Biodiversiteit:
Nuttig, nodig of overbodig?
Olivier Honnay
Afdeling Ecologie, Evolutie & Biodiversiteitsbehoud Departement Biologie1 Wat is biodiversiteit?
1. Wat is biodiversiteit?
2. Biodiversiteit en ecosysteemdiensten
3. Bedreigingen van biodiversiteit
4. Beleidsperspectieven
“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: Ecosystemen UN Conference on Environment and Development (Rio De Janeiro, 1992) ‐ Ecosystemen ‐ Soorten ‐ Genen1. Soortendiversiteit
Hoeveel soorten? (i) gekend & beschreven? (ii) aanwezig op aarde? 1,7 miljoen beschreven soortenHoeveel soorten?
MEA 2005
Geschat aantal soorten: 11 miljoen; Nog 85% te ontdekken en te beschrijven
Wat is biodiversiteit?
3 componenten: Ecosystemen UN Conference on Environment and Development (Rio De Janeiro, 1992) ‐ Ecosystemen ‐ Soorten ‐ Genen2. Genetische diversiteit
diversiteit aan genen binnen de soort
Mus musculus Solanum lycopersicum
Gallus gallus
Meten van genetische diversiteit
DNA extractie
Knippen &
Vermenigvuldigen
3. Diversiteit aan ecosystemen
‘Speciatie’ of soortsvorming
Waar komt al die biodiversiteit vandaan?
3,5 miljard jaar gelden
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 …
Biodiversiteit is “dynamisch” - soorten komen en soorten gaan …
Uitgestorven: ca. 65 miljoen jaar geleden
Soms gaat het snel … 5 massa‐extincties
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
Millennium Ecosystem Assessment (2005) Productiediensten Wilde vruchten agrobiodiversiteit Brand‐ en constructiehout bushmeat
Biodiversiteit levert genetische bronnen voor plantenveredeling ‘Crop Wild Relatives’ Cultuurgewassen Wilde voorouders of verwanten Malus sylvestris Helianthus petiolaris Malus sylvestris p Lycopersicon pimpinellifolium Peru (ziekteresistentie) ‘Crop Wild Relatives’ Lycopersicon peruvianum Peru (kouderesistentie) Lycopersicon esculentum (tomato) Lycopersicon cheesmanii Galapagos Islands (droogteresistentie)
Sinds 1987 hebben > 60 wilde verwanten van onze cultuurgewassen bijgedragen aan een toename van de landbouwproductie
13 CWRs 11CWRs 13 CWRs 12 CWRs 11CWRs 2 CWRs tarwe aardappel 23 3 CWRs 2 CWRs sla rijst Cassava (maniok) pindanoot
Genen van de wilde aardappel Solanum bulbocastanum werden in de cultuuraardappel ingebracht
Solanum tuberosum Phytoftora Infestans
Solanum bulbocastanum
‘
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
90% van alle planten zijn afhankelijk van bestuivers om vrucht te kunnen zetten.
Bestuiving van planten: een regulerende ecosysteemdienst
27
70 % van de landbouwgewassen is afhankelijk van
bestuiving door insecten
Cacao, Theobroma cacao Komkommer, Cucumis sativus
Watermeloen, Citrullus lanatus Kiwi, Actinidia deliciosa
Boekweit , Fagopyrum esculentum Appel, Malus domestica
Het belang van bestuiverdiversiteit voor de koffieproductie in Indonesia (Coffea canephora; Robusta‐koffie)
Koffieplantages in Z‐Amerika en Azie
Koffie‐oogst vs. Afstand tot natuurlijke vegetatie
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 preferenties en zijn complementair Hoehn et al. (2008) Proc R Soc London
Insect pollinated strawberry wind pollinated strawberry
10% van de landbouwproductie is afhankelijk van pollinatie
(e.g. koolzaad)
38
Koolstofdioxide (Broeikasgas) Zonne‐energie Zuurstof Biomassa Water Mineralen
Droogteresistentie Biomassa‐productie
Biodiversiteit verhoogt de productie van biomassa
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
Houtproductie is 25% hoger in gemengde bossen, in vergelijking met monoculturen gemengde bossen Vila et al. (2013) PLOS ONE monoculturen (i) Complementariteits‐effect
Mechanismen?
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)Complementariteits‐ of steekproefeffect?
Opname van nitraat door algen: een experiment
Cardinale et al. (2012) Science
Heterogene waterstromen
Complementariteits‐ of steekproefeffect?
Opname van nitraat door algen: een experiment
superalg Heterogene waterstromen (nichedifferentiatie t.g.v. verschillen stroomsnelheid, aanwezigheid van eilandjes) superalg Homogene waterstromen
(geen plaats voor nichedifferentiatie)
Cardinale et al. (2012) Science superalg
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)
1 Wat is biodiversiteit?
1. Wat is biodiversiteit?
2. Biodiversiteit en ecosysteemdiensten
3. Bedreigingen van biodiversiteit
4. Beleidsperspectieven
Habitatverlies en ‐ fragmentatie Milieu‐ verontreiniging Overexploitatie Invasie exoten Mens en maatschappij Biodiversiteit Ecosysteemdiensten1600‐2000 Levensduur soort 30.000 jaar Levensduur soort 4 mio jaar MEA 2005
5 massa‐extincties;
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
Met verdwijnen bedreigd (291) 28% Bedreigd (351) kwetsbaar (339) Overige soorten Achteruitgaand (94) Zeldzaam (717)
Momenteel niet bedreigd (1459) 28%
g ( )
Onvoldoende gekend (213)
28 % op de Rode Lijst
6 % verdwenen tijdens de voorbije 100 jaar
Achteruitgang is soortafhankelijk
Boomklever, Boomkruiper, Specht, Fitis, … Patrijs, Veldleeuwerik, Grauwe Bron: INBO Gors, Geelgors, …10% van alle wilde verwanten van cultuurgewassen in
Europa zijn bedreigd
Oorzaken van verlies aan biodiversiteit
‘Evil quartet’
57 Verdwijnen van habitat Overbejaging en ‐bevissing Vervuiling Invasieve soorten1950 1950‐1990 2050 Wereldwijd verdwenen: •70% van alle mediterrane bosgebieden, 2050 Landgebruikswijzigingen per bioom (MEA, 2005) •75% van het gematigde loofwoud, •60% van de tropische Loofbossen
Oorzaken van verlies aan biodiversiteit
‘Evil quartet’
60 Verdwijnen van habitat Overbejaging en ‐bevissing Vervuiling Invasieve soortenKabeljauwbestanden
(MEA, 2005)
Vistrofeeen voor de kust van Florida (US)
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’
64 Verdwijnen van habitat Overbejaging en ‐bevissing Vervuiling Invasieve soortenInvasie van niet inheemse soorten
‘enemy release’
Japanse duizendknoop Chinese wolhandkrab
Exotische soorten in Vlaanderen
% exoten / km2
Oorzaken van verlies aan biodiversiteit
‘Evil quartet’
67 Verdwijnen van habitat Overbejaging en ‐bevissing Vervuiling Invasieve soorten EutrofieringIntensieve landbouw en verbranding fossiele brandstoffen leiden tot atmosferische depositie van stikstof (N)
BRON: VMM – MIRA 2008
Vermesting terrestrische habitats
Nitraten in het oppervlaktewater in landbouwgebied ‐ Meetpunten met normoverschrijding
Vermesting aquatische habitats
Vermesting en verdroging
80% van de Vlaamse habitats die Europese bescherming genieten is in zeer slechte staat
Beheerde natuurgebieden: ca. 40.000 ha: 3 tot 4% grondgebied
Enige plaats waar biodiversiteit min of meer standhoudt in Vlaanderen is in de natuurreservaten Bron: INBO Druk op biodiversiteit Beleidsrespons 5 van de 5 l b l Biodiversiteit globale indicatoren 4 van de 5 globale indicatoren Butchard et al. 2010 Science Rands et al. 2010 Science 8 van de 10 globale indicatoren ES
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 forests2. 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
2011
– Oprichting van het IPBES
“IPBES will be an interface between the scientific community and policymakers that aims at building it f d t th th f i i capacity for and strengthen the use of science in policymaking.”Nobel Peace Prize 2007
2014 ‐ EU hervorming GLB
40 miljard EUR /j aan inkomens‐ steun voor de landbouw
i i i ili
Weinig garanties voor milieu‐ en biodiversiteitsvriendelijke landbouw
EU subsidies for polluting and unsustainable practices
Belangrijkste uitdaging 21
eE
Verzoenen biodiversiteitsbehoud met voedselproductie
‘Land sharing’ (extensivering) or ‘land sparing’ (intensivering)’ 2011: 7 billion 2050: 9.2 billion FAO: productie +70% 79 Bron : FAO
