Резервный дизайн - Reserve design

Резервный дизайн это процесс планирования и создания естественный запас таким образом, чтобы эффективно достичь цели резерва.

Создание резерва преследует множество целей, и разработчики должны учитывать множество факторов, чтобы резерв был успешным. К ним относятся предпочтение среды обитания, миграция, изменение климата и общественная поддержка. Чтобы учесть эти факторы и выполнить цель заповедника, проектировщики должны разработать и реализовать конкретный дизайн.

Назначение резервов

Основная цель всех заповедников - защита биоразнообразия от вредных воздействий и процессов, как природных, так и антропогенных. Для достижения этого в заповедниках необходимо проводить обширные выборки биоразнообразия на всех таксономических уровнях, а также улучшать и обеспечивать долгосрочное выживание организмов.[1] Как описано в руководствах по созданию заповедников от правительств Шотландии и Англии, заповедник, вероятно, внесет свой вклад в повышение устойчивости на местном уровне и внесет вклад в достижение целей в области биоразнообразия. Также включена дополнительная цель: предоставление контролируемых возможностей для изучения организмов и их окружения, где изучение может означать фактическое научное исследование или использование заповедника для образования, вовлечения и отдыха публики.[2][3] Также упоминаются различные вторичные выгоды, такие как экономический вклад от расширенного туризма и возможности для подготовки специалистов.

Социальные и экологические факторы

Успешные заповедники включают в себя важные экологические и социальные факторы. К таким факторам относится естественный ареал хищников. Когда резерв слишком мал, плотоядные животные чаще контактируют с людьми, что приводит к более высокому уровню смертности плотоядных животных.[4][5][6][7]

Также некоторые виды чувствительны к местности. Исследование певчих птиц в Японии показало, что некоторые птицы селятся только в местах обитания, намного больших, чем территория, которую они фактически занимают. Знание географического ареала и предпочтений видов важно для определения размера необходимого заповедника.

Следует также учитывать социальные факторы, такие как отношение местного населения. Если заповедник создается на территории, от которой люди зависят от средств к существованию, заповедник часто выходит из строя. Например, в Боливии национальный парк Амборо был расширен в 1991 году с 1800 до 6370 км². Хотя это праздновали защитники природы, местные жители, которые будут перемещены из-за расширения, были возмущены. Они продолжали охоту и лесозаготовки в парке, и в конечном итоге размер парка пришлось уменьшить [8]. Поскольку местные жители не учитывались при проектировании заповедника, усилия по сохранению не увенчались успехом. Многие защитники природы выступают за то, чтобы местные жители были вовлечены в усилия по сохранению, это известно как Комплексный проект сохранения и развития.

Дизайнерские решения

Резервная форма

Как обычно рекомендуется, идеальный природный заповедник должен иметь форму идеального круга, чтобы сократить расстояние распространения.[8] избегать вредных краевые эффекты. Однако этого практически очень трудно достичь из-за использования земель для сельского хозяйства, населенных пунктов и добычи природных ресурсов. Буферные зоны часто предлагаются как способ защиты от угроз со стороны человека, содействия преемственности и лесовозобновления, а также уменьшения краевых эффектов.[9] В английском правительственном справочнике по заповедникам буферные зоны упоминаются как полезные, но не важные для защиты биоразнообразия.[3]

Противоречивые данные свидетельствуют о том, что форма практически не играет роли в эффективности резерва. В исследовании 1985 года изучалось влияние формы и размера на острова, и было определено, что именно эта площадь, а не форма, была основным фактором.[10]

Размер резерва

Сложная дискуссия между биологами-экологами (также известными как SLOSS дебаты ) ориентированы на то, что лучше создать один большой или несколько мелких резервов. Взаимосвязь видов ареалов утверждает, что количество видов в среде обитания прямо пропорционально ее размеру. Таким образом, теоретически, если несколько небольших заповедников имеют большую общую площадь, чем один крупный заповедник, в небольших заповедниках будет находиться большее общее количество видов. Это, в сочетании с предположениями теории островной биогеографии, привело Джареда Даймонда к утверждению, что один большой заповедник является лучшим методом сохранения,[8] и все еще обычно рекомендуется. Например, обзор Оваскайнена.[11] определили, что один большой заповедник лучше всего подходит для максимального увеличения продолжительности выживания вида и отсрочки исчезновения замкнутой популяции.

Теория вложенного подмножества не согласуется с выводом Даймонда. В нем говорится, что несколько небольших заповедников в основном будут принадлежать к одним и тем же видам, потому что некоторые виды лучше приспособлены к жизни в небольших средах обитания, а многие другие виды существуют только в более крупных средах обитания. [12] Исследование, проведенное в Иллинойсе, показало, что два небольших лесных заповедника содержат большее количество видов птиц, чем один большой лесной участок, но в большом заповеднике обитает большее количество перелетных птиц.[7] Оваскайнен[11] и Фукамачи[13] утверждал, что несколько небольших фрагментов заповедника лучше способствуют увеличению видового богатства. Однако, скорее всего, это применимо только к обычным видам, так как самые редкие и наименее многочисленные виды встречаются только на отдельных крупных участках.[13]

Поскольку в дебатах были смешанные свидетельства в пользу единого крупного и нескольких малых резервов,[14][15] некоторые ученые поставили под сомнение практическую применимость островная биогеография теории к сохранению в целом.[9] Однако его применимость и роль в стимулировании изучения фрагментация среды обитания в настоящее время широко признано. Научные результаты, полученные из фрагментация среды обитания исследования считаются ключевым элементом биология сохранения и применимо к резервному дизайну. Точно так же предположение об отсутствии научных данных в поддержку гипотезы о том, что разделение среды обитания увеличивает скорость исчезновения (по сути, проблема, решаемая SLOSS дебаты ) был опровергнут.[16]

Качество и неоднородность среды обитания

Наука о проектировании заповедников недавно столкнулась с некоторыми противоречиями относительно взаимосвязи видов и площади, когда было показано, что неоднородность среды обитания, вероятно, является более сильным фактором при определении богатства видов, чем площадь. Исследование разделило территорию и сложность среды обитания, чтобы показать, что в небольших, но неоднородных средах обитания больше видов членистоногих, чем в крупных, но однородных.[17]

Было также показано, что разнообразие и качество среды обитания влияют на биоразнообразие. Было обнаружено, что богатство видов растений на норвежских лугах коррелирует с разнообразием местообитаний.[18] Другое исследование показало, что устойчивость популяции бабочек коррелирует с качеством среды обитания, а не с площадью.[19]

Эмпатическая архитектура - Как мы можем создавать здания в резерве, чтобы позволить сопереживать физическому окружению строения? Термин эмпатия понимается в первую очередь из социологии, относящейся к взаимоотношениям с другим человеком. По ассоциации, будь то положительное или отрицательное, оно до некоторой степени субъективно. В архитектурном плане сочувствие понимается как положительная связь с искусственной средой. Чем больше людей может ассоциироваться с искусственной средой, тем лучше они смогут понять мир, в котором они живут, и мы, как архитекторы, должны интерпретировать такие методы, и при эффективном применении мы можем достичь прорывных проектов в потенциально более коротких циклах для создания пространств большего использования .

Резервные сети

Иногда защиты видов на замкнутой территории недостаточно для защиты биоразнообразия всего региона. Жизнь в заповеднике не функционирует изолированно, отдельно от окружающей среды. Многие животные мигрируют, и их пребывание в установленных границах заповедника не гарантируется. Таким образом, для защиты биоразнообразия в широком географическом диапазоне создаются резервные системы. Резервные системы представляют собой серию стратегически расположенных заповедников, предназначенных для соединения мест обитания. Это позволяет животным перемещаться между охраняемыми территориями по коридорам дикой природы. А коридор дикой природы это защищенный проход, по которому, как известно, мигрирует фауна. В Инициатива по сохранению от Йеллоустона до Юкона является прекрасным примером такого рода усилий по сохранению. Исследования показали, что сети заповедников чрезвычайно важны для сохранения,[20] и может помочь увеличить миграцию между исправлениями до 50%.[21]

Зарезервировать место

Чтобы быть эффективными и рентабельными, но в то же время эффективно защищать широкий спектр организмов, заповедники должны быть созданы в богатых видами географических районах.[1][9][22] Это потенциально включает горячие точки биоразнообразия, древний лес и уникальные места обитания, такие как водно-болотные угодья, болота, экоситы или эндемичные острова (например, Мадагаскар).

Горячие точки биоразнообразия

В соответствии с Conservation International, период, термин горячая точка биоразнообразия относится к «самым богатым и наиболее угрожаемым резервуарам растительной и животной жизни на Земле ... Чтобы считаться горячей точкой, регион должен соответствовать двум строгим критериям: он должен содержать не менее 1500 видов сосудистых растений (> 0,5 процента мирового всего) как эндемики, и он должен потерять не менее 70 процентов своей первоначальной среды обитания ».[1] Эти горячие точки быстро исчезают из-за деятельности человека, но у них все еще есть шанс на сохранение, если будут приняты меры по сохранению. Горячие точки биоразнообразия можно считать наиболее важными местами для размещения заповедников.

Будущая среда обитания

Будущая среда обитания видов, которые мы хотим защитить, имеет первостепенное значение при проектировании заповедников. При определении ареалов будущих видов следует задуматься над множеством вопросов: как изменится климат в будущем? Куда переместятся виды? Какие виды будут изменение климата выгода? Каковы потенциальные препятствия для этих необходимых изменений ареала видов? Заповедники должны разрабатываться с учетом будущих сред обитания, возможно, включая текущие и будущие ареалы вызывающих озабоченность видов.

Фундаментальный вопрос при определении ареалов будущих видов - это то, как Земля меняется в настоящем и как она изменится в будущем. Согласно Агентство по охране окружающей среды США средняя температура поверхности Земли повысилась на 1,2–1,4 ° F с 1900 года. 1 ° F этого потепления произошел с середины 1970-х годов, и в настоящее время поверхность Земли нагревается примерно на 0,32 ° F за десятилетие.[2] Прогнозируемое повышение глобальной температуры составляет от 1,4 ° C до 5,8 ° C к 2100 году.[23] Большие изменения в осадки также предсказываются как по сценарию A1Fl. [3] и сценарий B1 [4] [24] Прогнозируется, что также будут большие изменения в атмосфера и в уровень моря.[5].

Это быстрое и резкое изменение климата повлияло и будет продолжать влиять на ареалы видов. Исследование Камилла Пармезан и Гэри Йохе, опубликованные в 2003 г.[25] хорошо иллюстрирует этот момент. 434 проанализированных вида были охарактеризованы как изменившие ареалы. 80% наблюдаемых изменений диапазона были сделаны в сторону полюсов или вверх, в соответствии с прогнозами глобального изменения климата, в среднем на 6,1 км за десятилетие. Более недавнее исследование 2011 г.[26] подтвердили эту тенденцию и показали, что скорость сдвига диапазона как минимум в два раза выше, чем предполагалось в предыдущих исследованиях. С движением к полюсу виды покидают свои прежние места обитания в поисках более прохладной среды. Примером этого были виды морские анемоны процветающий в Монтерей Бэй который раньше имел более южное распределение.[27] Виды лишайники,[28] и бабочки[29][30] в Европе также следовали моделям изменения ареала видов, предсказываемым моделями будущего изменения климата.

Показано, что эти виды мигрируют на север и вверх, в более высокие широты и небесные острова. Данные этого исследования также показали, что «ожидается, что динамика на границах ареала будет в большей степени зависеть от климата, чем динамика внутри ареала видов… [где] реакция на глобальное потепление предсказывает, что южные виды должны превосходить северные виды на границе. тот же сайт ".

Эти результаты представляют особый интерес при рассмотрении дизайна заповедника. На окраинах заповедника, если предположить, что заповедник также является ареалом видов, если вид находится под большой угрозой, изменение климата будет гораздо более важным фактором. Северные границы и границы, расположенные выше, станут в будущем полем битвы за сохранение рассматриваемых видов по мере их миграции на север и вверх. Границы сегодняшнего дня могут не включать среду обитания завтрашнего дня, что противоречит цели сохранения, вместо этого сокращая ареал вида все меньше и меньше, если есть препятствия для миграции на северных и более высоких границах заповедника. Заповедники могут быть спроектированы так, чтобы сохранить возможность миграции на север, с границами дальше на север, чем можно было бы считать практичным с учетом сегодняшних ареалов и численности видов. Еще одна возможность - сохранение открытых коридоров между резервами, соединяющих их с резервами на севере и юге.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Margules, C. R .; Пресси, Р. Л. (2000-05-11). «Систематическое природоохранное планирование» (PDF). Природа. 405 (6783): 243–253. Дои:10.1038/35012251. ISSN  0028-0836. PMID  10821285.
  2. ^ «Природное наследие Шотландии», 2000. МЕСТНЫЕ ПРИРОДНЫЕ ЗАПОВЕДНИКИ ШОТЛАНДИИ: Руководство по их выбору и объявлению
  3. ^ а б Natural England, без даты. Местные заповедники в Англии: руководство по их выбору и объявлению
  4. ^ Вудрофф, Рози; Гинзберг, Джошуа Р. (26.06.1998). «Краевые эффекты и вымирание населения внутри охраняемых территорий». Наука. 280 (5372): 2126–2128. Дои:10.1126 / science.280.5372.2126. ISSN  0036-8075. PMID  9641920.
  5. ^ Куросава, Рэйко; Аскинс, Роберт А. (01.06.2003). «Влияние фрагментации среды обитания на птиц в лиственных лесах Японии». Биология сохранения. 17 (3): 695–707. Дои:10.1046 / j.1523-1739.2003.01118.x. ISSN  1523-1739.
  6. ^ Морено: 1998, Парки в опасности: Люди, политика и охраняемые территории. Издательство Nature Conservancy Island Press, Вашингтон, округ Колумбия.
  7. ^ а б Блейк, Джон Дж .; Карр, Джеймс Р. (1984-01-01). «Видовой состав сообществ птиц и преимущества сохранения больших и малых лесов». Биологическое сохранение. 30 (2): 173–187. Дои:10.1016 / 0006-3207 (84) 90065-X.
  8. ^ а б Даймонд, Джаред М. (1975-02-01). «Дилемма острова: уроки современных биогеографических исследований для проектирования природных заповедников». Биологическое сохранение. 7 (2): 129–146. Дои:10.1016 / 0006-3207 (75) 90052-X.
  9. ^ а б c Soulé, Michael E .; Симберлофф, Дэниел (1986-01-01). «Что генетика и экология говорят нам о дизайне заповедников?» (PDF). Биологическое сохранение. 35 (1): 19–40. Дои:10.1016 / 0006-3207 (86) 90025-Х. HDL:2027.42/26318.
  10. ^ Blouin, M.S .; Коннор, Э. Ф. (1985). «Есть ли лучшая форма для заповедников?». Биологическое сохранение. 32 (3): 277–288. Дои:10.1016/0006-3207(85)90114-4.
  11. ^ а б Оваскайнен, Отсо (21.10.2002). «Долгосрочное сохранение видов и проблема СЛОССА». Журнал теоретической биологии. 218 (4): 419–433. Дои:10.1006 / jtbi.2002.3089. ISSN  0022-5193. PMID  12384046.
  12. ^ нужна цитата
  13. ^ а б Фукамачи, Кацуэ; Иида, Шигео; Накашизука, Тору (1996). «Ландшафтные модели и видовое разнообразие растений лесных заповедников в районе Канто, Япония». Vegetatio. 124 (1): 107–114. Дои:10.1007 / BF00045149. ISSN  0042-3106.
  14. ^ Margules, C .; Хиггс, А. Дж .; Rafe, R. W. (1982-10-01). «Современная биогеографическая теория: есть ли уроки по проектированию заповедников?». Биологическое сохранение. 24 (2): 115–128. Дои:10.1016/0006-3207(82)90063-5.
  15. ^ Циммерман, Б.Л .; Биррегаард, Р. О. (1 января 1986 г.). «Актуальность теории равновесия островной биогеографии и отношений между видами и территориями для сохранения на примере Амазонии». Журнал биогеографии. 13 (2): 133–143. Дои:10.2307/2844988. JSTOR  2844988.
  16. ^ Wilcox, Bruce A .; Мерфи, Деннис Д. (1 января 1985 г.). «Стратегия сохранения: влияние фрагментации на вымирание». Американский натуралист. 125 (6): 879–887. Дои:10.1086/284386. JSTOR  2461453.
  17. ^ Балди, Андраш (1 апреля 2008 г.). «Неоднородность среды обитания преобладает над соотношением видов и территорий». Журнал биогеографии. 35 (4): 675–681. Дои:10.1111 / j.1365-2699.2007.01825.x. ISSN  1365-2699.
  18. ^ Myklestad, Åse; Сютерсдаль, Магне (01.07.2004). «Важность традиционных методов управления лугами для сохранения богатства видов сосудистых растений в Норвегии». Биологическое сохранение. 118 (2): 133–139. Дои:10.1016 / j.biocon.2003.07.016.
  19. ^ Thomas, J. A .; Борн, Н.А. D .; Clarke, R.T .; Стюарт, К. Э .; Simcox, D. J .; Пирман, Г. С .; Curtis, R .; Гуджер, Б. (07.09.2001). «Качество и изоляция участков среды обитания определяют, где бабочки обитают во фрагментированных ландшафтах». Труды Лондонского королевского общества B: биологические науки. 268 (1478): 1791–1796. Дои:10.1098 / rspb.2001.1693. ISSN  0962-8452. ЧВК  1088810. PMID  11522197.
  20. ^ Margules, C. R .; Nicholls, A.O .; Пресси, Р. Л. (1988-01-01). «Выбор сети заповедников для максимального увеличения биологического разнообразия». Биологическое сохранение. 43 (1): 63–76. CiteSeerX  10.1.1.468.7544. Дои:10.1016 / 0006-3207 (88) 90078-X.
  21. ^ Гилберт-Нортон, Линн; Уилсон, Райан; Стивенс, Джон Р .; Борода, Карен Х. (01.06.2010). «Метааналитический обзор эффективности коридора». Биология сохранения. 24 (3): 660–668. Дои:10.1111 / j.1523-1739.2010.01450.x. ISSN  1523-1739. PMID  20184653.
  22. ^ Fuller, R.A .; McDonald-Madden, E .; Wilson, K.A .; Carwardine, J .; Grantham, H.S .; Watson, J.E.M .; Klein, C.J .; Грин, округ Колумбия; Possingham, H.P. (2010). «Замена неэффективных охраняемых территорий приводит к лучшим результатам сохранения». Природа. 466 (7304): 365–367. Дои:10.1038 / природа09180. PMID  20592729.
  23. ^ [МГЭИК] Межправительственная группа экспертов по изменению климата. 2001. Изменение климата 2001: научная основа. Вклад Рабочей группы I в Третий доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Кембридж (Великобритания): Издательство Кембриджского университета.
  24. ^ Хиггинс Пол А.Т., Харт Дж. (2006) Биофизическая и биогеохимическая реакция на изменение климата зависит от рассредоточения и миграции. Биология: Vol. 56, № 5, с. 407 - 417
  25. ^ Пармезан, C; Йохе, G (2003). «Глобально согласованный отпечаток воздействия изменения климата на природные системы». Природа. 421 (6918): 37–42. Дои:10.1038 / природа01286. PMID  12511946.
  26. ^ Чен, К; Hill, J.K .; Ohlemüller, R .; Рой, Д. Б.; Томас, К.Д. (2011). «Быстрые смены ареала видов, связанные с высокими уровнями потепления климата». Наука. 333 (6045): 1024–1026. Дои:10.1126 / science.1206432. PMID  21852500.
  27. ^ Сагарин, Р., Барри, Дж. П., Гилман, С. Э. и Бакстер, К. Х. Связанные с климатом изменения в приливно-отливном сообществе в краткосрочном и долгосрочном масштабах. Ecol. Monogr. 69, 465–490 (1999).
  28. ^ ван Харк, К. М., Аптрут, А. и ван Доббен, Х. Ф. Долгосрочный мониторинг в Нидерландах предполагает, что лишайники реагируют на глобальное потепление. Лихенолог 34, 141-154 (2002).
  29. ^ Пармезан, C .; и другие. (1999). «Сдвиги к полюсам в географических ареалах видов бабочек, связанные с региональным потеплением». Природа. 399 (6736): 579–583. Дои:10.1038/21181.
  30. ^ Mattilla, N .; Kaitala, V .; Komonen, A .; Paivinen, J .; Котихо, Дж. (2011). «Экологические корреляты изменения ареала и сдвига ареала бабочек». Сохранение и разнообразие насекомых. 4 (4): 239–246. Дои:10.1111 / j.1752-4598.2011.00141.x.