti ešte neboli prijaté žiadne skutočné opatrenia. Či by to bolo vôbec sľubné, je vo výskume kontroverzné. Jeden z prvých projektov zameraných na spojenie sietí biotopov a klimatických dopadov sa v súčasnosti pripravuje v Holandsku, „západoeurópskom klimatickom koridore“ na Rýne (provincia Gelderland).