BI3 Ympäristöekologia

BI3 Ympäristöekologia

Tärkeimpiä aihekokonaisuuksia, joita tällä kurssilla käsitellään, ovat: uhanalaisuus, biodiversiteetti, kestävä kehitys, ihmisen vaikutus aineiden kiertoon, ilmastonmuutos ja kasvihuoneilmiö.
Tärkeimmät asiat on alleviivattu. Tärkeimmät kappaleet on kirjoitettu punaisella.

1. Ekologian avulla voidaan ymmärtää luonnon toimintaa
- ekologia tutkii eliöiden runsauteen ja levinneisyyteen vaikuttavia tekijöitä, eliöyhteisöjä ja ekosysteemejä
- ekosysteemi = alueen eliöyhteisö + eloton luonto (abioottinen)
- bioottinen eli elollinen luonto
- aineiden kierto (ekosysteemissä bioottisen ja abioottisen luonnon välillä)
- energian virtaus (ekosysteemin läpi: ohivirtaus, ekologinen tehokkuus)
- tutkimustietoa sovelletaan maa- ja metsätaloudessa, luonnonvarojen hoidossa ja ympäristön suojelussa

2. Ympäristöekologista tutkimusta tehdään monella tasolla
- luonnonsuojelu = toimintaa, jonka tavoitteena on vaalia alkuperäistä luontoa, luonnonvaroja, erilaisia elinympäristöjä ja luonnon monimuotoisuutta
- luonnonsuojelualueet: Natura, kansallispuistot, muut suojelualueet (esim. yksityiset)
- ympäristöongelmiin havahtuminen -> ympäristöekologinen tutkimus, ratkaisujen etsiminen, luonnonsuojelua tukevien toimien aloittaminen
- abioottisten olojen muuttuminen voi olla elöille kohtalokas
- ympäristön muutoksille herkät lajit ilmentäjä- eli indikaattorilajeja
- populaatioita, eliöyhteisöjä ja lajien välisiä suhteita tutkitaan laskentojen ja seurantatutkimusten avulla (aineistoa voidaan kerätä jopa vuosikymmeniä, jolloin saadaan kuva lajin pitkäaikaisesta kehityksestä)
- ihmistoiminta häiritsee monin tavoin ekosysteemien toimintaa (yksinkertaistaminen, aineiden kierron häiritseminen, alueiden pirstoutuminen jne.)
- ilmastonmuutostutkimus ollut pinnalla jo vuosia (ja tulee olemaan) - paljon erilaisia mielipiteitä ilmastonmuutoksen hidastamisesta (ihmisen aiheuttama ilmastomuutos itsessään on kuitenkin jo tiedepiireissä tiedostettu fakta)

3. Kaupunkiekologia tutkii kaupunkiluonnon erityispiirteitä
- kaupunki saareke alkuperäisin luonnon keskellä -> osa eliöistä kärsii, mutta osa hyötyy!
- lämpösaareke, suurempi sadanta, ravinto
- kasvillisuus vähäistä, mutta monimuotoista (puutarhat (tulokaslajit), rikkakasvit, hallittu hoitamattomuus)
- hajottajia myös vähemmän kuin maaseudulla
- eläimissä paljon kaupungissa menestyviä (esim. lepakot, oravat, rusakot, ketut, monet linnut)
- monenlaisia ekolokeroita
- kaupunkiekologian soveltaminen kaupunkisuunnittelussa: puistojen ja metsien hoitaminen niin, että eliöstä pysyisi monimuotoisena (tai eliöstön monimuotoisuutta lisättäisiin)

4. Biodiversiteetti on jakautunut maapallolla epätasaisesti !
- biodiversiteetti eli monimuotoisuus jakautunut maapallolla hyvin epätasaisesti: hot spotit (monimuotoisuuskeskukset) kaikista rikkaimpia
- biodiversiteettiin vaikuttaa 1) alueelle tulevan energian määrä, 2) bioottisten olojen pysyvyys (ja tärkeiden ravinteiden, veden yms. saatavuus) ja 3) alueen pinta-ala (esim. saaren koko, manner vs. saari)
- biodiversiteetin tasot (BI1): ekosysteemi, laji ja perinnöllinen (lajinsisäinen)
- tutkiminen ja mittaaminen riippuvat tutkittavasta biodiversiteetin tasosta, tutkimuksen laajuudesta (esim. alueen koko, eliöryhmien määrä)
- avainbiotooppi = arvokkaat elinympäristöt, joissa elää vaateliaita eliölajeja (esim. lehto ja letto)

5. Maapallon ekosysteemien monimuotoisuus on vaarassa
- ekosysteemien perustana ilmasto: lämpötila, sadanta ja niiden vuodenaikainen jakautuminen
- suurekosysteemit (maabiomit) maapallolla: trooppiset metsät, savannit, aavikot, arot, Välimeren kasvillisuuden alueet, lauhkean vyöhykkeen lehtimetsät, havumetsät ja tundrat
- vesibiomit: makean veden biomit (järvet, virtaavat vedet) ja suolaisen veden biomit (meret ja suolajärvet)
- monimuotoisimpia sademetsät, koralliriutat ja kosteikot
- metsien pinta-ala pienentynyt -> enemmän eroosiota ja tulvia, vähemmän ekolokeroita/elinalueita, hiilinielujen vähentyminen -> ilmastonmuutos!
- koisteikoilla paljon omaleimaista eliöstöä + torjuvat tulvia
- koralliriuttoja uhkaavat mm. ilmaston lämpeneminen ja veden samentuminen
- taloudelliset pyrkimykset vs. ympäristön suojelu

6. Lajimonimuotoisuus on vähentynyt !
- läheskään kaikkia eliöitä ei ole edes nimetty, kaikkien lajien uhanalaisuustilannetta ei olla arvioitu
- avainlaji = ekosysteemin toimintaan voimakkaasti vaikuttava laji, jonka häviäminen vaikuttaisi haitallisesti koko ekosysteemiin
- ihmisen toiminnan (ja kasvun) takia käynnissä viides massasukupuutto elämänhistorian aikana
- IUCN = The World Conservation Union: julkaisee "punaisia kirjoja" eli uhanalaisuuskartoituksia maailman eliölajeista, kriteerit uhanalaisuusluokituksille
- helposti vaarantuvan lajin piirteitä: esiintyy maantieteellisesti suppealla alueella (endeeminen laji tai eristynyt populaatio), suuri koko (hidas lisääntymisnopeus), kapea-alaisuus elinympäristövaatimuksilta, populaation pieni koko, ihmisen toiminnasta aiheutuvat häiriöt/suora lukumäärän aleneminen (metsästys, kalastus)
- lajeja uhkaavia tekijöitä: 1) metsänhoito, 2) maatalouden muutokset, 3) rakentaminen, 4) kannan esiintymisalueen pienuus, 5) kemialliset haitat, 6) vesirakentaminen, 7) soranotto, kaivostoiminta, 8) pyynti, keräily, häirintä, liikenne
- ihmisen toiminnasta hyötyviä lajeja mm. tulokaslajit (= ihmisen tahattomasti tai tahallisesti alueelle tuoma laji, jota ei esiinny alueella alkuperäisesti)
- lajin sisäinen monimuotoisuus vaikuttaa populaation/lajin elinkykyyn (pienessä populaatiossa sisäsiittoisuutta, sattumalla vaikutusta, ympäristökatastrofit voivat hetkessä hävittää jne.)

7. Luonnonsuojelun avulla biodiversiteetti voidaan saada säilymään
- suojelussa otettava huomioon kaikki biodiversiteetin tasot
- jokaisesta ekosysteemistä suojeltava 10 %, jotta niiden säilyminen turvattaisiin
- suojelualueiden järkevä suunnittelu: koko, jaottelu, sijoittelu, ryhmittyminen, yhteys, reunavaikutus
- suojelukeinot yhteydessä uhanalaistumisen syihin -> mahdollisuuksien mukaan syiden poistaminen/niiden vaikutuksen vähentäminen, luontaisten elinympäristöjen suojelu ja rauhoitus, istutukset, rajoitukset, säädökset, eläintarhat, siemenpankit, geenipankit
- uhanalaisuuden syyt tärkeä selvittää!
- eläin- ja kasvijalostus hyötyvät biodiversiteetistä

8. Aineet kiertävät elottoman ja elollisen luonnon välillä
- hiilen kierto, hiilen varastot
- typen kierto, kasvien ja typensitojabakteerien symbioosi
- fosforin kierto
- kompostointi

9. Ihminen lisää typen ja fosforin määrää ekosysteemissä
!
- rehevöityminen = ravinteiden (N, P) määrän lisääntyminen lisää kasvien ja levien perustuotantoa -> hajottajien toiminnan vilkastuminen -> happikato vesistössä!
- typpi ja fosfori kuormittavat vesistöjä
- haja- ja pistekuormitus
- ravinteiden lähteitä ovat mm. maatalous, teollisuus, vedenpuhdistamot, voimalat, kalanviljelylaitokset, fossiiliset polttoaineet
- rehevöitymisen vaikutukset Itämereen (leväkukinnot, happikato, eliöyhteisöjen muuttuminen)
- rehevöityminen myös järvien ongelma
- rehevöitymisen estäminen/vähentäminen: kuormituksen vähentäminen (vähemmän lannoitteita, suojavyöhykkeet, paremmat jätevedenpuhdistustekniikat
- kunnostuksen tarpeessa olevissa järvissä oma sisäinen kuormitus alkanut
- rehevöitymisen vaikutuksia vesiekosysteemiin (kirjan yhteenvedon kuva s. 108)!

10. Rikin ja typen oksidien lisääntyminen aiheuttaa happamoitumista !
- rikin ja typen oksidit (fossiilisita polttoaineista)
- kuiva- ja märkälaskeumat
- Suomen metsät ovat herkkiä happamoitumaan, koska maaperän puskurointikyky on huono (suurin osa maaperästä happamaa graniittia, emäksistä kalkkia vähän)
- lupot ja naavat puiden rungoilla ja oksissa herkkiä ilmanlaadun indikaattoreita
- harsuuntuminen = havupuiden neulaskato (syinä esim. happamat laskeumat, taudit, tuholaiset ja/tai säätekijät)
- suora vaikutus lehtien tai neulasten kautta (harsuuntuminen), epäsuora vaikutus maaperän kautta (mm. ravinteiden huuhtoutuminen)
- sisävesissä muutokset ravintoketjuissa, eliöiden määrän vähentyminen, veden kirkastuminen

11. Varastoista vapautettu hiili ja muut kasvihuonekaasut muuttavat ilmastoa !
- kasvihuoneilmiö = maapallon luontainen lämmön säätelyyn ilmiö, johon ihmiset ovat vaikuttaneet ja vaikuttavat omalla toiminnallaan
- kasvihuoneilmiö on välttämätön elämälle
- tärkeimpiä kasvihuonekaasuja ovat vesihöyry, hiilidioksidi, metaani ja CFC-yhdisteet
- ihmiset lisäävät kasvihuonekaasujen määrää ilmakehässä
- ilmastonmuutos = pitkäaikaisen säätilan muuttuminen, nykyisin tarkoittaa ilmaston lämpenemistä, joka johtuu ihmisen aiheuttamasta kasvihuonekaasujen lisääntymisestä
- ilmaston lämpenemisen tuomat muutokset: kasvukauden pituus kasvaa, kasvillisuus siirtyy pohjoisemmaksi, muutoksia eläinten levinneisyydessä ja käyttäytymisessä, muutokset ravintoketjuissa, toisten lajien häviäminen, toisten ilmestyminen, yleistyminen/harvinaistuminen
- ilmastonmuutoksen estäminen (voidaan hidastaa radikaaleilla muutoksilla, täysi estäminen jo mahdotonta): ilmaan päästettävien kasvihuonekaasujen määrän vähentäminen (kansainväliset sopimukset), hiilidioksidin sitoutumisen lisääminen (hiilinielut)
- ihmisen toiminta muuttaa ilmastoa yhteenveto s. 129!


12. Ympäristömyrkyt ovat elolliselle luonnolle haitallisia aineita
- monet ympäristömyrkyt rikastuvat ravintoketjuissa
- raskasmetallit eivät hajoa luonnossa: elohopea aiheuttaa ongelmia vesistöissä, kadmium säilyy maaperässä pitkään, lyijy leviää ilmavirtausten mukana pitkiä matkoja
- elohopea ja lyijy vaikuttavat keskushermostoon, kadmium on karsinogeeni, joka kerääntyy maksaan ja munuaisiin
- orgaaniset ympäristömyrkyt vaikuttavat jo pieninä pitoisuuksina (POP-yhdisteet, kuten DDT, PCB-yhdisteet ja dioksiinit)
- DDT: ihmisen valmistama tuholaismyrkky, käyttökielto 1970-luvulla, vaikutuksia sukupuolihormoneihin ja maksan entsyymitoimintaan
- PCB-yhdisteet: sähkölaitteiden eristeissä, kodensaattoreissam muuntajissa, heikentävät lisääntymiskykyä
- dioksiinit: supermyrkkyjä, jo pienet pitoisuudet voivat aiheuttaa maksa- ja haimavaurioita, muutoksia hormonitoiminnassa, häiriöitä elimistön puolustusjärjestelmässä
- öljy suurin uhka merillä
- ympäristömyrkkyjen vähentämisessä kansallisia ja kansainvälisiä toimenpiteitä

13. Lyhytaaltoinen säteily on elämälle vaarallista
- säteilyn haitallisuus riippuu sen sisältämästä energiamäärästä: mitä lyhytaaltoisempi säteily, sitä enemmän siinä on energiaa
- radioaktiivisia jätteitä energiantuotannosta (ydinvoimalat) ja aseteollisuudesta
- yläilmakehän otsonikerros suojaa UV-säteilyltä
- UV-säteily vahingoittaa solun rakenteita ja toimintaa
- muutokset solutasolla voivat vaikuttaa yksilön kautta koko ekosysteemiin (lajien väliset suhteet, perustuotannon väheneminen)
- napojen otsoniaukot kasvavat vuosivuodelta, jolloin maan pinnalle pääsee yhä enemmän vaarallista UV-säteilyä
- CFC-yhdisteet ja haloni lisäävät otsonimolekyylien hajoamista ja aiheuttavat otsonikerroksen ohenemista
- päästöjä vähennetty, mutta vaikutus näkyy vasta pitkällä viiveellä

14. Jokainen meistä vaikuttaa valinnoillaan kestävään kehitykseen !
- kestävän kehityksen ulottuvuudet: ekologinen, taloudellinen, sosiaalinen, kulttuurinen
- ekologinen jalanjälki = kuvaa, kuinka suurta ekologisesti tuottavaa maa-aluetta tarvitaan yhden ihmisen kaikkien tarpeiden tyydyttämiseen
- ekologinen selkäreppu = tuotteeseen käytetyt luonnonvarat sen koko elinkaaren aikana
- ekotehokkuus = hyödyt/panokset, samalla raaka-aine, materiaali- ja energiamäärällä pyritään tuottamaan enemmän
- tuotteen elinkaari -> ympäristövaikutukset (MIPS-indeksi kuvatessa tuotteen ekotehokkuutta)
- kestävä elämäntapa edellyttää harkittua kulutusta, tuotteiden uusiokäyttöä ja kierrätystä (kolmen R:n periaate: recycle, reuse, reduse - kierrätä, käytä uudelleen, vähennä kulutusta/jätteiden määrää)

15. Ympäristöongelmien ratkaisuissa tarvitaan tietoa ja tekniikkaa, sääntöjä ja suunnittelua
- tutkimustietoa tarvitaan ympäristöongelmien ratkaisussa ja ympäristön suojelussa
- ympäristöpolitiikka ohjaa suojelua lajien ja ympäristöhallinnon avulla
- aluesuunnittelu kuormittavien toimintojen ja luonnonsuojelualueiden sijoittelussa
- ekotehokas tuotanto taloudellisella ohjauksella
- uusi tekniikka parantaa ilman ja veden laatua
- luonnonsuojelualueiden perusverkosto = kansallis- ja luonnonpuistot

16. Monet ympäristöongelmat eivät tunne valtioiden rajoja
- kansainvälinen yhteistyö tärkeää ympäristöongelmien ratkaisemisessa
- teollisuus- ja kehitysmaiden vastuu
- Rion kokous: kestävä kehitys tunnetuksi
- EU: säädösten ja sopimusten myötä ilman ja veden laatu on yleisesti parantunut
- EU:n ympäristönsuojelun tavoitteet, ympäristödirektiivi
- kansalaisliikkeet täydentävät ympäristöviranomaisten työtä