5/03/2013
Biodiversiteit: Nuttig, nodig of overbodig?
Olivier Honnay Afdeling Ecologie, Evolutie & Biodiversiteitsbehoud Departement Biologie
1 Wat is biodiversiteit? 1. Wat is biodiversiteit? 2. Biodiversiteit en ecosysteemdiensten 3. Bedreigingen van biodiversiteit 4. Beleidsperspectieven
1
5/03/2013
“Biodiversity” (˚1986) Biological + Diversity Symposium rond de ecologische, Symposium rond de ecologische economische en sociale dimensies van de diversiteit aan levensvormen op aarde.
Edward Oliver Wilson
Wat is biodiversiteit? 3 componenten:
UN Conference on Environment and Development (Rio De Janeiro, 1992)
‐ Ecosystemen ‐ Soorten ‐ Genen
2
5/03/2013
1. Soortendiversiteit
Hoeveel soorten? (i) gekend & beschreven? (ii) aanwezig op aarde?
1,7 miljoen beschreven soorten
3
5/03/2013
Hoeveel soorten?
Geschat aantal soorten: 11 miljoen; Nog 85% te ontdekken en te beschrijven MEA 2005
Wat is biodiversiteit? 3 componenten:
UN Conference on Environment and Development (Rio De Janeiro, 1992)
‐ Ecosystemen ‐ Soorten ‐ Genen
4
5/03/2013
2. Genetische diversiteit diversiteit aan genen binnen de soort Solanum lycopersicum
Mus musculus
Gallus gallus
Meten van genetische diversiteit DNA extractie
Knippen & Vermenigvuldigen Visualiseren
5
5/03/2013
3. Diversiteit aan ecosystemen
Waar komt al die biodiversiteit vandaan? ‘Speciatie’ of soortsvorming
3,5 miljard jaar gelden
6
5/03/2013
Globaal nam de biodiversiteit toe sinds het ontstaan van het leven, en vooral sinds het Cambrium
“ “speciatie” ”
Biodiversiteit is “dynamisch” - soorten komen en soorten gaan …
Uitgestorven: ca. 500 miljoen jaar gelden
7
5/03/2013
Biodiversiteit is “dynamisch” - soorten komen en soorten gaan …
Uitgestorven: ca. 65 miljoen jaar geleden
Soms gaat het snel … 5 massa‐extincties Levensduur soort: 4 mio jaar
8
5/03/2013
1 Wat is biodiversiteit? 1. Wat is biodiversiteit? 2. Biodiversiteit en ecosysteemdiensten 3. Bedreigingen van biodiversiteit 4. Beleidsperspectieven
Een ecosysteemdienst is een dienst die door een ecosysteem aan mens en maatschappij wordt geleverd Biodiversiteit van een ecosysteem is een belangrijke regulerende factor
Mens en maatschappij
Biodiversiteit
Ecosysteemdiensten
9
5/03/2013
Millennium Ecosystem Assessment (2005)
Productiediensten
Wilde vruchten Brand‐ en constructiehout
agrobiodiversiteit
bushmeat
10
5/03/2013
Biodiversiteit levert genetische bronnen voor plantenveredeling ‘Crop Wild Relatives’ Wilde voorouders of verwanten
Cultuurgewassen
Malus sylvestris
Helianthus p petiolaris
‘Crop Wild Relatives’
Lycopersicon pimpinellifolium Peru (ziekteresistentie)
Lycopersicon peruvianum Peru (kouderesistentie) Lycopersicon esculentum (tomato)
Lycopersicon cheesmanii Galapagos Islands (droogteresistentie)
11
5/03/2013
Sinds 1987 hebben > 60 wilde verwanten van onze cultuurgewassen bijgedragen aan een toename van de landbouwproductie
13 CWRs 13 CWRs tarwe
11CWRs
aardappel
2 CWRs
12 CWRs
rijst
Cassava (maniok)
3 CWRs
sla
2 CWRs
pindanoot
23
Genen van de wilde aardappel Solanum bulbocastanum werden in de cultuuraardappel ingebracht
Solanum bulbocastanum
Phytoftora Infestans
Solanum tuberosum
24
12
5/03/2013
‘Crop Wild Relatives’ 30% toename van de landbouwoogst sinds 1945 ‐ Ziekteresistentie ‐ Abiotische stressresistentie (droogte, koude) ‐ Verhoging oogstkwaliteit/kwantiteit
Oogstvermeerdering met een waarde van 115 miljard dollar/ jaar
13
5/03/2013
Bestuiving van planten: een regulerende ecosysteemdienst 90% van alle planten zijn afhankelijk van bestuivers om vrucht te kunnen zetten.
27
70 % van de landbouwgewassen is afhankelijk van bestuiving door insecten
Klein et al. (2007) Proc R Soc London
14
5/03/2013
Cacao, Theobroma cacao Komkommer, Cucumis sativus
Watermeloen, Citrullus lanatus Kiwi, Actinidia deliciosa
30
15
5/03/2013
Boekweit , Fagopyrum esculentum Appel, Malus domestica
Het belang van bestuiverdiversiteit voor de koffieproductie in Indonesia (Coffea canephora; Robusta‐koffie)
16
5/03/2013
Koffieplantages in Z‐Amerika en Azie
Koffie‐oogst vs. Afstand tot natuurlijke vegetatie
Klein et al. (2003) J Appl Ecol
17
5/03/2013
Hoe mee bijensoorten …. hoe groter de koffie‐oogst
Klein et al. (2003) J Appl Ecol
Waarom is de soortendiversiteit zo belangrijk? Verschillende bijensoorten hebben verschillende preferenties en zijn en zijn complementair
Hoehn et al. (2008) Proc R Soc London
18
5/03/2013
Insect pollinated strawberry
wind pollinated strawberry
10% van de landbouwproductie is afhankelijk van pollinatie
(e.g. koolzaad)
153 miljard EUR per jaar
38
19
5/03/2013
Zuurstof
Koolstofdioxide (Broeikasgas) Zonne‐energie
Biomassa
Mineralen
Water
20
5/03/2013
Biodiversiteit verhoogt de productie van biomassa
Droogteresistentie Biomassa‐productie
Aantal plantensoorten David Tilman
Plantensoortenrijkdom verhoogt biomassaproductie Europa: 8 sites in 7 landen
US: 1 site over 4 jaar
Effects of plant species richness (a) on annual above‐ground plant biomass production in the BIODEPTH experiment and (b) on annual total plant biomass production in the Cedar Creek experiment. filled squares = Germany, line 1; filled circles = Portugal, line 2; filled triangles = Switzerland, line 3; filled diamonds = Greece, line 4; open squares = Ireland, line 5; open circles = Sweden, line 6; open diamonds = Sheffield (UK), line 7 and Silwood Park (UK), line 8.
Hector et al. (2002) Nature
21
5/03/2013
Houtproductie is 25% hoger in gemengde bossen, in vergelijking met monoculturen
gemengde bossen
monoculturen
Vila et al. (2013) PLOS ONE
Mechanismen? (i) Complementariteits‐effect Verschillen in ecologie van de verschillende plantensoorten leidt tot verschillen inzake gebruik van bronnen (‘niche differentiatie’). Daardoor worden de bronnen efficiënter geëxploiteerd.
(ii) Steekproef‐effect of ‘supersoort’‐effect Hoe meer soorten aanwezig, hoe groter de kans dat er een ‘supersoort’ tussenzit die erg veel biomassa aanmaakt (bv. een N‐fixerende soort)
22
5/03/2013
Complementariteits‐ of steekproefeffect? Opname van nitraat door algen: een experiment
Cardinale et al. (2012) Science
Complementariteits‐ of steekproefeffect? Opname van nitraat door algen: een experiment
Heterogene waterstromen superalg
superalg
superalg
superalg
(nichedifferentiatie t.g.v. verschillen stroomsnelheid, aanwezigheid van eilandjes)
Homogene waterstromen (geen plaats voor nichedifferentiatie)
Cardinale et al. (2012) Science
23
5/03/2013
Veranderingen in biomassaproductie t.g.v. soortenverlies ‐ te vergelijken met andere grote antropogene verstoringen
Hooper et al. (2012) Nature
16 – 54 triljoen USD (globaal nationaal product: 18 triljoen USD)
Costanza et al. (1997) Nature
24
5/03/2013
1 Wat is biodiversiteit? 1. Wat is biodiversiteit? 2. Biodiversiteit en ecosysteemdiensten 3. Bedreigingen van biodiversiteit 4. Beleidsperspectieven
Habitatverlies en Overexploitatie Milieu‐ ‐ fragmentatie verontreiniging
Mens en maatschappij
Invasie exoten
Biodiversiteit
Ecosysteemdiensten
25
5/03/2013
1600‐2000
Levensduur soort 4 mio jaar
Levensduur soort 30.000 jaar MEA 2005
5 massa‐extincties; … van de 6e zijn we getuige …
26
5/03/2013
Globale trends in soortendiversiteit
Wild Bird index
Waterbird Population Status Index
Living Planet Index (gewervelden)
Referentie : 1970 (=100%)
Butchard et al. (2010) Science
Vlaanderen: Toestand plant- en diersoorten Rode Lijstsoorten 28%
Met verdwijnen bedreigd (291) Bedreigd (351) kwetsbaar (339)
Overige soorten Achteruitgaand (94) Zeldzaam (717) Momenteel niet bedreigd g ((1459)) Onvoldoende gekend (213)
28 % op de Rode Lijst 6 % verdwenen tijdens de voorbije 100 jaar Bron: INBO
27
5/03/2013
Achteruitgang is soortafhankelijk Boomklever, Boomkruiper, Specht, Fitis, …
Patrijs, Veldleeuwerik, Grauwe Gors, Geelgors, …
Bron: INBO
10% van alle wilde verwanten van cultuurgewassen in Europa zijn bedreigd
European Red List of Vascular Plants 2011
28
5/03/2013
Oorzaken van verlies aan biodiversiteit ‘Evil quartet’
Verdwijnen van habitat
Overbejaging en ‐bevissing
Invasieve soorten
Vervuiling
57
29
5/03/2013
1950‐1990 1950
2050
Wereldwijd verdwenen: • 70% van alle mediterrane bosgebieden, • 75% van het gematigde loofwoud, • 60% van de tropische Loofbossen Landgebruikswijzigingen per bioom (MEA, 2005)
Oorzaken van verlies aan biodiversiteit ‘Evil quartet’
Verdwijnen van habitat
Overbejaging en ‐bevissing
Invasieve soorten
Vervuiling
60
30
5/03/2013
Kabeljauwbestanden
(MEA, 2005)
Vistrofeeen voor de kust van Florida (US)
McClenachan 2009 Cons Biology
31
5/03/2013
Trophy fish caught on Key West charter boats: (a) 1957 (b) early 1980s (c) 2007
McClenachan 2009 Cons Biology
Oorzaken van verlies aan biodiversiteit ‘Evil quartet’
Verdwijnen van habitat
Overbejaging en ‐bevissing
Invasieve soorten
Vervuiling
64
32
5/03/2013
Invasie van niet inheemse soorten ‘enemy release’
Japanse duizendknoop
Chinese wolhandkrab
Exotische soorten in Vlaanderen
% exoten / km2
Bron: INBO
33
5/03/2013
Oorzaken van verlies aan biodiversiteit ‘Evil quartet’
Verdwijnen van habitat
Overbejaging en ‐bevissing
Invasieve soorten
Vervuiling
67
Eutrofiering Intensieve landbouw en verbranding fossiele brandstoffen leiden tot atmosferische depositie van stikstof (N)
bos, heide en soortenrijk grasland (‐‐ 75% overschrijding)
BRON: VMM – MIRA 2008
34
5/03/2013
Vermesting terrestrische habitats
Nitraten in het oppervlaktewater in landbouwgebied ‐ Meetpunten met normoverschrijding
Bron: VMM ‐ MIRA
35
5/03/2013
Vermesting aquatische habitats
Vermesting en verdroging 80% van de Vlaamse habitats die Europese bescherming genieten is in zeer slechte staat
Bron: INBO
36
5/03/2013
Enige plaats waar biodiversiteit min of meer standhoudt in Vlaanderen is in de natuurreservaten Beheerde natuurgebieden: ca. 40.000 ha: 3 tot 4% grondgebied
Bron: INBO
Beleidsrespons
Druk op biodiversiteit 5 van de 5 l b l globale indicatoren
4 van de 5 globale indicatoren
Biodiversiteit
ES
8 van de 10 globale indicatoren
Butchard et al. 2010 Science Rands et al. 2010 Science
37
5/03/2013
1 Wat is biodiversiteit? 1. Wat is biodiversiteit? 2. Biodiversiteit en ecosysteem‐diensten 3. Bedreigingen van biodiversiteit 4. Beleidsperspectieven
2010 ‐ Aichi‐doelstellingen (UN Nagoya conference 2010) 1. At least halve and, where feasible, bring close to zero the rate of loss of natural habitats rate of loss of natural habitats, including forests 2. Establish a conservation target of 17% of terrestrial and inland water areas and 10% of marine and coastal areas and coastal areas 3. Restore at least 15% of degraded areas through conservation and restoration activities
38
5/03/2013
2011 – Oprichting van het IPBES
“IPBES will be an interface between the scientific community and policymakers that aims at building capacity for and strengthen the use of science in it f d t th th f i i policymaking.”
Nobel Peace Prize 2007
2014 ‐ EU hervorming GLB 40 miljard EUR /j aan inkomens‐ steun voor de landbouw Weinig i i garanties i voor milieu‐ ili en biodiversiteitsvriendelijke landbouw
EU subsidies for polluting and unsustainable practices
39
5/03/2013
Belangrijkste uitdaging 21e E Verzoenen biodiversiteitsbehoud met voedselproductie ‘Land sharing’ (extensivering) or ‘land sparing’ (intensivering)’
2050: 9.2 billion
FAO: productie +70% 2011: 7 billion
Bron : FAO
79
40
