Ekologisk hållbarhet. Kort om ekologi - Natursyn ekosofi Ekosystemtjänster - Ekologisk resillience

Transkript

1 Ekologisk hållbarhet Kort om ekologi - Natursyn ekosofi Ekosystemtjänster - Ekologisk resillience

2 Livets enhet och utveckling, geologisk tid

3 Charles Darwin Arter är föränderliga De härstammar från andra arter De kan ge upphov till nya arter

4

5

6 Evolutionen har ingen riktning Elefanten ett vattenlevan de djur

7 Valen ett partåigt hovdjur

8 Ekologins principer Första lagen Allting hänger ihop med allt annat. Ekosystemen består av en mängd levande varelser och icke-biologiska faktorer som är förbundna i ett komplext nätverk, där sambanden mellan orsak och verkan inte alltid kan förutsägas, och där man med fördel arbetar med en viss försiktighet.

9 Ekologins principer Andra lagen Allting måste ta vägen någonstans. Energin är oförstörbar och tomma PET-flaskor hamnar förr eller senare alltid på fel plats.

10 Ekologins principer Tredje lagen Naturen vet bäst. Ekosystemen har utvecklats under miljontals år och under resans gång har varje art hittat sin plats i systemet. Till varje organiskt ämne finns ett enzym redo att bryta ner just denna substans, och varje ny substans eller rubbning av systemet innebär ett potentiellt problem.

11 Ekonomi - Ekologi Ecology study of life at home The totally or pattern of relations between organisms and their environment Economy management of the household

12 Ekonomi vs Ekologi Tankemodell Valuta Utvecklingsmodell Resursanv. Reglering Mål Cornucopian Ymnighetshorn Dollar J-formad Linjär Exponentiell tillväxt Exploatering och expansion Neo-Maltesisk Energi S-fomad Cirkulär Carrying Capacity Hållbarhet och stabilitet

13 Ekologins gränser

14 EKOSYSTEM Trofiska nivåer växtägare, köttätare, nedbrytare

15 EKOSYSTEM Gradienter av temperatur, snödjup, solinstrålning, salthalt, syrehalt, näringstillgång, surhet, fuktighet

16 DIVERSITET Rikedom och variation

17 Energi och materia Law of conservation Law of entropy

18 Näringsvävar Grazing food chain Detritus food chain

19 Carrying capacity and sutainability

20 Biokemiska cykler

21 Frågeställningar på organismnivå Vilka faktorer begränsar individens utveckling och fortplantning Vilka faktorer bestämmer individers beteende (solljus, temperatur ) Hur deltar individen i skapandet av jordmån Hur påverkas individen av brand Toxiska substanser hur påverkas individen

22 Frågeställningar på populationsnivå Vad är en population, populationstäthet Vad påverkar fördelsetal, dödstal, åldersfördelning Olika former av tillväxt J-shape, S- shape Carring Capacity Fluktuationer Befolkningsregulering Utbredningsmönster Territorium, revir, hemtrakt Populationsgenetik

23 Frågeställningar på Communitynivå Hur interagerar arter Coevolution Competition, coexistence Predation, herbivorer, parasiter Habitat, Ekologisk nisch Biodiversitet Utvecklingshistoria

24 Frågeställningar på Communitynivå Hur interagerar arter Coevolution Competition, coexistence Predation, herbivorer, parasiter Habitat, Ekologisk nisch Biodiversitet Utvecklingshistoria

25 Landskapsekologi, regional ekologi global ekologi

26 Ekologins tre huvudområden Systemekologi Inorganic substances Organic compounds Air water substrate Producers Phagotrophs (heterotrophes) Saprophyths

27 Ekologins tre huvudområden Systemekologi

28 Produktion och respiration

29 Östersjön

30 Silver springs

31 Coral reef Lamotek

32 Ekologins tre huvudområden The theory of evolution is the answer to the fundamental question of life: how is it that there is so much diversity on this planet? Evolutionseklologi Robert MacArthur

33 Ekologins tre huvudområden Evolutionsekologi 1. Frågeställningar internt beteende Strategier vid val av partner, sexuella system, sexuella konflikter, val av livsmiljö, mognadsålder, könsfördelning, antal individer i en flock, antalet underordnade individer, förökningsstrategier, specialister, generalister, socialt liv, territorier, samarbete, oegennytta och konsensus

34 Ekologins tre huvudområden Evolutionseklologi 2. Frågeställning externt beteende Samverkan mellan arter, relationer mellan predator och byte, artbildning, hybrider, samverkan växter och växtätare, biologisk mångfald, globala förändringar och respons på förändringar, värddjur parasiter infektion epidemi, reaktion på bekämpningsmedel e.t.c.

35 Allopatrisk artbildnng När en gen-pool delas upp i två geografiskt åtskilda delar uppstår nya arter

36 Darwins teori Det sker en evolutionär process om 1. Varje individ producerar mer än en potentiell ersättare (multiplikation) 2. Om individerna inte är identiska (variation) 3. Om avkomman liknar sina föräldrar (ärftlighet) och om 4. Arvsanlagen påverkar möjligheten att få egen avkomma (fitness)

37 Snyggast och starkast vinner

38 Ornament när det går till överdrift

39 Co-evolution

40 Parasiter

41

42 Ekologins tre huvudområden Populationsekologi.

43 NATURENS VÄRDE

44 Hur ser vi på naturen? Instrumentellt värde eller egenvärde Är det ekosystemet, arten eller individen Har den döda naturen egenvärde floder, berg

45 Ett sätt att se på naturen Även klippblocken, som i högtidlig storslagenhet verkar ligga stumma i den ångande solhettan utmed den stilla havsstranden, skälver av minnen av gångna händelser sammanlänkade med mitt folks öde, och jorden under era fötter lyssnar med kärlek hellre till våra fotsteg än till era, för jorden innehåller stoftet av våra förfäder, och våra bara fötter går med medvetenhet och medkänsla på den jord som är berikad med själarna av våra förfäder Våra döda glömmer aldrig den vackra värld som gav dem livet. De älskar fortfarande de slingrande floderna, de väldiga bergen och de ensliga valarna, och de kommer alltid att längta i öm kärleksfullhet efter de ensamma levande och återkommer ofta för att besöka och trösta dem. (Hövding SEEA-ATH )

46 Jag har aldrig funnits, mitt land har alltid varit ditt. Eldstäderna som vittnar om att någon sökt värme och skydd har aldrig använts. Dom renar som alltid vandrat i detta rike har alltid varit utan ägare. Bären som...växt på myr och hed har aldrig plockats. Stammarna där barken tagits har själva skapat dom såren. Mjölkvallarna som talrikt finns i fjällvärlden är gjorda av månen. Så känns det när en byråkrat i slips många dagars vandring från platsen ska bestämma över platsen där vi staplat våra första steg. I sin fina portfölj har han en massa papper som bedyrar att, faktiskt han är den som äger platsen. Där du och jag lekt vid stränderna, sökt kvanne för att göra en pipa och röka torra björklöv för att sen må dåligt och bedyra att jag aldrig någonsin ska börja röka. Där mekaniska ljud varit sällsynta, endast naturens glada och välkända suckar existerat. Där renen obekymrat gått med sina knäppande klövar och gett oss mat till våra magar och skinn att värma oss med. Det är därför vi känner att, om rättvisa finns på jorden så borde människors ögon se och öron höra och hjärnor tänka. Vi är inte ensamma om att förstå att jorden inte räcker, och inte kan sträcka sina armar längre. Det är snart för varmt under ekvatorn, det är snart för varmt på Grönland, det är snart för varmt i Sábme. Tiden är inne för att ta ett steg tillbaka och betrakta vad vi skapat...visa mer (text och foto Per-Eric Kuoljok)

47 Olika sätt att se på naturen

48 Kirunaområdet

49 Rönnbäck

50 Vättern

51

52 EKOSOFI

53

54 Arne Naess Född 27 januari 1912 i Oslo Död 12 januari 2009, 1936 doktorsavhandling. Professor vid Universitetet i Oslo under perioden Han skrev 1973 boken Ekologi, samhälle och livsstil, där han presenterar sin "djupa" ekologiska filosofi, som han ger namnet ekosofi. Motståndsman, miljöaktivist, pacifist, boxare och bergsklättrare.

55 Detta gör situationen kritisk den exponentiellt tilltagande och helt eller delvis irreversibla försämring eller ödelägelse av miljön som skapas av en djupt förankrad materiell ideologi och praktik på produktionens och konsumtionens område utifrån vårt värdetänkande och allt tänkande är värdetänkande - så är det en ödeläggelsen av mångfalden och livsvillkoren

56

57 Grundnorm Ekosofins grundnorm är Maximalt självförverkligande. Detta självförverkligande gäller inte bara människan utan varje väsens självförverkligande. Gud har nedlagt ett program i varje varelse maximal glädje när detta program i största möjliga mån exekveras - toppnormen 57

58 livets rätt. I ett geologiskt perspektiv har allt levande ett gemensamt ursprung. Begreppen rättfärdighet och orättfärdighet kan inte begränsas till människan utan måste utsträckas till allt levande. Allt levande har rätt till utveckling och självförverkligande 58

59 2. Resursfördelning 5. Självstyre 6. Decentralisering 7. Lokalsamhälle 9. Självförsörjning 10 Komplexitet 12 Mångfald 15 Egalitäritet 16 Kamp mot självdomesticering 20 kärnpunkter

60 Naturens värde Tre värdesystem Antropocentrism Biocentrism Ekocentrism

61 Ekosystemtjänster Gas regulation, Climate regulation, Disturbance regulation, Water regulation, Water supply. Waste absorbation capacity, Erosion control and sediment retention, Soil formation, Nutrient cycling, Pollination, Biological control, Habitat, Genetic resources, Recreation, Cultural resources

62 Det naturliga steget I det hållbara samhället utsätts inte naturen för systematisk koncentrationsökning av ämnen från berggrunden (t ex fossilt kol och tungmetaller). 2. koncentrationsökning av ämnen från samhällets produktion (t ex NOx, hormonstörande ämnen). 3. undanträngning med fysiska metoder (t ex från trafikinfrastruktur, skogsskövling, överfiske). Och, i det samhället hindras inte människor systematiskt 4. från att tillgodose sina behov (t ex via missbruk av politisk och ekonomisk makt).

63 Tallyho, Tallyho, jag har skjutit en dront, en dront har jag skjutit med luntlåsgevär, då solen rann ned mot en blek horisont och havet låg blankt mellan öar och skär. Då bolmade rök i en luft, som stod ljum, och rymden var som ett ekande rum, där skottet skallade fjärran och när. Låt oss anta ett antropocentriskt synsätt Har naturen då något värde

64 Materialiserar solljus

65 mat

66 fiber

67 Nedbrytning

68 Rening av luft och vatten

69 Avgiftning (just detta ämne är naturen dålig på att bryta ned)

70 Generation of soil

71 Pollinering

72 Atmosfären sammansättning

73 Temperaturreglering

74 Hydrologiska cykeln

75 Flood control

76 Erosion

77 Balans mellan arter

78

79 Näringsväv

80 Kontroll av sjukdomar och skadedjur i gröda

81 Genetisk variation

82 Mångfald % av arterna vi bor ihop med är kända, namngivna och beskrivna Wollemia Nobilis upptäcktes 1993

83 Vi tillhör riket Craniata vertebrater och innefattar fiskar grodor, ödlor, ormar, fåglar och däggdjur alla djur med ryggrad och symmetrisk uppbyggnad Det finns ytterligare 95 principiellt annorlunda djurgrupper att upptäcka Mer mångfald

84 Skönhetsvärden

85 Spänning

86 Rekreation

87 Skugga

88 Och mycket mer

89 Om du skulle kolonisera månen (surrstund) Vilka medvarelser skulle du ta med dig vi antar att det finns atmosfär, vatten och gravitation

90 Växter att äta Ris, vete, majs, bönor, äpplen, äggplanta, fikon, grapes, cacao, te, mango, peppar.

91 Djur att äta några exempel

92 Växter till kläder, möbler, prydnad och trevnad Bomull, träd till möbler, ved till bränsle, dagstidningar, magazin, böcker, lin Prydnadsväxter, sällskapsdjur Och vad djuren ska äta gräs, alfalfa, örter, buskar

93 Och har du tänkt på hur ska jordbildningsprocessen och nedbrytning skötas EN nypa jord på jorden innehåller protozoer alger svampar bakterier Oräknerliga virus

94 Vilka växter och djur behövs för att upprätthålla näringsflödena

95 Pollinering

96 Naturliga fiender Ingen art är förskonad från sjukdom, skadeinsekter ekosystemet kräver balans i form av naturliga fiender

97 Erosionsskydd Om det finns vind och vatten på månen

98 Biologisk variation

99 Atmosfärkontroll

100 Biosphere 2

101 Biosphere 2 Gigantiskt växthus tre tunnland 1,26 hektar kubikmeter Gräsmarker, träskmarker, korallrev, tropisk regnskog 7 års uppbyggnadstid 200 miljoner dollar Beboddes under två år av fyra men och fyra kvinnor

102

103 Problem nästan genast Många ekosystem kollapsade ganska snart Öken övergår till chaparall Algblomning krävde manuell städning Syremängden minskade höjd 5700 meter Kvävgasmängden ökade till riskabla nivåer CO2-halten starkt varierande 19 av 24 däggdjur dog ut genast Alla pollinatorer dör Svält regnskogen huggs ned för odling Invasion av myror

104 Slutsats Slå vakt om den biologiska mångfalden

105 Ekologisk resilience

106 Stockholm resilince Centre

107 Holocene stability domain

108 Holocene - temperatur

109 Anthrpocene Since the event of Anthropocene, humans are effectively pushing the Planet outside the Holocene range of varaiability

110 ?Planetary boundarys? What are the non-negotiable planetary preconditions that humanity needs to respect in order to avoid the risk of deleterious or even catastrophic environmental change at continental to global scales?

111 Planetary boundary Hur påverkar mänsklig aktivitet jorden hur påverkar vi CO2-halten Hur fungerar systemen hur påverkar CO2-halten exempelvis istäcket Var går gränsen där resisiensen överskrids var är förändringen irreversibel

112 9 miljöfaktorer att analysera 1. Climate change 2. Ocean acidification 3. Stratospheric ozone depletion 4. Atmospheric aerosol loading 5. Biogeochemical flows: interference with P and N cycles 6. Global freshwater use 7. Land system change 8. Biodiversity loss 9. Chemical pollution

113 1. Climate change Threshold: Loss of polar ice sheets. Regional climate disruptions. Loss of glacial freshwater supplies. Weakening of carbon sinks. Planetary Boundary: Atmospheric CO2 concentration: 350 ppm ( ppm) Energy imbalance:+1 W m -2 ( W m State of knowledge: 1. Ample scientific evidence. 2. Multiple sub-system thresholds. 3. Debate on position of boundary.

114

115 Klimatförändring

116

117

118 Warming of the climate system is unequivocal, as is now evident from observations of increases in global average air and ocean temperatures, widespread melting of snow and ice and rising global average sea level

119

120 The temperature increase is widespread over the globe and is greater at higher northern latitudes (Figure 1.2). Average Arctic temperatures have increased at almost twice the global average rate in the past 100 years. Land regions have warmed faster than the oceans

121

122 There is very high confidence, based on more evidence from a wider range of species, that recent warming is strongly affecting terrestrial biological systems, including such changes as earlier timing of spring events, such as leafunfolding, bird migration and egg-laying; and poleward and upward shifts in ranges in plant and animal species.

123

124

125

126

127 Ecosystem The resilience of many ecosystems is likely to be exceeded this century by an unprecedented combination of climate change, associated disturbances (e.g. flooding, drought, wildfire, insects, ocean acidification) and other global change drivers (e.g. Landuse change, pollution, fragmentation of natural systems, overexploitation of resources).

128 Ecosystem Approximately 20 to 30% of plant and animal species assessed so far are likely to be at increased risk of extinction if increases in global average temperature exceed 1.5 to 2.5 C (medium confidence).

129 2. Ocean acidification Control variable: Carbonate ion concentration, saturation state with respect to aragonite Threshold: Conversion of coral reefs to algaldominated systems. Regional elimination of some aragonite- and highmagnesium calcite-forming marine biota Slow variable affecting marine carbon sink Planetary Boundary : Sustain > 80 % of the preindustrial aragonite saturation (!80 % -!70 %) State of knowledge: 1. Geophysical processes well-known. 2. Threshold likely. 3. Boundary position uncertain due to unclear ecosystem response.

130 Ocean accidification Marine diversitet Förmåga att absorbera CO2 lösning i vatten och upptag av marina organismer Ökad CO2-absorbtion ökar surheten i ytvatten sänker ph Påverkar livet - framförallt dem som bygger skal eller skelettdelar av kalciumkarbonat Ph har minskat 0,1 enheter motsvarar 30% ökad koncentration av vätejoner

131 Aragonit Försurningen 100 ggr snabbare än någon gång under Holocen Aranit koraller, mollusker

132 Calcite

133 High magnesium calcite

134 Aragonite sturation state 100% pre industrial 84% today 67% doubled CO2

135 3. Stratospheric ozone depletion Control variable: Stratospheric O3 concentration, DU Threshold: Severe and irreversible UV-B radiation effects on human health and ecosystems. Planetary Boundary: <5% reduction from preindustrial level of 290 DU (5-10 %) State of knowledge: 1. Ample scientific evidence. 2. Threshold well established. 3. Boundary position implicitly agreed and respected.

136 Ozon uttunning Ozon skyddar mot ultraviolett strålning Nedbrytning katalyseras av bl.a flourkarbonater Påverkar marina organismer och orsakar cancer hos djur Global uppvärmning ger en kallare stratosfär molnbildning ev ozonuttuning

137

138 4. Biogeochemical flows: interference with P and N cycles Control variable: P: inflow of phosphorus to ocean, increase compared to natural background weathering N: amount of N2 removed from atmosphere for human use, Mt N yr-1 Threshold : P: avoid a major oceanic anoxic event (including regional), with impacts on marine ecosystems. N: slow variable affecting overall resilience of ecosystems via acidification of terrestrial ecosystems and eutrophication of coastal and freshwater systems. Planetary Boundary: P: < 10 ( ) N: Limit industrial and agricultural fixation of N2to 35 Mt N yr-1, which is ~ 25% of the total amount of N2 fixed per annum naturally by terrestrial ecosystems (25-35%)

139 4. Biogeochemical flows: interference with P and N cycles State of knowledge: P: (1) Limited knowledge on ecosystem responses; (2) High probability of threshold but timing is very uncertain; (3) Boundary position highly uncertain. N: (1) Some ecosystem responses known; (2) Acts as a slow variable, existence of global thresholds unknown; (3) Boundary position highly uncertain.

140 Kväve Mänsklig aktivitet binder mer kväve från atmosfären än alla terresta processer sammanlagt Industriell framställning av konstkväve 80 Mt/yr Kvävefixering i jordbruk 40 MT/y Fossil förbränning 20 MT/y Förbränning av biomassa 10 MT/y

141

142

143 Syrebrist Påverkar marina system lokalt eller regionalt, begränsar ekosystemens resilience, orsakar syrebrist och död

144 5. Biodiversity loss Control variable: Extinction rate, extinctions per million species per year (E/MSY) Threshold : Slow variable affecting ecosystem functioning at continental and ocean basin scales. Impact on many other boundaries C storage, freshwater, N and P cycles, land systems. Massive loss of biodiversity unacceptable for ethical reasons. Planetary Boundary: < 10 E/MSY ( E/MSY) State of knowledge: 1. Incomplete knowledge on the role of biodiversity for ecosystem functioning across scales. 2. Thresholds likely at local and regional scales 3. Boundary position highly uncertain.

145 Biologisk mångfald

146

147 Minskar ekosystemen redundans Påverkar klimatförändring och försurning i haven Påverkar ekosystemens funktion och möjligheter att reagera på förändring Historisk utrotningstakt 0,1 till 1 art per miljoner art-år Nuvarande utrotningstakt >100 per miljoner artår förväntas öka till E/MSY

148 25% av arterna i välkända grupper utrotningshotade 12% av fåglar, 52% för cycader 0,3 E/MSY är ett bra estimat på en hållbar situation.

149 6. Global freshwater use Control variable: Consumptive blue water use, km3 yr-1 Threshold : Could affect regional climate patterns (e.g., monsoon behaviour). Primarily slow variable affecting moisture feedback, biomass production, carbon uptake by terrestrial systems and reducing biodiversity. Planetary Boundary: < 4,000 km3 yr-1 (4,000-6,000) State of knowledge: 1. Scientific evidence of ecosystem response but incomplete and fragmented. 2. Slow variable, regional or subsystem thresholds exist. 3.. Proposed boundary value is a global aggregate, spatial distribution determines regional thresholds

150 Färskvatten 25% av världens floder torkar säsongsvis ut innan de når havet, beroende på människans nyttjande

151 ARALSJÖN 2000 ARALSJÖN 2009

152

153 Färskvatten Påverkar bidiversitet, födotillgång, hälsa, ekosystemens funktion och resiliens, fiske, klimatreglering Bidrar till erosion/erosionsskydd, grundvatten, markfukt, skogstillväxt 90% av historiska grönvattenresurser behövs för att upprätthålla kritiska ekosystemtjänster 20 50% av blue water för att upprätthålla akvataiska system

154 7. Land system change Control variable: Percentage of global land cover converted to cropland Threshold : Trigger of irreversible & widespread conversion of biomes to undesired states. Primarily acts as a slow variable affecting carbon storage and resilience via changes in biodiversity and landscape heterogeneity Planetary Boundary: < 15% of global ice-free land surface converted to cropland (15 20%) State of knowledge: 1. Ample scientific evidence of impacts of land cover change on ecosystems, largely local and regional. 2. Slow variable, global threshold unlikely but regional thresholds likely. 3. Boundary is a global aggregate with high uncertainty, regional distribution of land system change is critical.

155 Land system change Omvandling av skog till odlingsmark 0,8%/y över år Färändring av odlingsareal påverkar reglermekanismer i jordsystemet, utflöde av näringsämnen, förlust av biodiveristet och färskvatten Ökad avskogning i Amazonas kan omvandla regnskogen till savann

156 Palmolja och sojabönor

157 8. Atmospheric aerosol loading Control variable: Overall particulate concentration in the atmosphere, on a regional basis Threshold: Disruption of monsoon systems. Human health effects. Interacts with climate change and freshwater boundaries. Planetary Boundary: To be determined State of knowledge: 1. Ample scientific evidence. 2. Global threshold behaviour unknown. 3. Unable to suggest boundary yet.

158 9. Chemical pollution Control variable: For example, emissions, concentrations, or effects on ecosystem and Earth system functioning of persistent organic pollutants (POPs), plastics, endocrine disruptors, heavy metals, and nuclear wastet. Threshold: Thresholds leading to unacceptable impacts on human health and ecosystem functioning possible but largely unknown. May act as a slow variable undermining resilience and increase risk of crossing other threshold. Planetary Boundary: To be determined State of knowledge: 1. Ample scientific evidence on individual chemicals but lacks an aggregate, global-level analysis. 2. Slow variable, large-scale thresholds unknown. 3. Unable to suggest boundary yet.

159 Kemisk förorening Kemisk förorening inkluderar radioaktivitet, tungmetaller och organiska sugstanser Påverkar ekosystem och hälsa till kemiskaprodukter på marknaden

160

161 9 globala miljöhot