"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF9223
ETF9223 "Väljasuremisvõlg ja sisserändekrediit: vastandlikud nähtused muutuvates maastikes (1.01.2012−31.12.2015)", Aveliina Helm, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Ökoloogia- ja Maateaduste Instituut.
ETF9223
Väljasuremisvõlg ja sisserändekrediit: vastandlikud nähtused muutuvates maastikes
Extinction debt and colonization credit: contrasting phenomena in changing landscapes
1.01.2012
31.12.2015
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ValdkondAlamvaldkondCERCS erialaFrascati Manual’i erialaProtsent
1. Bio- ja keskkonnateadused1.4. Ökoloogia, biosüstemaatika ja -füsioloogiaB270 Taimeökoloogia 1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt100,0
PerioodSumma
01.01.2012−31.12.201212 000,00 EUR
01.01.2013−31.12.201312 000,00 EUR
01.01.2014−31.12.201412 000,00 EUR
01.01.2015−31.12.201512 000,00 EUR
48 000,00 EUR

Inimmõju suurenemisest lähtuv elupaikade kvaliteedi langus, pindalakadu ja killustumine on tänapäeval peamised elurikkust ohustavad tegurid. Aastatuhandete vältel kujunenud maastikustruktuuris ja keskkonnatingimustes on viimase sajandi vältel toimunud laialdased muutused, mistõttu võivad elupaigad osutuda paljudele kooslusele iseloomulikele taimeliikidele edasiseks püsimiseks ebasobivaks. Populatsioonide aeglase reageerimise tõttu võib liikide tegelik kadu olla ajalise viibega, mille tulemusena kujuneb kooslustes väljasuremisvõlg (extinction debt). Samal ajal kui elupaikade degradeerumisel kaovad kooslustest ajalooliselt iseloomulikud liigid, võivad teised liigid leida muutunud kooslustes uue kasvukoha. Ajaloolisesse liigifondi mittekuuluvate liikide sisseränne on sarnaselt liikide kadumisega aeganõudev, eelkõige liikide piiratud levimisvõime või koosluse enda vastupanuvõime tõttu. Ajalist lõtku uute liikide kolonisatsioonil võib nimetada sisserändekrediidiks (colonization credit). Muutunud elupaikades on väljasuremisvõlg ja sisserändekrediit samaaegselt toimuvad, kuid vastandlikud protsessid. Nad on põhjustatud samade tegurite poolt, kuid toimivad erinevatele elurikkuse komponentidele. Nii ei pruugi iseloomulike liikide kadu ilmtingimata tähendada koosluse kogu vaadeldud liigirikkuse langust. Käesolevas grandis kasutamegi liikide väljasuremis- ja sisserändemustrite uurimiseks koosluste biodiversiteedi jaotamist kaheks komponendiks lähtuvalt liigifondi kontseptsioonist. Algupärase mitmekesisuse (original diversity) moodustavad koosluse ajaloolisesse liigifondi kuuluvad liigid, ammutatud mitmekesisus (derived diversity) koosneb aga algsele kooslusele mitteomastest sisserännanud liikidest. Uurime, milliste keskkonna- ja inimteguritega kaasneb algse elurikkuse kadu ja ammutatud mitmekesisuse osakaalu tõus. Selgitame välja, kuidas ammutatud mitmekesisus mõjutab koosluste ökoloogilisi omadusi, näiteks taksonoomilist, funktsionaalset ja fülogeneetiliset mitmekesisust. Grandi raames läbiviidud teadustöö tulemused on olulised hindamaks, milline on elupaikade biomitmekesisuse seisund täna ja tulevikus.
Increasing anthropogenic influence and accompanying degradation, area loss and fragmentation of natural habitats are considered to be major threats to biodiversity. Due to vast changes in landscape configuration and environmental conditions, number of habitat characteristic species are expected to go locally extinct from many historically developed communities. At the same time, human-related environmental changes and “blurring” of the geographical and ecological dispersal barriers opens a new “window” for a number of species to colonize deteriorated habitats. Thus, the extinction of habitat specialist species does not necessarily mean decrease in total observed diversity. However, due to slow dynamics of populations or limited dispersal capacity and community resistance, both extinction and colonization can be delayed. Extinction debt and colonization credit can occur simultaneously in altered habitats and they can be considered as opposite processes – although triggered by the same mechanisms (habitat deterioration), they act upon different components of total biodiversity. We will use biodiversity partitioning based on historical species pools to study the extinction and colonization patterns in altered grassland habitats. Original diversity consists of species that have been part of historical species pool of habitat. Derived diversity consists of species that are “novel” to community and do not belong to habitat-specific species pool. We will explore the environmental and anthropogenic factors that increase the derived diversity and propel the extinction of original species. We will study the effects of derived diversity to community properties and relate it with change in taxonomic, functional and phylogenetical diversity. Our results will allow to estimate the state of future biodiversity in altered ecosystems.
Inimmõjust tingitud elupaikade kvaliteedi langus, pindalakadu ja killustumine on tänapäeval peamised elurikkust ohustavad tegurid. Taimepopulatsioonid reageerivad keskkonnatingimuste muutustele aeglaselt ning nii liikide väljasuremine keskkonnatingimuste sobimatuse tõttu, kui ka uute liikide kolonisatsioon toimuvad ajalise viibega. Grandiprojekti eesmärgiks oli liikide väljasuremis- ja sisserändemustrite ajalise dünaamika ning väljasuremisohus ja nö. uute liikide tunnuste ning omaduste uurimine niidukooslustes, et tuvastada viimase sajandi jooksul toimunud muutuste (koosluste kahanev pindala, killustumine, elupaiga kvaliteedi langus) mõju niitude elurikkusele. Projekti tulemusena ilmus 8 ETIS-e kategooria 1.1. teaduspublikatsiooni. Muuhulgas töötasime välja uudse meetodi koosluste elurikkuse uurimiseks ning ökosüsteemide looduskaitselise väärtuse hindamiseks, defineerides algupärase mitmekesisuse (original diversity), kuhu kuuluvad koosluse ajaloolisesse liigifondi osaks olevad liigid ning teisenenud mitmekesisuse (derived diversity), kuhu kuuluvad algsele kooslusele mitteomased hiljuti sisserännanud liigid. Uurisime sisserändeviibe ja väljasuremisvõla üheaegse esinemise muutuvates kooslustes ning leidsime, et väljasuremisvõla „maksmine“ võtab kauem aega kui sisserändeviibe realiseerumine, mis võib viia ajutisele liikide üleküllusele kooslustes, mis omakorda võib anda valesid signaale koosluste looduskaitselise seisundi ning elupaiga kvaliteedi kohta. Põhja-Eesti degradeerunud loopealsete näitel aga leidsime, et elupaikade pindala kahanemine ning keskkonnatingimuste muutus ei too koheselt kaasa koosluste taksonoomilise, funktsionaalse ja fülogeneetilise mitmekesisuse languse, kuid algupärase liigirikkuse langus ning teisenenud mitmekesisuse kasv toob kaasa olulise languse koosluste looduskaitselises väärtuses. Grandiprojekti raames läbiviidud teadustöö andis olulist infot, kuidas reageerib koosluste mitmekesisus keskkonnatingimuste muutumisele ning milline on elupaikade biomitmekesisuse seisund täna ja tulevikus.