Hoten mot Sveriges Biologiska mångfald

1. Hoten mot Sveriges Biologiska mångfald Linköpings Universitet Biologiavdelningen Uno Wennergren

2. Kursens uppläggning • Populationsekologi • Kunskaper om populationstillväxt • Populationernas interaktioner med miljö och andra arter • Sveriges Biologiska Mångfald. • Tillstånd och förändringar • Hot • Sveriges miljömål (de som berör biologisk mångfald) • Bestämdes 2001/2002, skall vara uppfyllda 2020 • Hur ser det ut idag 2003?

3. Första avnittet • Populationstillväxt • På vilket sätt tillväxer populationer? • Hur påverkar överlevnad och reproduktion på individnivå hela populationens tillväxt? • Biologisk Mångfald • Definiera begreppet • Allmäna förutsättningar • Miljömål • Status/når vi delmålen. • Klimat,luft,försurning,gifter,ozon,strålning

4. PopulationstillväxtVarför bry oss? • Biologisk mångfald: • för att kunna definiera BM krävs definitioner kring art och population • För att kunna bedömma hot och risker krävs kunskaper om hur populationer kan förändras dvs kunskaper om populationstillväxt

5. PopulationstillväxtBegreppet population • Population: alla individer eller delmängd av individerna av en art. • Avgränsninig görs ofta geografiskt. • Spridningen mellan olika populationer skall vara mindre än inom populationen • Ofta är individerna inom en population mer genetiskt lika (mer släkt) än individer från olika populationer • En samling populationer inom ett större geografiskt område kan tillsammans bilda en metapopulation. De skall då kunna sprida sig mellan de olika populationerna under en generationstid, dock mer eller mindre bra. T ex 1 av 10 eller en av 1000 under en genration.

6. PopulationstillväxtKonceptuell och matematisk modell. • Populationtillväxt Under ett tidsteg: • x antal individer • b antal födslar/individ • d sannolikheten att dö/individ • i antal individer som immigrerar • e antalet individer som emigrerar e emmigration bx dx Population x ‘dödslar’ födsel i immigration

7. e emmigration bx Population x dx ‘dödslar’ födsel i immigration Populationtillväxt Under ett tidsteg: • x antal individer • b antal födslar/individ • d sannolikheten att dö/individ • i antal individer som immigrerar • e antalet individer som emigrerar • x(t) antal individer vid tiden t Tag ett tidsteg i taget: x(t+1)=x(t)+bx(t)-dx(t)+i-e förändring av populationen under ett tidsteg: x(t+1)-x(t)=bx(t)-dx(t)+i-e x(t+1)-x(t)=(b-d)x(t)+i-e x(t+1)-x(t)=Rx(t)+i-e R tillväxt per individ, en kombination av födslar och dödslar, R=b-d, per tidsenhet x(t+1)=x(t)+bx(t)-dx(t) x(t+1)=(1+b-d)x(t) x(t)=(1+b-d)tx(0) eller x(t)=(1+R)tx(0) (i en del litteratur är R eller λ definierat som vårat 1+R )

8. emmigration e bx Population x dx ‘dödslar’ födsel immigration i Tag ett tidsteg i taget: x(t+1)=x(t)+bx(t)-dx(t)+i-e förändring av populationen under ett tidsteg: x(t+1)-x(t)=bx(t)-dx(t)+i-e x(t+1)-x(t)=(b-d)x(t)+i-e x(t+1)-x(t)=Rx(t)+i-e r tillväxt per individ, en kombination av födslar och dödslar, R=b-d, per tidsenhet Populationtillväxt Under ett tidsteg: • x antal individer • b antal födslar/individ • d sannolikheten att dö/individ • i antal individer som immigrerar • e antalet individer som emigrerar • x(t) antal individer vid tiden t Kontinuerligt dvs ’väldigt små tidsteg’ Dx(t)/dt=rx(t) differentialekvation x(t)=ertx(0) lösningen till differentialekvationen

9. emmigration emmigration emmigration emmigration emmigration e e e e e bx bx bx bx bx Population x Population x Population x Population x Population x dx dx dx dx dx ‘dödslar’ ‘dödslar’ ‘dödslar’ ‘dödslar’ ‘dödslar’ födsel födsel födsel födsel födsel immigration immigration immigration immigration immigration i i i i i Metapopulation

10. Populationstillväxten påverkas av.... • Reproduktion, överlevnad, emmigration och immigration påverkas av..... • Klimat, väder (abiotiska faktorer) • Föda och andra arter (biotiska faktorer) De abiotiska och de biotiska faktorerna kan variera över tiden oberoende av populationens storlek De biotiska faktorerna kan dessutom bero av populationens storlek, t ex hurmycket föda som finns

11. emmigration e bx Population x dx ‘dödslar’ födsel immigration i Populationtillväxt påverkas Under ett tidsteg: • x antal individer • b antal födslar/individ påverkas/ändras • d sannolikheten att dö/individ påverkas/ändras • i antal individer som immigrerar påverkas/ändras • e antalet individer som emigrerar påverkas/ändras • x(t) antal individer vid tiden t påverkas/ändras via parametrarna ovan Tag ett tidsteg i taget förändring av populationen under ett tidsteg: x(t+1)-x(t)=(b(t)-d(t))x(t)+i(t)-e(t) x(t+1)-x(t)=R(t)x(t)+ i(t)-e(t) R(t) tillväxt per individ vid tiden t, en kombination av födslar och dödslar, R(t)=b(t)-d(t)

12. Antag att miljön är konstant över tiden • Reproduktion, överlevnad, emmigration och immigration är samma hela tiden. • Ränta på ränta • Dx(t)/dt=rx(t) differentialekvation • x(t)=ertx(0) lösningen till differentialekvationen • x(t+1)=(1+R)x(t) ett tidsteg i taget • x(t)=(1+R)tx(0) flera tidsteg • Exponentiell tillväxt (utdöende)

13. Pröva själv i exceldokument, finns att hämta via Blackboard

15. Populationstillväxt åldersstruktur • Vi vet att reproduktion beror på ålder hos en individ • Vi vet att en del populationer har relativt sett fler unga individer än andra populationer • Alltså kan två populationer med samma antal individer tillväxa olika mycket beroende på hur stor andel som är gamla respektive unga. Populationens ålderstruktur • Strukturen beror på vilken reproduktion och överlevnad som varit tidigare • Reproduktion och överlevnad beror på abiotiska och biotiska faktorer

16. Biologisk mångfald • Definiera begreppet • Hur mäta? • Vad påverkar artförekomst. • Klimat och geografi • Markanvändning • Luftföroreningar

17. Definiera begreppet Biologisk mångfald • Antal arter och hur många individer för respektive art • Finns metoder att räkna ut ett index • Regionalt kontra nationellt kontra internationellt • Vissa artgrupper kontra alla arter inom ett område • Inte entydigt räkna ut index • Inte möjligt att räkna ut för alla arter inom ett område pga för många arter

18. Vad påverkar artförekomst. • Biotiska och abiotiska faktorer påverkas av • Klimatzoner • Geologi, berggrund, markförhålladen • Ålder på habitat, succesion • Angränsande habitat/miljöer • Mänsklig påverkan • Markanvändning • Luftföroreningar • Mark/vatten utsläpp • Boende/kommunikationer-vägar/byggnader-anläggningar • Avfall • De lokala förhållandena vid en viss tidpunkt bestämmer populationstillväxten. Lokala förhållanden är t ex vilka arter som råkar finnas just då, vilket väder det är/varit, ev utsläpp och hur marken brukas just nu/senaste tiden

19. Kartan visar områden som positivt (kontinentalt klimatinslag) eller negativt (maritimt klimatinslag) avviker från det klimat som vore givet grundat enbart på latitud och höjd över havet

22. En karta över artmångfalden (Shannon-Wieners diversitetsindex) på ståndortskarteringens provytor har framställts som i stora drag visar på regionala skillnader. Egentligen är det mindre meningsfullt att beräkna vegetationsmångfald på bara de 230 arter och artgrupper som ingår i revisionen 1993-1997 och ännu mindre på de 70 arter/artgrupperna från 1983-87. Framförallt är mossor och lavar mycket dåligt representerade. Emellertid finns det anledning att tro att regionala skillnader i mångfald från provytedata i stora drag också återspeglar en verklig skillnad. Shannon-Wieners diversitetsindex beräknas enligt formeln: H´ = -S[pi *log2(pi)]där pi = relativa dominansen hos den i:te arten på en provyta, d. v. s. ni/Sni. H´-värdet på varje provyta utjämnades med Krigingmetoden, där den verkliga rumsliga variationen är utgångspunkten för utjämningen.

23. Traktanalys, kartor över rikedomen av känsliga och sällsynta skogsarter Arter knutna till gran Rödlistade arter 2 poäng Indikatorarter 1 poäng Per kvadratmil Finns risk för att variation ett resultat av ej komplett datamaterial

24. Traktanalys, rikedomen av känsliga och sällsynta skogsarter Arter knutna till ask, alm och lönn Rödlistade arter 2 poäng Indikatorarter 1 poäng Per 5x5 km yta Notera lövängsmarker på Gotland

25. Traktanalys, rikedomen av känsliga och sällsynta skogsarter Arter knutna till ek Rödlistade arter 2 poäng Indikatorarter 1 poäng Per 5x5 km yta Notera Östergötland och eklandskapet

26. Miljömål • Når vi delmålen • Klimatpåverkan • Luft • Försurning • Gifter • Ozon • Strålning

27. Når vi delmålen • I flertalet fallen behövs fler åtgärder för att nå delmålen • I stort är det luft, försurning och rikt odlingslandskap som visar bra trend

28. Klimatpåverkan • Växthuseffekten – notera att alla länder inte är överens • U-länder kontra i-länder • Vad blir effekten? • En del anser det inte bevisat –svårt att bevisa

31. Vilka ’produktionsprocesser’ som bidrar till koldioxidutsläpp i Sverige.

33. Försurning • Skandinaviens magra jordar är extra känsliga för försurning. • Risväxter, bland annat blåbär och lingon, har under senare år minskat i svensk skogsmark, som en följd av kvävenedfallet.

34. Försurning • Svavelnedfallet har minskat • Kvävenedfallet konstant trots minskat i nederbörden men nederbörden har ökat i sig • 13% av arela kritiskt belastad • Återhämtning flera decennier

35. Gifter • Insektsbekämpningsmedel DDT • Industrikemikalier PCB • Biprodukter vid produktion, organiska föreningar HCB • Problem: • Långlivade som PCB finns kvar • Registret på kemiska produkter växer • Bekämpningsmedelsanvändning konstant/ökande • Positivt • En del kända ämnen minskar i naturliga miljöer • Bromerade flamskyddsmedel • Kadmium, kvicksilver, bly • Bekämpningsmedel i en del vattendrag • Åtgärder: • Minskad användning • Bättre/effektivare användning • Bättre hantering av rester/biprodukter - avfallshanering

36. SUMMERING • Biologisk mångfald ej entydigt men dock hanterbart begrepp • Populationstillväxt- • skillnad individ och populationsnivå • Vad som påverkas och av vad • Regional skillnader i Sverige för artförekomst • Miljömålen – • generellt problem • speciellt klimat • Försurning stagnerat • Gifter är svårbedömt

37. Kursens uppläggning • Populationsekologi • Kunskaper om populationstillväxt • Populationernas interaktioner med miljö och andra arter • Sveriges Biologiska Mångfald. • Tillstånd och förändringar • Hot • Sveriges miljömål (de som berör biologisk mångfald) • Bestämdes 2001/2002, skall vara uppfyllda 2020 • Hur ser det ut idag 2003?

38. Första avnittet • Populationstillväxt • På vilket sätt tillväxer populationer? • Hur påverkar överlevnad och reproduktion på individnivå hela populationens tillväxt? • Biologisk Mångfald • Definiera begreppet • Allmäna förutsättningar • Miljömål • Status/når vi delmålen. • Klimat,luft,försurning,gifter,ozon,strålning