Η απομάκρυνση του παραγώμενου διοξειδίου του άνθρακα δεν αποτελεί τρέχουσα λύση

Η απαλλαγή από τον άνθρακα δηλαδή το τέλος των ορυκτών πόρων πρέπει  να έρθει πρώτο, διαφορετικά η απομάκρυνση(δέσμευση) του άνθρακα θα είναι σχεδόν άχρηστη.

 David Ho

Όλες οι οδοί για τον περιορισμό της υπερθέρμανσης του πλανήτη σε 1,5-2 °C πάνω από τα προβιομηχανικά επίπεδα που έχουν αξιολογηθεί από τη Διακυβερνητική Επιτροπή για την Κλιματική Αλλαγή απαιτούν ταχεία απαλλαγή από τις ανθρακούχες εκπομπές και να ξεκινήσουν τώρα. Αλλά απαιτούν επίσης την απομάκρυνση του CO2 από την ατμόσφαιρα, επειδή δεν θα είμαστε σε θέση να εξαλείψουμε πλήρως τις εκπομπές άνθρακα στις απαιτούμενες χρονικές κλίμακες. Τομείς που είναι δύσκολο να μειωθούν, όπως η αεροπορία και η ναυτιλία, θα παραμείνουν μεγάλες πηγές αερίων του θερμοκηπίου, ακόμη και στα πιο αισιόδοξα σενάρια. Οι υπολειμματικές εκπομπές θα σημαίνουν ότι δεν μπορούμε να επιτύχουμε έναν στόχο μηδενικών εκπομπών και θα χρειαστούμε CDR( Carbon Dioxide Removal) για να επιτύχουμε έναν στόχο καθαρού μηδενικού ισοζυγίου.

Ιστορικά, αυτό σήμαινε φύτευση ή συντήρηση δέντρων, αλλά η απομάκρυνση του CO2 από την ατμόσφαιρα και η αποθήκευσή του στο έδαφος, στον ωκεανό ή σε προϊόντα θα είναι πιο ανθεκτική. Ωστόσο, ξεφυτρώνουν επιχειρήσεις που υπόσχονται διάφορες τεχνικές CDR ως κλιματικές λύσεις για το σήμερα. Άλλοι αγοράζουν με ενθουσιασμό πιστώσεις άνθρακα - ουσιαστικά, επενδύσεις στη φύτευση δέντρων ή άλλη μελλοντική ικανότητα CDR - ως μέρος των τρεχουσών δεσμεύσεών τους για απαλλαγή από τον άνθρακα. Έχω περάσει την καριέρα μου μελετώντας τον φυσικό κύκλο του άνθρακα και, τα τελευταία χρόνια, αναπτύσσοντας μεθόδους για τον έλεγχο της λειτουργίας του CDR. Έχω εξετάσει εξονυχιστικά δεκάδες προτάσεις και ήμουν κριτής για τον διαγωνισμό XPRIZE Carbon Removal ύψους 100 εκατομμυρίων δολαρίων που χρηματοδοτήθηκε από το Ίδρυμα Musk. Δεν αρνούμαι την ανάγκη ανάπτυξης μεθόδων CDR μακροπρόθεσμα. Και χαιρετίζω τις κυβερνήσεις που δεσμεύουν τους απαραίτητους πόρους σε αυτόν τον τομέα. Αλλά είναι σαφές για μένα ότι η ανάπτυξή τους για την απομάκρυνση του CO2 από την ατμόσφαιρα είναι άσκοπη έως ότου η κοινωνία έχει σχεδόν εξαλείψει εντελώς τις ρυπογόνες δραστηριότητές της.

 

Ταξίδι στο χρόνο

Για να καταλάβετε γιατί, σκεφτείτε το CDR ως μηχανή του χρόνου. Πάρτε για παράδειγμα τους προτεινόμενους κόμβους DAC (‘direct air capture’) των ΗΠΑ. Κάθε εγκατάσταση αναμένεται τελικά να εξάγει ένα εκατομμύριο τόνους CO2 κάθε χρόνο. Το 2022, ο κόσμος εξέπεμψε 40,5 δισεκατομμύρια τόνους CO2 (P. Friedlingstein et al. Earth Syst. Sci. Data 14, 4811–4900; 2022) !

Με αυτόν τον ρυθμό, για κάθε έτος λειτουργίας στο μέγιστο των δυνατοτήτων του, κάθε κόμβος θα πήγαινε την ατμόσφαιρα πίσω στο χρόνο κατά σχεδόν 13 λεπτά, αλλά στο χρόνο που χρειάστηκε για να αφαιρεθούν αυτά τα 13 λεπτά CO2, ο κόσμος θα είχε εκτοξεύσει άλλο ένα πλήρες έτος CO2 στην ατμόσφαιρα.

Εν τω μεταξύ, αν όλοι στη Γη φύτευαν ένα δέντρο, 8 δισεκατομμύρια δέντρα, θα μας πήγαινε πίσω στο χρόνο κατά περίπου 43 ώρες κάθε χρόνο, μόλις τα δέντρα είχαν ωριμάσε!!!

Η αναλογία μηχανής του χρόνου αποκαλύπτει πόσο μάταιο είναι σήμερα το CDR. Πρέπει να αλλάξουμε επειγόντως το αφήγημα.

Τα επόμενα χρόνια θα διατεθούν χρήματα για κλιματικές λύσεις και πρέπει να τα κατευθύνουμε σωστά. Πρέπει να σταματήσουμε να μιλάμε για την ανάπτυξη του CDR ως λύση σήμερα, όταν οι εκπομπές παραμένουν υψηλές, σαν να αντικαθιστά με κάποιο τρόπο ριζικές, άμεσες περικοπές εκπομπών.

 

Επιστροφή στο μέλλον 

Είναι μια διαφορετική ιστορία αν καταφέρουμε να απαλλαγούμε αρκετά από τον άνθρακα τα επόμενα 20-30 χρόνια. Εάν μειώναμε τις εκπομπές στο 10% περίπου των σημερινών επιπέδων - 4 δισεκατομμύρια τόνους CO2 ετησίως - μια μονάδα DAC ικανή να απομακρύνει ένα εκατομμύριο τόνους θα ήταν μια χρονομηχανή που θα μας πήγαινε πίσω λίγο περισσότερο από 2 ώρες αντί για 13 λεπτά. Σε εκείνο το σημείο, θα χρειαστούν 4.000 εγκαταστάσεις για να φτάσουν στο καθαρό μηδέν σε οποιοδήποτε δεδομένο έτος, υποθέτοντας ότι τροφοδοτούνται πλήρως οι συσκευές από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Στην πραγματικότητα, οι υπολειμματικές εκπομπές θα είναι πιθανώς το 18% του σημερινού συνόλου μας (H. J. Buck et al. Nature Clim. Αλλαγή https://doi.org/j4jg; 2023), επομένως θα πρέπει να αυξήσουμε σημαντικά το CDR για να φτάσουμε στο καθαρό μηδέν.

Είναι απαραίτητο πλεόν ώστε να έχουμε διαθέσιμη την τεχνολογία στο μέλλον, πότε θα είναι αποτελεσματική και πότε θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εξάλειψη των κληροδοτημένων εκπομπών για την αντιμετώπιση της δικαιοσύνης μεταξύ των γενεών.

Δεν λειτουργούν όλες οι τεχνικές που λειτουργούν στο εργαστήριο στον πραγματικό κόσμο. Ορισμένες μπορεί να έχουν μεγάλο κόστος για τη βιοποικιλότητα και το περιβάλλον. Η ανάπτυξη μεθόδων για την επαλήθευση της λειτουργίας του CDR αποτελεί σημαντική πρόκληση. Θα περάσουν πολλά χρόνια μέχρι να έχουμε την επιστήμη να μας πει ποιες μέθοδοι λειτουργούν και αν βλάπτουν ή ωφελούν το περιβάλλον.

Η ανθρωπότητα δεν έχει απομακρύνει ποτέ έναν ατμοσφαιρικό ρύπο σε
παγκόσμια, ηπειρωτική ή ακόμη και σε περιφερειακή κλίμακα. Εχυμε καταφέρει μόνο την απομάκρυνση για τους χλωροφθοράνθρακες και την καταστροφή του στρατοσφαιρικού όζοντος, για το διοξείδιο του θείου και την όξινη βροχή, καθώς και για τα οξείδια του θείου και του αζώτου και τη φωτοχημική αιθαλομίχλη. Πρέπει να είμαστε προετοιμασμένοι ότι το CDR θα αποτύχει, αφήνοντάς μας να βασιστούμε στο περιβάλλον για να σταθεροποιήσουμε το ατμοσφαιρικό CO2 για χιλιάδες χρόνια. Αυτό είναι ένα άλλο επιχείρημα για την ταχεία απαλλαγή από τον άνθρακα. Η κλίμακα της πρόκλησης είναι τεράστια. Πρέπει να επιβραδύνουμε το ρολόι άνθρακα σε μια ανίχνευση πριν μπορέσουμε να το γυρίσουμε πίσω.

Μυκορριζικά μυκητιακά περιβάλλοντα και η λειτουργία των χερσαίων οικοσυστημάτων

 Προς την κατανόηση της επίδρασης των μυκοριζικών μυκητιακών περιβαλλόντων στη λειτουργία των χερσαίων οικοσυστημάτων

Οι αμοιβαίες αλληλεπιδράσεις μεταξύ των φυτών και των μυκήτων του εδάφους, τις μυκόριζες, ελέγχουν τις ροές άνθρακα και θρεπτικών συστατικών στα χερσαία οικοσυστήματα. Τα εδάφη οικοσυστημάτων που διαθέτουν ένα συγκεκριμένο τύπο μυκόρριζας παρουσιάζουν συγκεκριμένες ιδιότητες σε πολλαπλές διαστάσεις της λειτουργίας του εδάφους.

Οι γνώσεις σχετικά με τις επιπτώσεις των μυκορριζικών μυκήτων στη λειτουργία του εδάφους που έχουν συσσωρευτεί μέχρι στιγμής, δείχνουν ότι οι επιπτώσεις αυτές είναι μείζονος σημασίας, αλλά δεν έχουν κατανοηθεί επαρκώς. Προτείνουμε μια έννοια των μυκορριζικών μυκητιακών περιβαλλόντων στο έδαφος. Στο πλαίσιο αυτής της έννοιας, συζητάμε τα κενά γνώσης που σχετίζονται με την κατανόηση και την ποσοτικοποίηση των επιπτώσεων των μυκορριζικών μυκήτων. Προτείνουμε ένα πειραματικό πλαίσιο για την αντιμετώπιση αυτών των κενών με ποσοτικό τρόπο και παρουσιάζουμε το πείραμα πεδίου "Mycotron", όπου δημιουργήσαμε σειρές βλάστησης που χαρακτηρίζονται από τρεις τύπους μυκορριζών - Ερικοειδής (ERM), Εκτο- (ECM) και Αψιδωτή μυκόρριζα (AM), για την ποσοτική αξιολόγηση των επιπτώσεων των μυκορριζικών μυκήτων στη λειτουργία του εδάφους. Οι πειραματικές μεταχειρίσεις συνεπάγονται χειρισμούς στο επίπεδο κυριαρχίας της βλάστησης των τριών αμιγώς μυκορριζικών τύπων (AM, ECM, ERM) σε τυποποιημένες εδαφικές συνθήκες. Το πείραμα αυτό αποτελεί ένα μοναδικό πεδίο δοκιμών για την ποσοτική αξιολόγηση των επιπτώσεων διαφορετικών μυκορριζικών μυκητιακών περιβαλλόντων σε μια μεγάλη ποικιλία λειτουργιών του οικοσυστήματος. Η προσέγγισή μας βοηθά στην ποσοτικοποίηση των επιπτώσεων της μικροβιακής χλωρίδας και της αλληλεπίδρασης φυτών-μικροβίων στους βιοχημικούς κύκλους του εδάφους.

 

Άμεσες μυκοριζικές μυκητιακές επιπτώσεις στον βιογεωχημικό κύκλο του εδάφους.

Μυκόριζες και ειδη φυτων που εξετάσθηκαν

 

Κύκλοι άνθρακα και θρεπτικών ουσιών

Υπάρχουν τρεις κύριες οδοί άμεσης επίδρασης των μυκορριζικών μυκήτων στους κύκλους άνθρακα και θρεπτικών στοιχείων του εδάφους (Frey, 2019; Soudzilovskaia et al., 2015) (Εικόνα ):

(1) σχηματισμός μιας δεξαμενής άνθρακα στο μυκορριζικό μυκήλιο-

(2) επηρεασμός της απελευθέρωσης συστατικών άνθρακα από τις ρίζες μέσω της ριζικής έκκρισης

(3) διαμεσολάβηση για τη σύνθεση της κοινότητας και τη δραστηριότητα των σαπροτροφικών οργανισμών που επιτρέπουν την αποσύνθεση της οργανικής ύλης του εδάφους

Μυκορριζική μυκηλιακή δεξαμενή άνθρακα

Κατανομή από τα φυτά του φωτοσυνθετικά δεσμευμένου άνθρακα σε ένα δίκτυο μυκορριζικών μυκήτων μυκηλίου αποτελεί τον δίαυλο άμεσης μετάδοσης του άνθρακα στο έδαφος. Ανάλογα με τον τύπο της μυκόρριζας και το περιβάλλον, οι μυκόρριζες αντιπροσωπεύουν το 20-30% της μικροβιακής βιομάζας στα εδάφη, η οποία από μόνη της αποτελεί μια σημαντική δεξαμενή εδαφικού άνθρακα. Η διαδικασία συσσώρευσης της μυκορριζικής δεξαμενής άνθρακα στο έδαφος ρυθμίζεται μέσω τριών διαδικασιών, με το μέγεθος να έχει αποδειχθεί ότι διαφέρει μεταξύ των μυκορριζικών τύπων. Αυτές διαδικασίες είναι οι εξής: (i) η ροή του νωπού φωτοσυνθετικά δεσμευμένου άνθρακα από τα φυτά προς το μυκορριζικό µύκητες, (ii) η διάρκεια ζωής των µυκήτων στο έδαφος και (iii) η διαδικασία αποσύνθεσης των νεκρών  μυκηλίων  των μυκορριζικών μυκήτων.

Απελευθέρωση συστατικών άνθρακα από ρίζες

Οι μυκορριζικοί μύκητες επηρεάζουν τις δεξαμενές άνθρακα στο έδαφος μέσω της απελευθέρωσης μυκητιακών εκκρίσεων και επηρεάζοντας τις διαδικασίες εκκρίσεων των ριζών. Διαφορετικοί τύποι μυκορριζών επηρεάζουν τα άμεσα περιβάλλοντα της ριζόσφαιρας των φυτών, επιτρέποντας την κρίσιμη σημαντική διαμεσολάβηση της ριζικής εξίδρωσης, γεγονός που καθιστά τους μυκόρριζες βασικούς καθοριστικούς παράγοντες των διεργασιών της εδαφικής ριζόσφαιρας. Δύο μονοπάτια είναι ενεργά εδώ.

Πρώτον, οι μυκορριζικοί μύκητες, σε κάποιο βαθμό, ελέγχουν τα εκκρίματα της ρίζας που απελευθερώνονται στο ριζόσφαιρα, καθώς χρησιμοποιούν το μεγαλύτερο μέρος αυτού του φωτοσυνθετικού υλικού από τις ρίζες των φυτών. Με αυτόν τον τρόπο, οι μυκορριζικοί μύκητες αυξάνουν την υπόγεια κατανομή του άνθρακα.

Η επόμενη παράμετρος που διαμορφώνει τις δεξαμενές άνθρακα των μυκορριζικών μυκήτων στα οικοσυστήματα είναι η διάρκεια ζωής των μυκορριζικών μυκήτων. Λίγα είναι γνωστά γι' αυτήν, με μια χούφτα εκτιμήσεων που είναι διαθέσιμες μέχρι σήμερα, οι οποίες υποδηλώνουν ότι οι AMF έχουν σημαντικά μικρότερη διάρκεια ζωής σε σύγκριση με τους ECMF, ενώ για τους ERMF δεν υπάρχουν σχεδόν καθόλου δεδομένα.

 

Activity of mycorrhizal fungi mediates soil microbial communities

Οι μυκορριζικοί μύκητες μεσολαβούν στη δραστηριότητα των μικροβιακών κοινοτήτων του εδάφους. Αν και οι μυκορριζικοί μύκητες λαμβάνουν άνθρακα από τα φυτά και όχι από την οργανική ύλη του εδάφους, απελευθερώνουν ένζυμα για τη διάσπαση σύνθετων οργανικών μορίων προκειμένου να προσλάβουν θρεπτικά συστατικά. Αυτά τα προϊόντα διάσπασης αποδομούνται περαιτέρω από άλλους μικροοργανισμούς . Από την άλλη πλευρά, τα πλούσια σε άνθρακα μόρια που απεκκρίνονται από τους μυκορριζικούς μύκητες προσελκύουν επίσης μικροοργανισμούς. Με αυτόν τον τρόπο, οι μυκορριζικοί μύκητες μεσολαβούν στο περιβάλλον αποσύνθεσης των φυτικών απορριμμάτων, σχηματίζοντας συνεργατικά δίκτυα με τα βακτήρια διαμορφώνοντας το περιβάλλον τους.

 

Οι μυκόρριζες επηρεάζουν τη διάβρωση των ορυκτών και τη διαθεσιμότητα μικροθρεπτικών συστατικών

Η αποσάθρωση των ορυκτών παίζει σημαντικό ρόλο στη διαμεσολάβηση των επιπτώσεων της οξίνισης του εδάφους, απελευθερώνοντας βιοδιαθέσιμα στοιχεία που δρουν ως ρυθμιστικά, τα οποία επηρεάζουν την ικανότητα των φυτών να ξεπερνούν τις φυσικές καταπονήσεις. Οι εκτομυκορριζικοί μύκητες μπορούν να αυξήσουν τη διαθεσιμότητα μικροθρεπτικών συστατικών στα εδάφη, καθώς είναι σε θέση να αποβάλλουν ουσίες που είναι ικανές να διασπάσουν τα ανόργανα άλατα. Αυτή η διάβρωση των ορυκτών επιτρέπει στον ανόργανο Ρ και σε άλλα μικροθρεπτικά συστατικά, όπως το ασβέστιο και το μαγνήσιο, να γίνουν προσβάσιμα για την πρόσληψη από τα φυτά, αυξάνοντας έτσι τη γονιμότητα του εδάφους.

 

Οι επιδράσεις των μυκόρριζων στην οξύτητα του εδάφους και τη σχετική τοξικότητα

Οι μυκορριζικοί μύκητες επηρεάζουν την οξύτητα του εδάφους με διάφορους τρόπους, παράγοντας και απελευθερώνοντας οργανικά οξέα, μέσω αλληλεπιδράσεων με βακτήρια και άλλους μικροοργανισμούς και μέσω της ίδιας της διαδικασίας διάβρωσης των ορυκτών . Η οξίνιση του εδάφους αυξάνει τη διαλυτότητα του σιδήρου και του αλουμινίου (Al) και αυτή η αυξημένη διαλυτότητα προκαλεί έκπλυση από το έδαφος, η οποία με τη σειρά της επηρεάζει έντονα την πρόσληψη θρεπτικών στοιχείων από τα φυτά. Επιπλέον, τα υψηλά επίπεδα διαλυτού Al επηρεάζουν αρνητικά την ανάπτυξη και τη φυσιολογία των φυτών. Παρόλο που η οξίνιση του εδάφους μπορεί να επηρεάσει αρνητικά τις μυκορριζικές μολύνσεις επηρεάζοντας την κατανομή του άνθρακα στους μυκορριζικούς μύκητες και επηρεάζοντας την πρόσληψη άλλων ανόργανων στοιχείων, όπως το μαγνήσιο και το ασβέστιο, βοηθά τα φυτά να ξεπεράσουν αυτές τις δυσμενείς συνθήκες . Τόσο οι ECMF όσο και οι AMF αυξάνουν την πρόσβαση των φυτών στα θρεπτικά συστατικά, μετριάζοντας με αυτόν τον τρόπο την τοξικότητα του όξινου περιβάλλοντος. Τα σπορόφυτα που αποικίζονται με ECMF λαμβάνουν σχετικά υψηλότερη θρέψη από ό,τι μη μυκορριζικά φυτάρια σε συνθήκες αυξημένης περιεκτικότητας σε μέταλλα(Ahonen-Jonnarth et al., 2003).

Οι AMF, επίσης, είναι σε θέση να αποτοξινώνουν το Al στη ριζόσφαιρα ακινητοποιώντας το στα κενά των κυττάρων των μυκήτων ή ακόμη και δεσμεύοντάς το στο κυτταρικό τοίχωμα. Οι ενώσεις μυκήτων ΑΜ μπορεί ακόμη και να αυξήσουν την απελευθέρωση ριζικών εκκρίσεων που δεσμεύουν το Al περιορίζοντας την τοξική του δράση . Ωστόσο, όπως και οι ECMF, οι επιδράσεις των AMF στην τοξικότητα του Al ποικίλλουν μεταξύ των ειδών AMF.

 

Γεωργικές πρακτικές συμβάλλουν στη μείωση των ειδών των άγριων πτηνών

Γεωργικές πρακτικές συμβάλλουν στη μείωση των ειδών των άγριων πτηνών

Μειώσεις στους πληθυσμούς των ευρωπαϊκών πτηνών αναφέρονται εδώ και δεκαετίες, αλλά η άμεση επίδραση των μεγάλων ανθρωπογενών πιέσεων σε αυτές τις μειώσεις παραμένει μη ποσοτικοποιημένη. Οι αιτιώδεις σχέσεις μεταξύ των πιέσεων και των ανταποκρίσεων των πληθυσμών των πτηνών είναι δύσκολο να προσδιοριστούν, καθώς οι πιέσεις αλληλεπιδρούν σε διαφορετικές χωρικές κλίμακες και οι αντιδράσεις ποικίλλουν μεταξύ των ειδών. Εδώ, αποκαλύπτονται με άμεσες σχέσεις μεταξύ πληθυσμιακών χρονοσειρών 170 κοινών ειδών πουλιών, που παρακολουθούνται σε περισσότερες από 20.000 τοποθεσίες σε 28 ευρωπαϊκές χώρες, άνω των 37 ετών, και τεσσάρων εκτεταμένων ανθρωπογενών πιέσεων:

·        εντατικοποίηση της γεωργίας,

·        αλλαγή στη δασική κάλυψη,

·        αστικοποίηση και

·        αλλαγή θερμοκρασίας τις τελευταίες δεκαετίες.

Γίνεται ποσοτικοποίηση η επίδραση κάθε πίεσης στις χρονοσειρές πληθυσμών και η σημασία της σε σχέση με άλλες πιέσεις και προσδιορίζονται τα χαρακτηριστικά των πιο προσβεβλημένων ειδών. Διαπιστώνεται ότι η εντατικοποίηση της γεωργίας, ιδίως τα φυτοφάρμακα και η χρήση λιπασμάτων, είναι η κύρια πίεση για τις περισσότερες μειώσεις του πληθυσμού των πτηνών, ιδίως για θηρευτές που τρέφονται με ασπόνδυλα. Οι αντιδράσεις στις αλλαγές της δασικής κάλυψης, της αστικοποίησης και της θερμοκρασίας είναι περισσότερο συγκεκριμένες για κάθε είδος. Συγκεκριμένα, η δασική κάλυψη συνδέεται με θετική επίδραση και η αυξανόμενη αστικοποίηση με αρνητική επίδραση στη δυναμική των πληθυσμών, ενώ η μεταβολή της θερμοκρασίας επηρεάζει τη δυναμική μεγάλου αριθμού πληθυσμών πουλιών, το μέγεθος και η κατεύθυνση των οποίων εξαρτώνται από τις θερμικές προτιμήσεις των ειδών. Τα αποτελέσματά όχι μόνο επιβεβαιώνουν τις διάχυτες και ισχυρές επιπτώσεις των ανθρωπογενών πιέσεων στα κοινά πουλιά αναπαραγωγής, αλλά ποσοτικοποιούν τη σχετική ισχύ αυτών των επιπτώσεων, τονίζοντας την επείγουσα ανάγκη για μετασχηματιστικές αλλαγές στον τρόπο κατοικίας του κόσμου στις ευρωπαϊκές χώρες, εάν θέλουμε οι πληθυσμοί των πτηνών να έχουν την ευκαιρία να ανακάμψουν.

 

Πληθυσμός πτηνών και δυναμική πίεσης.

Οι χρονοσειρές κοινών πτηνών στην Ευρώπη έχουν δείξει γενική μείωση της αφθονίας μεταξύ 1980 και 2016 (-25,4% ± 2,8) . Η μείωση αυτή δεν κατανέμεται ισομερώς μεταξύ των διαφόρων ομάδων ειδών. Συγκεκριμένα, οι πληθυσμοί των ειδών γεωργικών εκτάσεων έχουν επηρεαστεί περισσότερο (-56,8% ± 4,9, Σχήμα 1 Α) από άλλες ομάδες κοινών πτηνών όπως τα πουλιά των δασών  (-17,7% ± 9,0, Σχήμα 1 Β), οι κάτοικοι των αστικών κέντρων (-27,8% ± 3,6, Σχήμα 1 C), οι ψυχροί κάτοικοι (-39,7% ± 3,1, Σχήμα 1 Δ) και οι θερμοί κάτοικοι (-17,1% ± 8,1, Σχήμα 1Δ ).

Επιπλέον, οι γεωργικές εκτάσεις και τα είδη ψυχρών κατοίκων μειώνονται παγκοσμίως σε όλες σχεδόν τις ευρωπαϊκές χώρες (Σχήμα 1 Α και Δ), εκτός από ορισμένες ανατολικές χώρες για τις οποίες υπάρχουν διαθέσιμα δεδομένα παρακολούθησης για μικρότερο χρονικό διάστημα, ενώ οι τάσεις είναι πιο διαφορετικές μεταξύ των χωρών για τους κατοίκους των δασών και των αστικών περιοχών (Σχήμα 1 Β και Γ).  

 

Διαχρονική μεταβολή της αφθονίας των πτηνών στην Ευρώπη μεταξύ 1996 και 2016 για τις χώρες που συμμετέχουν στο Πανευρωπαϊκό Σύστημα Παρακολούθησης Κοινών Πτηνών (PECBMS) (n = 28, με γκρι χρώμα οι χώρες που δεν συμμετέχουν στο PECBMS). Για κάθε χώρα, το χρώμα αντιπροσωπεύει την κλίση (κόκκινο για μείωση, μπλε για αύξηση) και η μαύρη γραμμή αντιστοιχεί στη χρονοσειρά του δείκτη πολλαπλών ειδών (MSI) μεταξύ 1996 και 2016 (κατάλογοι ειδών ανά χώρα στο Παράρτημα SI, Παράρτημα 5).

(Α) Μεταβολή της αφθονίας των ειδών των αγροτικών εκτάσεων (MSI ανά χώρα για 19 είδη) που δείχνει μια συνολική απότομη, αλλά ταυτόχρονα επιβραδυνόμενη μείωση.

(Β) Μεταβολή της αφθονίας των δασικών ειδών (MSI ανά χώρα για 25 είδη) που δείχνει συνολική γραμμική μείωση.

(Γ) Μεταβολή της αφθονίας των αστικών κατοίκων (MSI ανά χώρα για 22 είδη) που δείχνει μια συνολική σταθερή πορεία.

(Δ) Μεταβολή της αφθονίας των ψυχρών κατοίκων (ανοιχτό γκρι, MSI ανά χώρα για 35 είδη) που παρουσιάζει συνολική γραμμική μείωση. Μεταβολή της αφθονίας των θερμών κατοίκων (σκούρο γκρι, MSI ανά χώρα για 35 είδη) που παρουσιάζει συνολικά σταθερή πορεία. Χρώμα για τις τάσεις των θερμών κατοίκων στο νότιο τμήμα των χωρών και χρώμα για τους ψυχρούς κατοίκους στο βόρειο τμήμα των χωρών.

Ανθρωπογενείς πιέσεις για τις χώρες που συμμετέχουν στο Πανευρωπαϊκό Σύστημα Παρακολούθησης Κοινών Πτηνών (PECBMS) (n = 28, χώρες που δεν συμμετέχουν στο PECBMS και χώρες χωρίς διαθέσιμα στοιχεία με γκρι χρώμα). Για κάθε χώρα και κάθε πίεση, το χρώμα αντιπροσωπεύει τον μέσο όρο και η μαύρη γραμμή αντιστοιχεί στη χρονοσειρά.

Α) Κάλυψη γεωργικών εκμεταλλεύσεων υψηλών εισροών (% της συνολικής καλλιεργούμενης έκτασης που καλύπτεται από γεωργικές εκμεταλλεύσεις υψηλών εισροών), περίοδος που καλύπτεται από τα δεδομένα 2007 έως 2016.

Β) Δασική κάλυψη (% της επιφάνειας της χώρας), 1996 έως 2016. (Γ) Αστικοποίηση (% της επιφάνειας της χώρας), 2009 έως 2016. (Δ) Θερμοκρασία (°C), 1996 έως 2016.

Γ) Αστικοποίηση (% της επιφάνειας της χώρας), 2009 έως 2016.

Δ) Θερμοκρασία (°C), 1996 έως 2016.

 

Επιπτώσεις των πιέσεων στους πληθυσμούς των πτηνών.

Η ανάλυση τάσεων (PLS) αποκαλύπτει ότι η εντατικοποίηση της γεωργίας είναι η κύρια πίεση που σχετίζεται αρνητικά με την τάση των ειδών (συντελεστής PLS για την κάλυψη γεωργικών εκμεταλλεύσεων με υψηλές εισροές = -0,037 ± 0,015, συντελεστής PLS για την τάση της κάλυψης γεωργικών εκμεταλλεύσεων με υψηλές εισροές = -0,037 ± 0,022.

Η αυξανόμενη κάλυψη αστικοποίησης σχετίζεται επίσης αρνητικά με την τάση των ειδών (συντελεστής PLS για την τάση αστικοποίησης = -0,036 ± 0,015.

Η μεταβολή της δασικής κάλυψης δεν σχετίζεται με συνολική θετική ή αρνητική μεταβολή των κοινών πτηνών (συντελεστής PLS για τη δασική κάλυψη = 0,000 ± 0,003, Σχ. 3A).

Η μεταβολή της θερμοκρασίας σχετίζεται αρνητικά με τις τάσεις των ειδών (συντελεστής PLS για την τάση της θερμοκρασίας = -0,015 ± 0,013.

 Σχέση μεταξύ των ανθρωπογενών πιέσεων και των τάσεων και χρονοσειρών των πτηνών.

(Α) Σχετικές επιδράσεις της γεωργικής κάλυψης υψηλής παραγωγής, της δασικής κάλυψης, της αστικοποίησης και της θερμοκρασίας και των τάσεών τους στις τάσεις των πτηνών (1996 έως 2016, 141 είδη) που προέκυψαν από την παλινδρόμηση μερικών ελαχίστων τετραγώνων (PLS). Εμφανίζονται οι διορθωμένες με μεροληψία και οι επιταχυνόμενες ΔΕ.

(B) Κατανομή της έντασης της επίδρασης των πιέσεων (κλιμακωτοί συντελεστές S-map) στις χρονοσειρές των πτηνών. Παρουσιάζεται ο αριθμός των ειδών με αρνητικούς και θετικούς μέσους συντελεστές S-map.

 

Το σύνδρομο χαρακτηριστικών

Αξίζει να σημειωθεί ότι για κάθε πίεση, ορισμένα είδη μπορεί να εξακολουθούν να επωφελούνται από αυτήν, ενώ πολλά άλλα επηρεάζονται αρνητικά. Ως εκ τούτου, αναλύουμε τα συγκεκριμένα οικολογικά χαρακτηριστικά  που μοιράζονται τα είδη που επηρεάζονται από τις πιέσεις. Διαπιστώνουμε μια κυρίως αρνητική επίδραση της κάλυψης γεωργικών εκμεταλλεύσεων με υψηλές εισροές όχι μόνο για τα αγροτικά είδη, αλλά και για τα είδη που η διατροφή τους βασίζεται τουλάχιστον εν μέρει σε ασπόνδυλα κατά την περίοδο αναπαραγωγής, τους αποδημητές μεγάλων αποστάσεων και τα δασικά πουλιά, δηλαδή τη συντριπτική πλειονότητα των κοινών πτηνών. Η δασική κάλυψη επηρέασε κυρίως θετικά τους αποδημητές μεγάλων αποστάσεων. Τα αγροτικά είδη, τα κοκκοφάγα είδη και τα είδη με διατροφή βασισμένη στα ασπόνδυλα επηρεάστηκαν κυρίως αρνητικά από την αστικοποίηση. Τέλος, η επίδραση της θερμοκρασίας ήταν κυρίως θετική για τους θερμόβιους κατοίκους, τους αστικούς κατοίκους, τα δασικά είδη και τους ειδικούς, αλλά κυρίως αρνητική για τους ψυχρόβιους κατοίκους, τους αποδημητές μεγάλων αποστάσεων, τα αγροτικά είδη, τους γενικιστές και τα είδη με διατροφή βασισμένη στα ασπόνδυλα ή τα κοκκοφάγα.

Αποτελέσματα της μερικής regression μεταξύ της επιρροής κάθε πίεσης στη χρονοσειρά των ειδών και των χαρακτηριστικών των ειδών. Οι μη σημαντικές επιδράσεις εμφανίζονται με γκρι χρώμα, οι αρνητικές επιδράσεις με ανοιχτό κόκκινο χρώμα και οι θετικές επιδράσεις με μπλε χρώμα. Το μέγεθος της επίδρασης εμφανίζεται από το πλάτος της γραμμής, κλιμακωμένο για κάθε πίεση.

 

Συμπέρασμα

Σε ηπειρωτικοευρωπαϊκή κλίμακα, η αρνητική σχέση μεταξύ της χρήσης φυτοφαρμάκων και λιπασμάτων αντιστοιχεί στον κύριο παράγοντα μείωσης των πληθυσμών των πτηνών. Μέχρι σήμερα, η προτίμηση των ενδιαιτημάτων ενός είδους αποτελούσε βασικό παράγοντα για την αξιολόγηση των επιπτώσεων των ανθρωπογενών πιέσεων. Ειδικότερα, η απότομη μείωση των αγροτικών πτηνών σχετίζεται όλο και περισσότερο με την εντατικοποίηση της γεωργίας, και ιδίως με τη χρήση φυτοφαρμάκων, στην Ευρώπη και τη Βόρεια Αμερική. Εδώ, τόσο η ανάλυση PLS της σχετικής επίδρασης των κυριότερων ανθρωπογενών πιέσεων όσο και η quasicausal CCM επισημαίνουν ότι η γεωργία υψηλών εισροών είναι η πίεση που επηρεάζει περισσότερο τις μεταβολές των πληθυσμών των πτηνών, και όχι μόνο για τα είδη των αγροτικών εκτάσεων. Αυτή η αρνητική επίδραση είναι επίσης ορατή σε χώρες με χαμηλότερη μέση γεωργική ένταση, καθώς η επίδραση μιας εντατικοποίησης είναι ακόμη μεγαλύτερη σε αυτές τις χώρες.

Πέρα από τις πρακτικές γεωργικής γης, άλλοι παράγοντες παίζουν ρόλο. Η αστικοποίηση, η οποία έχει αυξηθεί σε όλες τις ευρωπαϊκές χώρες, μπορεί επίσης να σχετίζεται με τη συνολική μείωση της ορνιθοπανίδας. Αν και μια λεπτομερής ανάλυση της συγκεκριμένης σχέσης μεταξύ της αστικοποίησης και κάθε είδους μπορεί να απαιτεί ακριβέστερες χρονοσειρές για την αστικοποίηση, τα διαθέσιμα δεδομένα υποδηλώνουν αρνητικό αντίκτυπο για τα περισσότερα είδη. Η δυναμική της δασικής κάλυψης τείνει να σχετίζεται κυρίως με την αύξηση των πληθυσμών των πτηνών, αλλά η συνολική αύξηση της δασικής κάλυψης δεν αντικατοπτρίζεται στη δυναμική των πληθυσμών των δασικών ειδών, ούτε είναι ορατή στις τάσεις ολόκληρης της δεξαμενής ειδών. Η αύξηση της δασικής κάλυψης στην Ευρώπη τις τελευταίες δεκαετίες μπορεί να κρύβει άλλες αλλαγές, ιδίως στην ποιότητα των δασών, όπως η μείωση των παλαιών δασών που είναι απαραίτητα για πολλά είδη που κατοικούν σε δασικές εκτάσεις. Ευρύτερα, αναμένονται διαφορετικές επιπτώσεις στα πτηνά μεταξύ της αναδάσωσης από διαχειριζόμενα δάση και της αναγέννησης μετά την εγκατάλειψη της γεωργίας, ενώ το επακόλουθο κλείσιμο των ενδιαιτημάτων είναι πιθανό να μην ωφελήσει τα είδη ανοικτών ενδιαιτημάτων.

Πηγή σύνθεσης του κειμένου:

Farmland practices are driving bird population decline across Europe

Stanislas Rigal https://orcid.org/0000-0002-3180-4592 stanislas.rigal@ens-lyon.fr, Vasilis Dakos https://orcid.org/0000-0001-8862-718X, Hany Alonso, +47 , and Vincent Devictor vincent.devictor@umontpellier.frAuthors Info & Affiliations