Wpływ rolnictwa na środowisko

1. Wpływ rolnictwa na środowisko

2. KALENDARZ • Ziemia istnieje 4.6 miliarda lat • Eukarionty powstały około 1 miliarda lat temu • Pierwsze istoty ludzkie (hominidzi) pojawiły się na Ziemi około 4 milionów lat temu • Początki rolnictwa datują się na 12 tysięcy lat temu • Rozkwit rolnictwa 1650-1850 • Rozkwit nowoczesnego rolnictwa 1950

3. Rolnictwo jest jednym z najważniejszych kulturowych czynników zmian środowiska Rozwój rolnictwa nie byłby możliwy bez uprzedniego powstania społeczności myśliwych-zbieraczy Narodziny rolnictwa spowodowały diametralną zmianę stosunków między człowiekiem a środowiskiem

4. sierp pług

8. Zmiany te wiązały się ze zmianami albedo, teraz zwykle silnie zróżnicowanym sezonowo, w zależności od rodzaju upraw i fazy rozwoju, oraz zmianami bilansu wodnego. A te wpływały na klimat, najpierw w skali lokalnej, a w miarę przybywania terenów rolniczych, także globalnej.

9. Zmiany sposobu użytkowania ziemi K.K. Goldewijk1 & N.Ramankutty, Geojournal, 2004

10. Zmiana krajobrazu: utrata siedlisk naturalnych i bioróżnorodności Stopień przetworzenia krajobrazu

11. Rolnictwo przyczyniło się do zmniejszenia powierzchni zajmowanej przez mokradła. Odwadniano je już w czasach rzymskich, aby wykorzystywać pod uprawy (np. we wschodniej Anglii, czy na wybrzeżu Morza Śródziemnego) Przekształceniu uległy też liczne delty rzek i terasy zalewowe: np. delta Rodanu i Padu. Mokradła

12. Tereny podmokłe: bagna torfowiska moczary i rozlewiska

13. mokradła są siedliskiem wielu gatunków roślin i zwierząt, gdzieindziej nie spotykanych trzciniak błotniak stawowy wodnik czapla siwa

14. Korzyści z terenów podmokłych: Zapobiegają powodziom • Tereny zalewowe zlokalizowane wzdłuż brzegów rzek niwelują falę powodziową • Pozwalają wodzie rozlać się na przybrzeżne łąki Magazynują wodę • Tereny podmokłe stanowią naturalny magazyn wody, z której rośliny mogą korzystać nawet w czasie suszy Zapobiegają erozji • Rośliny rosnące wzdłuż brzegów rzek zapobiegają ich podmywaniu i niszczeniu przez wodę

15. Konwencja o Obszarach Podmokłych, podpisana w Ramsar w Iranie w 1971, jest traktatem międzyrzadowym, który stworzył ramy dla międzynarodowej współpracy i regionalnych działań na rzecz ochrony i mądrego gospodarowania obszarami podmokłymi i ich zasobami. Obecnie Konwencjępodpisało 150 sygnatariuszy, ochrona objęła 1590 siedlisk podmokłych.Łącznie 1034 milionów hektarów, wpisano na Listę Chronionych obszarów podmokłych o Międzynarodowym Znaczeniu.

16. fragmentacja “Fragmentation has become a major subject of research and debate in conservation biology” (Meffe et al. 1997, p. 272)

17. fragmentacja • Definicja: • Termin fragmentacja siedliska obejmuje pięć zjawisk: • Zmniejszenie całkowitej powierzchni zajmowanej przez siedlisko • Zmniejszenie stosunku powierzchni do obwodu siedliska • Izolację jednego fragmentu siedliska od innych • Podzielenie siedliska na kilka mniejszych • Spadek powierzchni zajmowanej przez każdy z fragmentów siedliska

18. fragmentacja Przyczyny naturalne Ślady destrukcji siedlisk na skutek procesów naturalnych: zjawisk wulkanicznych, pożarów leśnych, czy zmian klimatu można znaleźć z zapisach danych kopalnych. Na przykład fragmentacja siedlisk 300 mln lat temu w lasach tropikalnych Euroameryki spowodowała znaczne wymieranie wśród płazów zimnowodnych, ale jednocześnie bardziej suchy klimat wywołał eksplozję zróżnicowania gadów.

19. fragmentacja Przyczyny antropogeniczne Fragmentacja siedlisk jest często powodowana przez człowieka, gdy naturalna roślinność jest usuwana w celu zwiększenia terenów rolniczych lub przemysłowych, budowę dróg, miast lub zbiorników dla elektrowni wodnych. Siedlisko, do tej pory zwarte jest dzielone na mniejsze części. Na skutek intensywnego usuwania roślinności naturalnej, pozostałe fragmenty stają się wyspami naturalnej roślinności o niewielkiej wielkości izolowanymi od siebie obszarami rolniczymi, przemysłowymi, sztucznymi zbiornikami wodnymi, czy drogami. Czasem nawet ziemią niczym nie porośniętą. Ten ostatni przypadek dotyczy wypalania całych połaci lasów deszczowych na cele rolnicze. Na obszarach, na których można uprawiać pszenicę W Nowej Południowej Walii w Australii usunięto około 90% naturalnej roślinności, na preriach Ameryki Północnej nawet do 99%.

20. fragmentacja Skutki Fragmentacja siedlisk ogranicza bioróżnorodność przez ograniczenie dostępnych do rozwoju obszarów (lasy deszczowe, lasy strefy borealnej, tereny podmokłe) dla organizmów z nisz ekologicznych. Fragmentacja siedlisk wiąże się z destrukcją siedlisk. Rośliny i inne organizmy osiadłe giną. Zwierzęta mobilne: zwłaszcza ptaki i ssaki przenoszą się do pozostałych fragmentów odpowiadających im siedlisk. Te stają się zatłoczone i rośnie rywalizacja. Pozostałe fragmenty siedlisk maja sumaryczną powierzchnię mniejszą od początkowej wartości. Gatunki, które są mobilne mogą korzystać z różnych fragmentów. Inne muszą zadowolić się zasobami tego fragmentu, w którym się znalazły.

21. fragmentacja Podstawowym ograniczeniem liczby gatunków jest powierzchnia siedliska . Rozmiar fragmentu wpływa na liczbę gatunków go zamieszkujących w chwili podziału i wpływa na liczbę gatunków, które mogą przeżyć. Małe siedliska mogą służyć małym populacjom, a te są bardziej podatne na zagrożenia. Fluktuacje klimatyczne, zasobów, czy innych czynników, które w większych populacjach przeszłyby niezauważone, lub szybko zrekompensowane, dla małych izolowanych populacji mogą być zabójcze. Dlatego fragmentacja jest jedną z przyczyn wymierania gatunków. Dynamika populacji w takich siedliskach o bardzo różnej powierzchni może być odmienna. W dużych siedliskach populacja może wzrastać, ponieważ będą tam migrować organizmy z małych siedlisk, w których warunki do życia gwałtownie się pogorszyły. I zależy to jednak od odległości pomiędzy poszczególnymi fragmentami populacji. Mogą występować też inne bariery oprócz odległości.

22. fragmentacja Fragmentacja sprzyja też efektom brzegowym. Zmiany w dostępności światła, różnice temperatury i prędkości wiatru zmieniają warunki ekologiczne na zewnątrz obszaru w porównaniu z jego wnętrzem. Mniejsza wilgotność sprzyja powstawaniu pożarów, Gatunki obce mogą wdzierać się na obszar siedliska. Warunki mikroklimatyczne obszarów zewnętrznych różnią się od warunków we wnętrzu i może to sprzyjać innym gatunkom.

23. fragmentacja Fragmentacja wpływa ograniczająco na materiał genetyczny dostępny dla środowiska biotycznego. W miarę zmniejszania się siedlisk i braku połączeń między nimi ułatwiających łączenie się par i rozmnażanie, niektóre gatunki nie są zdolne do przetrwania, ich liczebność spada i stopniowo zanikają.

24. fragmentacja Wskazówki dla ochrony Fragmentacja siedliska często jest przyczyna zagrożenia gatunków je zamieszkujących. Istnienie korzystnego środowiska jest niezbędna pewnym gatunkom do przeżycia. SLOSS (Single Large or Several Small). Jednym z rozwiązań jest tworzenie korytarzy łączących siedliska naturalne . Dążenie do zwiększenia rozmiarów siedlisk naturalnych.

26. Bioróżnorodność Bioróżnorodność jest niezmiernie istotna zarówno w kontekście zachowania środowiska, jak i materiału genetycznego. Jest istotnym elementem globalnego biogeochemicznego obiegu pierwiastków w geologicznej skali czasu i regulatorem klimatu globalnego. Stanowi źródło zasobów, od których zależna jest ludzkość.

27. Bioróżnorodność, a biotechnologia Nie tak dawno jeszcze niektórzy twierdzili, że pewne gatunki są "ekologicznie zbędne", a ich ewentualny zanik byłby bez znaczenia. Rozwój biotechnologii zmienił diametralnie spojrzenie na bioróżnorodność. Bioróżnorodność stała sie potencjalnym źródłem surowców pożytecznych dla medycyny, ochrony upraw, ziołolecznictwa, czy źródłem genów. Utrata bioróżnorodności, czyli zanik pewnych gatunków stanowi bezpowrotną utratę możliwości wykorzystania tych zasobów

28. Bioróżnorodność, a produktywność Badania prowadzone w naturalnych ekosystemach łąkowych pokazały, że te o bardziej zróżnicowanym składzie roślinnym: były odporniejsze na suszę i zdolne do szybszego ożywienia po jej zakończeniu, bardziej produktywne (ocena na podstawie przyrostu biomasy), zawartość azotanów w warstwie poniżej strefy korzeniowej (obszarze niedostępnym dla roślin) była tu mniejsza

29. Erozja gleb Erozja gleby polega na niszczeniu jej górnej warstwy w wyniku wymywania przez wody opadowe i wywiewania przez wiatr. Erozja wpływa na glebę nie tylko tam skąd jest ona usuwana, ale też tam, gdzie pył osadza się zmniejszając przepustowość systemów nawadniajacych, pojemność zbiorników, itp. • Czynniki środowiskowe o podstawowym znaczeniu dla erozji: • siła erozyjna opadu • siła erozyjna wiatru • podatność gleby na erozję

30. Globalne rozmiary erozji gleb w mln ha

31. Gleba piaszczysta jest bardziej narażona na erozję niż gliniasta TYP PODŁOŻA niezabezpieczone brzegi zbiorników wodnych wydeptywanie przez trzodę

32. brzegi zbiorników w okolicach wodopojów rozjeżdżanie przez ciężki sprzęt

33. Degradacja gleb • DEGRADACJA CHEMICZNA: • zanieczyszczenie gleby pestycydami • zasolenie gleby • utrata składników pokarmowych • DEGRADACJA FIZYCZNA: • utrata porowatości na skutek używania ciężkiego sprzętu • brak humusu

34. Globalne rozmiary degradacji gleb w mln ha

35. Pustynnienie

36. Pustynnienie "Pustynnieniem nazywa się zarówno proces zmian, jak i stan środowiska" Thomas i Middleton, 1994 Według UNEP pustynnienie, to: "…wyrazistość skutków ekonomicznych i społecznych procesów, zarówno naturalnych, jak i sztucznych, zakłócających równowagę gleby, roślinności, powietrza i wody w obszarach narażonych na edaficzną lub klimatyczną suszę" ten ciągły proces " …prowadzi do spadku lub destrukcji biologicznego potencjału ziemi, pogarszania warunków życia i rozwoju krajobrazu pustynnego"

37. Podstawowe cechy procesu pustynnienia: Zmiany gleb (zasolenie) Zmiany roślinności (zmniejszenie gęstości biomasy) Zmiany zasobów wody (zawodnienie) Zmiany w atmosferze (albedo) Ponadto zmiany produktywności biologicznej

38. Przyczyny pustynnienia: • Zmiany klimatu • Susze • Praktyki rolnicze • Nadmierny wypas • Opalanie drewnem • Erozja gleb

39. Pustynnienie

41. Salinizacja Gleby w obszarach suchych rozwijają się w środowisku o ograniczonym opadzie, z dużą częstością okresów suchych. Nadmiar parowania nad opadem powoduje, iż zubożone są zasoby wód gruntowych, a sole mineralne rozpuszczone w wodzie akumulują się w glebie, po jej wyparowaniu. Niskie opady charakterystyczne dla obszarów suchych i półsuchych często powodują konieczność dodatkowego nawadniania. Dodatkowe zasoby wody rozpuszczają węglan wapnia oraz sole zawarte w przypowierzchniowej warstwie gleby i transportują je w głąb ziemi.

42. Salinizacja Stopień zasolenia rzek, strumieni i zbiorników wodnych jest groźny dla środowiska. Duże zasolenie zagra za głównie obszarom suchym i półsuchym, na których stosuje się irygację. Systemy irygacyjne zwiększają ilość parującej wody, co zwiększa stężenie soli na nawodnianym obszarze. Gleby poddane irygacji ,mogą również na skutek nawodnienia ulegać większemu zasoleniu, co zmniejsza produktywność plonów i zagraża dostawom wody pitnej.

45. Pond du Gard, Francja

47. współczesne systemy irygacyjne

48. Arizona projekt

49. Chemiczne środki ochrony plonów Chemiczne środki ochrony plonów są produkowane sztucznie i wykorzystywane na dużą skalę w rolnictwie, ogrodnictwie i gospodarce leśnej. Poprawiają wydajność plonów, chroniąc rośliny przed szkodnikami, kontrolując proces ich wzrostu, zmniejszając liczbę chwastów. W efekcie energia słoneczna, woda i składniki pokarmowe służą wzrostowi uprawianych roślin, zwiększając ich produktywność Pestycydy np. DDT Biopestycydy Herbicydy

50. Podsumowanie: Zmiana krajobrazu Defragmentacja naturalnych zbiorowisk roślinnych Spadek bioróżnorodności Wylesianie, osuszanie terenów podmokłych Erozja wietrzna i wodna Degradacja fizyczna i chemiczna Zasolenie Zawodnienie Eutrofizacja zbiorników wodnych Pustynnienie Wpływ na klimat: zmiana albedo zmiana pokrywy roślinnej – bilans cieplny, parowanie wydzielanie i pochłanianie węgla – CO2, metan