Wat is biodiversiteit? Drie niveaus
Biodiversiteit is de verscheidenheid van levende wezens op elk niveau van het leven. Het woord werd bekend door de wetenschapper Edward Wilson.
- Genetische diversiteit: variatie van genen binnen één soort. India heeft meer dan 50.000 soorten rijst en ongeveer 1.000 soorten mango. De geneeskrachtige plant Rauwolfia vomitoria maakt op verschillende plaatsen verschillende hoeveelheden van het medicijn reserpine.
- Soortendiversiteit: het aantal verschillende soorten. De Westelijke Ghats hebben meer soorten amfibieën dan de Oostelijke Ghats.
- Ecologische diversiteit: variatie van ecosystemen: woestijnen, regenwouden, mangroven, koraalriffen, wetlands, estuaria en alpiene weiden. India heeft er veel meer van dan een land als Noorwegen.
Hoeveel soorten?
Tot nu toe zijn ongeveer 1,5 miljoen soorten beschreven, maar wetenschappers schatten dat het totaal rond de 7 miljoen ligt. Meer dan 70% van de bekende soorten zijn dieren, en insecten vormen de grootste groep. India heeft maar ongeveer 2,4% van het landoppervlak van de wereld, maar ongeveer 8% van alle soorten, en is dus een van de 12 megadiverse landen.
Patronen van biodiversiteit
Breedtegraadgradiënt
De diversiteit neemt af als we van de evenaar naar de polen gaan. Colombia bij de evenaar heeft rond 1.400 vogelsoorten; Groenland ver in het noorden ongeveer 56. Het Amazone-regenwoud heeft het rijkste leven op aarde.
Waarom de tropen rijker zijn: (1) ze werden miljoenen jaren niet verstoord door ijstijden, dus soorten hadden lang de tijd om te ontstaan; (2) het klimaat is stabiel en voorspelbaar, dus soorten kunnen zich specialiseren; (3) meer zonlicht het hele jaar betekent meer productiviteit.
Soort-oppervlakterelatie
De ontdekkingsreiziger Alexander von Humboldt zag dat het aantal soorten groeit met het onderzochte oppervlak, maar slechts tot op zekere hoogte. Op een log-log-grafiek is het een rechte lijn:
log S = log C + Z log A
S = soortenrijkdom, A = oppervlak, Z = helling (regressiecoëfficiënt), C = snijpunt met de Y-as. Voor kleine gebieden is Z ongeveer 0.1–0.2, voor elke groep of plaats. Voor zeer grote gebieden, zoals hele continenten, is Z steiler, ongeveer 0.6–1.2.
Het belang van biodiversiteit
Stabiliteit en productiviteit
Langdurige veldexperimenten (David Tilman) toonden aan dat percelen met meer soorten van jaar tot jaar minder schommelden in totale biomassa en productiever waren. Een rijk ecosysteem is stabieler.
Rivet popper-hypothese
Paul Ehrlich vergeleek een ecosysteem met een vliegtuig en soorten met de klinknagels (rivets). Een paar klinknagels kwijtraken hoeft niet erg te zijn, maar veel klinknagels verliezen, of één sleutelklinknagel (een sleutelsoort op de 'vleugel'), kan het hele systeem laten instorten.
Waarom zouden we erom geven?
- Eng utilitair (direct nut): directe opbrengsten zoals voedsel, vezels, brandhout, medicijnen (meer dan 25% van de medicijnen komt uit planten), kleurstoffen en harsen. Het zoeken in de natuur naar nuttige stoffen heet bioprospectie.
- Breed utilitair: ecosysteemdiensten zoals zuurstof uit bossen, bestuiving door bijen en vogels, schoon water, vruchtbare grond en gewoon schoonheid en plezier.
- Ethisch: elke soort heeft recht om te bestaan; we delen de planeet en moeten die in goede staat doorgeven.
Verlies van biodiversiteit: het evil quartet
De IUCN telde ongeveer 784 uitgestorven soorten in de laatste 500 jaar, zoals de dodo (Mauritius), de quagga (Afrika), de buidelwolf (Australië) en de zeekoe van Steller (Rusland). Het huidige tempo is naar schatting 100 tot 1.000 keer hoger dan het natuurlijke tempo, vooral door mensen: dit heet de zesde massa-extinctie.
Verlies van soorten verlaagt de plantenproductie, verzwakt de weerstand tegen droogte en plagen, en maakt processen zoals waterverbruik en ziektecycli minder stabiel.
Vier oorzaken (evil quartet)
- Verlies en versnippering van leefgebied: de grootste oorzaak. Tropisch regenwoud bedekte vroeger ongeveer 14% van het land, nu ongeveer 6%. Als een groot leefgebied in kleine stukken wordt gesneden, gaan dieren die veel ruimte nodig hebben (grote katten, trekvogels) achteruit.
- Overexploitatie: te veel nemen. De zeekoe van Steller en de trekduif werden uitgeroeid door jacht. Veel zeevissen worden overbevist.
- Invasie van uitheemse soorten: de Nijlbaars, uitgezet in het Victoriameer, roeide meer dan 200 soorten cichliden uit. Parthenium (Parthenium), Lantana en waterhyacint schaden Indiase ecosystemen. De Afrikaanse meerval Clarias gariepinus bedreigt inheemse meervallen.
- Co-extinctie: als een soort uitsterft, sterven soorten die ervan afhangen ook uit, zoals parasieten van een gastheer, of een plant en zijn enige bestuiver.
Bedreigde soorten en het Red Data Book
De International Union for Conservation of Nature (IUCN) beheert de Rode Lijst, die voor het eerst werd gedrukt als het Red Data Book. Daarin staat hoe dicht elke soort bij uitsterven is.
| Categorie | Betekenis in gewone woorden |
|---|---|
| Least Concern (LC) | Algemeen, nu niet in gevaar |
| Near Threatened (NT) | Kan binnenkort bedreigd worden |
| Vulnerable (VU) | Hoog risico in het wild |
| Endangered (EN) | Zeer hoog risico |
| Critically Endangered (CR) | Extreem hoog risico |
| Extinct in the Wild (EW) | Leeft alleen nog in dierentuinen of op boerderijen |
| Extinct (EX) | Nergens een exemplaar over |
VU, EN en CR samen heten bedreigd (threatened). Indiase voorbeelden: de tijger en de Ganges-dolfijn zijn endangered; de reuzentrap (great Indian bustard) en de gaviaal zijn critically endangered. Het Red Data Book helpt bij het plannen van bescherming, het vergroten van bewustzijn en het vinden van soorten die dringend hulp nodig hebben.
Behoud: in situ en ex situ
In situ (ter plaatse) behoud beschermt soorten in hun natuurlijke thuis, samen met het hele ecosysteem. Het is de beste manier, omdat de soort zijn natuurlijke banden behoudt. Voorbeelden: hotspots, beschermde gebieden, heilige bossen.
Ex situ (buiten het leefgebied) behoud beschermt soorten buiten hun thuis, en wordt gebruikt als een soort zo bedreigd is dat hij speciale zorg nodig heeft:
- Dierentuinen, botanische tuinen, safaripark.
- Fokken in gevangenschap en uitzetten (bijvoorbeeld gieren en gavialen in India).
- Cryopreservatie: voortplantingscellen (gameten) van bedreigde soorten opslaan bij zeer lage temperatuur (−196 °C in vloeibare stikstof), zodat ze lang levend blijven.
- Zaadbanken voor gewassen en wilde zaden, weefselkweek van planten en in-vitrofertilisatie.
Landen werken ook samen: de Earth Summit (Rio de Janeiro, 1992) leidde tot het Verdrag inzake Biologische Diversiteit, en de World Summit on Sustainable Development (Johannesburg, 2002) stelde een doel om het tempo van verlies te verlagen.
Biodiversiteitshotspots
Een hotspot is een regio met (1) een zeer groot aantal soorten, (2) veel endemische soorten (die nergens anders voorkomen) en (3) zware bedreiging, doordat een groot deel van de oorspronkelijke plantenbedekking verloren is gegaan. Het idee komt van Norman Myers.
Eerst werden 25 hotspots genoemd; later kwamen er meer bij tot 34 (nu ongeveer 36). Samen beslaan ze minder dan 2% van het landoppervlak van de aarde, maar bevatten ze een zeer groot deel van alle soorten. Als we ze goed beschermen, kan het huidige uitsterftempo met wel 30% omlaag.
Hotspots die India raken: Westelijke Ghats en Sri Lanka, Indo-Burma en de Himalaya (de Nicobaren vallen onder de hotspot Sundaland).
Beschermde gebieden: nationale parken, reservaten, biosfeerreservaten, Ramsar-gebieden
- Nationaal park: alleen voor wilde dieren bestemd. Privérechten, begrazing, landbouw en bomen kappen zijn niet toegestaan. Voorbeelden: Jim Corbett (Uttarakhand, het eerste, 1936), Kaziranga (Assam), Gir (Gujarat).
- Wildreservaat (sanctuary): beschermt dieren, maar sommige menselijke activiteiten, zoals hout of bosproducten verzamelen, kunnen zijn toegestaan als ze de dieren niet schaden. Voorbeelden: Bharatpur (Keoladeo) was een vogelreservaat voordat het een nationaal park werd; Periyar (Kerala).
- Biosfeerreservaat: een groot gebied om het hele ecosysteem te beschermen en de lokale bevolking te steunen. Het heeft drie zones: kern (geen menselijke activiteit), buffer (onderzoek, onderwijs, beperkt gebruik) en overgang (dorpen, landbouw, toerisme). Voorbeelden: Nilgiri, Sundarbans, Nanda Devi, Golf van Mannar. India heeft er 18.
- Ramsar-gebied: een wetland van internationaal belang onder het Ramsar-verdrag (Iran, 1971). Wetlands zuiveren water, beheersen overstromingen en bieden onderdak aan trekvogels. Indiase voorbeelden: Chilikameer (Odisha), Keoladeo (Rajasthan), Loktakmeer (Manipur), Wularmeer (Jammu en Kasjmir), Sambharmeer (Rajasthan). India heeft meer dan 85 Ramsar-gebieden en het aantal groeit nog.
India heeft meer dan 100 nationale parken en meer dan 550 wildreservaten.
Heilige bossen
Heilige bossen zijn stukjes bos die lokale gemeenschappen beschermen vanwege religieuze of culturele overtuigingen. Niemand kapt er bomen of jaagt er, dus ze zijn veilige thuishavens voor veel zeldzame en endemische planten en dieren.
Voorbeelden: de Khasi- en Jaintia-heuvels van Meghalaya, de Aravalli-heuvels van Rajasthan, de Westelijke Ghats in Karnataka en Maharashtra, en Sarguja, Chanda en Bastar in Madhya Pradesh en Chhattisgarh. In Meghalaya zijn sommige heilige bossen de laatste schuilplaats van veel zeldzame planten. Ze laten zien dat tradities van gemeenschappen krachtige middelen voor natuurbehoud kunnen zijn.
Wat het schoolexamen vraagt
Veelgestelde vragen: leg de soort-oppervlakterelatie uit en schrijf de vergelijking op; geef redenen voor de grotere diversiteit in de tropen; leg de rivet popper-hypothese uit; noem en verklaar het evil quartet met voorbeelden; definieer hotspots en noem die in India; geef het verschil tussen in situ en ex situ, en tussen nationaal park, wildreservaat en biosfeerreservaat; wat zijn heilige bossen; wat is het Red Data Book. Korte casusvragen beschrijven vaak een uitheemse soort of een verdwenen bestuiver en vragen je de oorzaak te noemen.
Belangrijke formules en begrippen
- [object Object]
- [object Object]
- [object Object]
- [object Object]
- [object Object]
- [object Object]
- [object Object]
Uitgewerkte voorbeelden
1. Voor een groep planten geldt C = 20 en Z = 0.2. Hoeveel soorten verwacht je in een gebied van 100,000 m² (log 100,000 = 5)?
log S = log 20 + 0.2 × 5 = 1.301 + 1 = 2.301. S = 10^2.301 ≈ 200 soorten.
2. Met Z = 0.2 wordt het oppervlak 32 keer groter. Met hoeveel groeit het aantal soorten?
S ∝ A^Z, dus S groeit met een factor 32^0.2 = 2 (want 2⁵ = 32). Een 32 keer groter gebied verdubbelt de soorten maar.
3. Een eiland van 10 km² heeft 40 soorten hagedissen. Schat met Z = 0.3 het aantal soorten op een eiland van 1,000 km².
Verhouding van de oppervlakten = 100. S₂ = 40 × 100^0.3 = 40 × 10^0.6 ≈ 40 × 3.98 ≈ 159 soorten, ongeveer 160.
4. Noem de oorzaak van verlies in elk geval: (a) Nijlbaars in het Victoriameer, (b) een parasiet sterft als zijn gastheervis uitsterft, (c) trekduif uitgeroeid door jacht, (d) bos gekapt voor een snelweg.
(a) Invasie van uitheemse soorten, (b) co-extinctie, (c) overexploitatie, (d) verlies en versnippering van leefgebied.
5. De aantallen van een soort in het wild dalen zo sterk dat hij alleen nog in dierentuinen leeft. Welke Rode Lijst-categorie is dit? Is hij 'bedreigd' (threatened)?
Extinct in the Wild (EW). Dit valt buiten de drie bedreigde categorieën (VU, EN, CR); er zijn alleen nog ex situ populaties.
6. Deel elk in als in situ of ex situ: Kaziranga National Park, zaadbank, heilig bos in Meghalaya, ingevroren sperma van een zeldzaam hert, Ramsar-gebied Chilika.
In situ: Kaziranga, heilig bos, Chilika. Ex situ: zaadbank, ingevroren sperma.
7. Een dorpeling wil vee laten grazen en brandhout verzamelen bij een beschermd bos. Waar kan wat: kern van een nationaal park, wildreservaat, overgangszone van een biosfeerreservaat?
Nationaal park: geen van beide is toegestaan. Wildreservaat: hout verzamelen kan toegestaan zijn als het de dieren niet schaadt; begrazing is meestal beperkt. Overgangszone van een biosfeerreservaat: ja, mensen wonen en gebruiken daar het land op een duurzame manier.
Veelgemaakte fouten
- Zeggen dat 'hotspot' alleen veel soorten betekent. Er hoort ook veel endemisme en hoge bedreiging bij.
- Nationaal park en wildreservaat door elkaar halen: in een nationaal park is geen menselijk gebruik toegestaan; in een wildreservaat soms wel.
- Denken dat Z hetzelfde is voor kleine gebieden en continenten. Het is ongeveer 0.1–0.2 voor kleine gebieden en 0.6–1.2 voor hele continenten.
- Dierentuinen en zaadbanken in situ noemen. Ze zijn ex situ, omdat de soort buiten zijn natuurlijke thuis wordt bewaard.