Przeczytaj

bg‑green

Zmiany klimatu a bioróżnorodność

Dopływ energii słonecznej i ruch Ziemi określają globalne wzorce klimatyczne. Klimat wpływa na rozmieszczenie i zasięg gatunkówzasięg gatunkuzasięg gatunków, okresy wegetacji, sezonową zmienność ubarwienia i zachowania (np. hibernacjęhibernacjahibernację), cykle rozrodcze i zależności między organizmami w ekosystemach. Zachodząca na naszych oczach zmiana klimatu jest jednym z najpoważniejszych zagrożeń dla życia takiego, jakie znamy.

bg‑yellow

Światło

Słońce ogrzewa atmosferę, lądy i oceany, wpływając na ruch powietrza (wiatry), opady i prądy morskie. Kształt Ziemi zbliżony do kuli (elipsoidalny) powoduje, że kąt padania promieni słonecznych zmienia się na różnych szerokościach geograficznych, wskutek czego docierające do powierzchni naszej planety światło ma różną intensywność. Nierównomierność dostępu światła warunkuje rozmieszczenie organizmów, co w efekcie pozwala wyróżnić charakterystyczne dla danej strefy klimatycznej biomybiombiomy. W cieplejszym klimacie tropików bogactwo gatunkowe ekosystemów jest znacznie większe niż na pustyniach polarnych wokół biegunów.

R1FhCme28qrL51
Mapa świata przedstawia pasowy układ formacji roślinnych, zależny od klimatu w danej szerokości geograficznej. Wilgotny las równikowy – obejmuje obszar bezpośrednich okolic równika. Zwrotnikowy i podzwrotnikowy las wilgotny - Występuje często na granicy lasu równikowego, a także samodzielnie, na duża skalę w Azji wschodniej (południowe Chiny, południowa Japonia) oraz w południowo‑wschodnim USA, zwłaszcza na Florydzie. Las monsunowy i suchy las podrównikowy – występuje w południowej i południowo‑wschodniej Azji oraz środkowo‑południowej i środkowo‑wschodniej Afryce. Sawanna – obejmuje znaczne obszary środkowo‑północnej i środkowo‑południowej Afryki, a także pewne fragmenty północnej Australii i wschodniej Ameryki Południowej. Pustynie i półpustynie – obejmują obszary położone w strefach klimatów zwrotnikowych suchych i podzwrotnikowych suchych (pustynie gorące) oraz niektóre obszary strefy umiarkowanej kontynentalnej w głębi lądów (pustynie chłodne). Roślinność śródziemnomorska – obejmuje część obszarów klimatu podzwrotnikowego wilgotnego. Step – obejmuje pas terenu ciągnący się od wschodniej Europy przez centralną Azję, znaczną część Azji mniejszej. Występuje też na znacznej części Wielkich Równin w Ameryce Północnej oraz w południowej Argentynie. Las liściasty i mieszany strefy umiarkowanej (zrzucający liście na zimę) – formacja występująca we wschodniej Ameryce Północnej, w znacznej większości Europy i we wschodniej Azji. W mniejszym stopniu także we wschodniej Australii, w Nowej Zelandii i południowo‑zachodniej Ameryce Południowej. Tajga – występuje na dużą skalę w Kanadzie (większość terytorium), Europie Północnej i północnej Rosji w strefie klimatu umiarkowanego chłodnego i wyłącznie na półkuli północnej. Tundra – obejmuje obszar dalekiej północny Kanady i Eurazji, ponadto występuje na Alasce, Grenlandii i Islandii, niemal wyłącznie na półkuli północnej (za wyjątkiem skrajnie południowych brzegów Ameryki Południowej). Pustynia lodowa – występuje na skrajnej północy min. we wnętrzu Grenlandii i na niektórych wyspach Archipelagu Arktycznego i innych wyspach Arktyki oraz na Antarktydzie.
Na mapie widoczny jest pasowy układ formacji roślinnych, zależny od klimatu na danej szerokości geograficznej.
Źródło: Sten Porse, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.

Odchylenie osi Ziemi od płaszczyzny jej orbity okołosłonecznej warunkuje sezonowość – zmianę pór roku na obu półkulach. Natomiast obrót Ziemi dookoła osi wywołuje następstwo dnia i nocy. Różne zwierzęta stają się aktywne o innych porach doby. W okolicy równika dzień i noc mają po 12 godzin, w strefie umiarkowanej występuje duże zróżnicowanie ich długości w ciągu roku, a na obszarach ograniczonych kołami podbiegunowymi obie pory trwają po 6 miesięcy (tzw. dzień polarny i noc polarna). Podczas nocy polarnej dodatkowo znacznie spada temperatura. Niewiele organizmów przystosowało się do takich warunków, dlatego podbiegunowa fauna i flora jest stosunkowo uboga.

RQlshOX6TD99g
Zdjęcie ukazuje wiewiórkę - polatuchę syberyjską. Zwierzę siedzi na drzewie. Ma gęstą sierść, puszysty ogon, ubarwienie sierści jasnoszare.
Polatucha syberyjska (Pteromys volans) to jedyny gatunek latającej wiewiórki żyjący w Europie (występuje na obszarze od Finlandii i Estonii po północną Japonię. W XIX w. jej zasięg obejmował również Puszczę Białowieską). Zaczyna aktywność o zmierzchu, niezależnie od pory roku: gdy dzień staje się dłuższy, coraz później rozpoczyna poszukiwanie pożywienia (są to nasiona, owoce, pąki, czasem owady).
Źródło: Чеканов Павел, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 4.0.
bg‑yellow

Temperatura

W okolicach równika stale panuje wysoka temperatura. Woda szybko więc paruje z powierzchni ziemi, tworząc wilgotne masy, które przemieszczają się w kierunku biegunów. W strefie międzyzwrotnikowej ogrzane powietrze zderza z chłodniejszym, co wywołuje ulewne deszcze i pasatypasatypasaty. Takie warunki sprzyjają rozwojowi bioróżnorodności – ekosystemy na tych obszarach są bogate w gatunki (więcej na ten temat przeczytasz w e‑materiale „Ogniska («gorące punkty») bioróżnorodnościPpqXIep4gOgniska («gorące punkty») bioróżnorodności”). Im dalej na północ i południe (czyli im wyższa szerokość geograficzna), tym ekosystemy stają się uboższe.

RMs3YYH0bWy461
Wykres liniowy dotyczy produktywności ekosystemów - to ilość związków organicznych, jaką mogą wytworzyć rośliny w efekcie fotosyntezy. Intensywność fotosyntezy zależy m.in. od temperatury, dlatego produkcja pierwotna (masa roślin na jednostkę powierzchni wyprodukowana przez rok) jest zmienna. Lista elementów:
  • 1. zestaw danych:
    • Temperatura (°C): −13
    • : 250; Podpis osi wartości: Produkcja pierwotna (t/km²/rok)
  • 2. zestaw danych:
    • Temperatura (°C): −10
    • : 300; Podpis osi wartości: Produkcja pierwotna (t/km²/rok)
  • 3. zestaw danych:
    • Temperatura (°C): −5
    • : 500; Podpis osi wartości: Produkcja pierwotna (t/km²/rok)
  • 4. zestaw danych:
    • Temperatura (°C): 0
    • : 750; Podpis osi wartości: Produkcja pierwotna (t/km²/rok)
  • 5. zestaw danych:
    • Temperatura (°C): 5
    • : 1000; Podpis osi wartości: Produkcja pierwotna (t/km²/rok)
  • 6. zestaw danych:
    • Temperatura (°C): 10
    • : 1500; Podpis osi wartości: Produkcja pierwotna (t/km²/rok)
  • 7. zestaw danych:
    • Temperatura (°C): 15
    • : 2000; Podpis osi wartości: Produkcja pierwotna (t/km²/rok)
  • 8. zestaw danych:
    • Temperatura (°C): 20
    • : 2250; Podpis osi wartości: Produkcja pierwotna (t/km²/rok)
  • 9. zestaw danych:
    • Temperatura (°C): 25
    • : 2500; Podpis osi wartości: Produkcja pierwotna (t/km²/rok)
  • 10. zestaw danych:
    • Temperatura (°C): 30
    • : 2500; Podpis osi wartości: Produkcja pierwotna (t/km²/rok)

  • temperatura : −13

    : 250

  • temperatura : −10

    : 300

  • temperatura : −5

    : 500

  • temperatura : 0

    : 750

  • temperatura : 5

    : 1000

  • temperatura : 10

    : 1500

  • temperatura : 15

    : 2000

  • temperatura : 20

    : 2250

  • temperatura : 25

    : 2500

  • temperatura : 30

    : 2500

Produktywność ekosystemów to ilość związków organicznych, jaką mogą wytworzyć rośliny w efekcie fotosyntezy. Intensywność fotosyntezy zależy m.in. od temperatury, dlatego produkcja pierwotna (masa roślin na jednostkę powierzchni wyprodukowana przez rok) jest zmienna.

Ciepło ze strefy równikowej przenoszone jest w stronę biegunów również przez wywoływane przez wiatry prądy morskie. Natomiast w stronę przeciwną przemieszczają się zimne masy wody. Prądy te zakłócają strefowość w rozkładzie temperatury na Ziemi oraz wpływają m.in. na zasolenie wód i zawartość w nich tlenu, co ma ogromny wpływ na rozwój świata roślinnego i zwierzęcego w oceanie światowym.

Ponadto prądy morskie wynoszą ze strefy dennej zimne, bogate w minerały wody (zjawisko upwellinguupwellingupwellingu). Stymulują one rozwój fitoplanktonu i zależnych od niego organizmów, w tym ryb, które tworzą ławice w określonych miejscach, obfitujących w pokarm (więcej o wpływie prądów morskich na bogactwo gatunków przeczytasz w e‑materiale pt. „Prądy morskie a bioróżnorodnośćPWsBFyPptPrądy morskie a bioróżnorodność”).

RtwfoRNVNwUck1
Wykres kolumnowy dotyczy liczby gatunków morskich w trzech strefach klimatycznych. Lista elementów:
  • 1. zestaw danych:
    • Strefa klimatyczna: TROPIKI
    • Skorupiaki obunogie: 1150; Podpis osi wartości: Liczba gatunków
    • Glony makroskopowe: 1500; Podpis osi wartości: Liczba gatunków
    • Fauna żyjąca w przybrzeżnym osadzie: 200; Podpis osi wartości: Liczba gatunków
  • 2. zestaw danych:
    • Strefa klimatyczna: STREFA UMIARKOWANA
    • Skorupiaki obunogie: 1300; Podpis osi wartości: Liczba gatunków
    • Glony makroskopowe: 300; Podpis osi wartości: Liczba gatunków
    • Fauna żyjąca w przybrzeżnym osadzie: 100; Podpis osi wartości: Liczba gatunków
  • 3. zestaw danych:
    • Strefa klimatyczna: STREFA ARKTYCZNA
    • Skorupiaki obunogie: 1100; Podpis osi wartości: Liczba gatunków
    • Glony makroskopowe: 100; Podpis osi wartości: Liczba gatunków
    • Fauna żyjąca w przybrzeżnym osadzie: 50; Podpis osi wartości: Liczba gatunków

  • strefa_klimatyczna : TROPIKI

    skorupiaki_obunogie : 1150

    glony_makroskopowe : 1500

    fauna_żyjąca_w przybrzeżnym_osadzie : 200

  • strefa_klimatyczna : STREFA UMIARKOWANA

    skorupiaki_obunogie : 1300

    glony_makroskopowe : 300

    fauna_żyjąca_w przybrzeżnym_osadzie : 100

  • strefa_klimatyczna : STREFA ARKTYCZNA

    skorupiaki_obunogie : 1100

    glony_makroskopowe : 100

    fauna_żyjąca_w przybrzeżnym_osadzie : 50

Liczba gatunków morskich w trzech strefach klimatycznych.

Duże glony morskie najlepiej rozwijają się w strefie okołorównikowej, gdzie natężenie niezbędnego do fotosyntezy światła jest największe. Podobnie fauna żyjąca w osadach przybrzeżnych również będzie występować najliczniej w szczególnie bogatych ekosystemach strefy tropikalnej. Liczba gatunków planktonowych skorupiaków zależy natomiast od dostępności fitoplanktonu, którym się odżywiają. Fitoplankton, tak jak glony makroskopowe, przeprowadza fotosyntezę i dlatego lokalizuje się w strefie powierzchniowej oceanu, do której dociera niezbędne do tego procesu światło. Jednak czynnikiem ograniczającym rozwój fitoplanktonu bardziej niż światło jest dostępność soli mineralnych, w które wody powierzchniowe są ubogie ze względu na szybkie opadanie na dno martwej materii organicznej, będącej ich źródłem. Z tego powodu ilość fitoplanktonu i tym samym odżywiających się nimi skorupiaków obunogich będzie zależeć od zjawiska upwellingu, czyli wynoszenia pod powierzchnię soli mineralnych z wód głębinowych.
bg‑green

Wyspy ekologiczne

Wyspa ekologiczna to ekosystem (lub grupa ekosystemów o zbliżonym charakterze) znajdujący się w odmiennym siedliskusiedliskosiedlisku. W oceanie może to być zależne od prądów morskich łowisko, a na jeziorze np. strefa przybrzeżna. Na lądzie wyspą ekologiczną może być dolina górska lub las otoczony polami uprawnymi. Im większą ma powierzchnię taka wyspa, tym większą cechuje się różnorodnością biologiczną.

R1ZyW4WsxLjOJ
Zdjęcie przedstawia jaskinię. Ma liczne nacieki: stalaktyty, stalagmity. Formy są urozmaicone i podświetlone.
Jaskinia to przykład lądowej wyspy ekologicznej. Panuje w niej zupełnie inny mikroklimat niż na zewnątrz: małe wahania temperatury, brak światła, brak wiatrów, często obecność wody. W takim środowisku, tolerowanym przez niewiele organizmów, rozwijają się specyficzne ekosystemy. Zróżnicowanie gatunków jest też inne przy wejściu do jaskini niż w głębi.
Źródło: Semu, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 4.0.
bg‑yellow

Mikroklimat

Lokalne warunki cieplne, glebowe, ukształtowanie terenu czy np. obecność drzew to czynniki kształtujące mikroklimat. Na nasłonecznionym zboczu wzgórza może występować ekosystem o innym składzie gatunkowym niż od strony zacienionej. Las liściasty stwarza organizmom całkiem inne warunki wiosną i zimą. Duży zbiornik wodny wpływa na mikroklimat okolicy inaczej niż sąsiedztwo zabudowań w mieście. Mikroklimat określa różnicę warunków, w jakich żyją rośliny i zwierzęta: inny będzie dla drzewa rosnącego na polanie, a inny dla dżdżownic w glebie tej polany.

ROGhYWEPcM9sN
Zdjęcie przedstawia widok z lotu ptaka na winnicę. Winorośla rosną w równych rzędach. Mają jesienne kolory liści.
Winnice wymagają ciepłego, łagodnego mikroklimatu. Takie warunki występują na zachodzie Polski, gdzie od dawna produkowane jest wino. Ocieplenie klimatu sprawia, że uprawa winorośli jest możliwa na coraz większym obszarze.
Źródło: Pixabay, domena publiczna.

Słownik

biom
biom

rozległy region składający się z wielu ekosystemów, odznaczający się charakterystycznymi warunkami środowiskowymi; na obszarach o zbliżonym klimacie powstają podobne biomy

hibernacja
hibernacja

(łac. hiberno – zimuję) sen zimowy, stan znacznego obniżenia tempa metabolizmu, np. obniżenie temperatury ciała, zmniejszenie częstości oddechów, bicia serca; umożliwia przetrwanie niekorzystnych warunków

pasaty
pasaty

stałe wiatry w strefie międzyzwrotnikowej, wiejące od wyżów zwrotnikowych ku równikowi

siedlisko
siedlisko

habitat (łac. habito – mieszkam) miejsce, fragment biosfery, w którym osobnik, gatunek lub grupa organizmów może przebywać stale lub tymczasowo

upwelling
upwelling

(z ang.) wynoszenie zimnych, bogatych w składniki mineralne wód z głębin na powierzchnię; umożliwia rozwój fitoplanktonu

zasięg gatunku
zasięg gatunku

obszar zamieszkiwany przez gatunek; zależy m.in. od czynników klimatycznych

Wprowadzenie
Film