Lepitusökoloogia

Lepitusökoloogia on ökoloogia haru, mis uurib võimalusi bioloogilise mitmekesisuse soodustamiseks antropotseeniajastu inimeste poolt domineeritud ökosüsteemides. Michael Rosenzweig sõnastas selle kontseptsiooni esmakordselt oma raamatus Win-Win Ecology, tuginedes teooriale, et ei ole piisavalt ala, et kogu maa bioloogiline mitmekesisus oleks salvestatud määratud looduskaitsealadel. Seetõttu peaksid inimesed suurendama bioloogilist mitmekesisust inimeste poolt domineeritud maastikel. Hallates bioloogilist mitmekesisust viisil, mis ei vähenda süsteemi kasulikkust inimestele, on see nii inimkasutuse kui ka kohaliku bioloogilise mitmekesisuse jaoks kõigile kasulik olukord. Teadus põhineb inimeste maakasutuse suundumuste ja liikide ja piirkondade vaheliste suhete ökoloogilisel alusel. Sellel on palju eeliseid peale looduskaitse ja selle kohta on kogu maailmas palju näiteid.

Teoreetiline põhi

Inimeste maakasutuse suundumused 
Traditsiooniline looduskaitse põhineb "reserveerimisel ja taastamisel". Reserveerimine tähendab rikkumatute maade jätmist ainult bioloogilise mitmekesisuse säilitamiseks (nt reservaadis), taastamine tähendab inimeste mõjutatud ökosüsteemide tagasipöördumist nende loomulikku seisundisse. Lepitusökoloogid väidavad, et nende tehnikate õnnestumiseks on liiga suur osa maast inimeste poolt mõjutatud.

Kuigi on raske täpselt mõõta, kui palju on inimeste poolt maakasutust muudetud, hinnatakse seda vahemikku 39-50%. See hõlmab põllumajandusmaad, karjamaad, linnapiirkondi ja istandikena majandatavaid puistuid. Hinnanguliselt on 50% põllumaast juba üles haritud. Maa kasutuse ümberkujundamine on viimase viiekümne aasta jooksul kiiresti suurenenud ja tõenäoliselt suureneb see jätkuvalt. Lisaks maa-ala otsesele ümberkujundamisele on inimesed mõjutanud globaalseid biogeokeemilisi tsükleid, mille tulemuseks on inimese põhjustatud muutused ka kõige kaugemates piirkondades. Nende hulka kuuluvad toitainete nagu lämmastik ja fosfor sissevool, happevihmad, ookeanide hapestumine, veevarude ümberjaotumine ja süsinikdioksiidi suurenemine atmosfääris. Inimesed on muutnud ka paljude selliste maastike liigikooslusi, kus nad otseselt ei domineeri, levitades võõrliike või ületarbides kohalikke liike. Seda uut liikide kogumit on võrreldud varasemate massiliste väljasuremiste ja liikide tekkega, mida on ajaloos põhjustanud maismaasildade moodustumine ja mandrite kokkupõrked.

Liikide ja elupaiga seosed 
Lepitusökoloogia vajadus tulenes liikide leviku ja mitmekesisuse mustritest. Kõige olulisem neist mustritest on liigipiirkonna kõver, mis väidab, et suurem geograafiline piirkond sisaldab suuremat liikide mitmekesisust. Seda suhet on toetanud nii suur hulk uuringuid, et mõned teadlased peavad seda ökoloogiliseks seaduseks.

Liikide arvu ja pindala vahelisel seosel on kaks peamist põhjust, millest mõlemat saab kasutada suuremate alade kaitse argumendina. Elupaikade heterogeensuse hüpotees väidab, et suuremal geograafilisel alal on rohkem erinevaid elupaigatüüpe ja seetõttu on rohkem liike, mis on kohandatud igale unikaalsele elupaigatüübile. Väikese ala kasutusest väljaarvamine ei hõlma piisavalt elupaigatüüpe, et sisaldada palju erinevaid liike. Tasakaaluhüpotees tuleneb saare biogeograafia teooriast, mida kirjeldasid MacArthur ja Wilson. Suurtes piirkondades on suured populatsioonid, mis vähendavad väljasuremise tõenäosust juhuslike protsesside kaudu. Teooria eeldab, et liikide tekkimise määrad on piirkonnas püsivad ja madalam väljasuremiskiirus koos kõrgema eripäraga toob kaasa rohkem liike.

Liigi-elupaiga suhet on sageli looduskaitses rakendatud, eelkõige kvantitatiivselt. Lihtsaim ja kõige sagedamini kasutatav valem avaldati esmakordselt Frank W. Prestoni poolt. Konkreetses piirkonnas esinevate liikide arv suureneb seoses selle piirkonnaga suhtega S = cAz, kus S on liikide arv, A on ala ning c ja z on konstandid, mis varieeruvad uuritava süsteemiga. Seda võrrandit on sageli kasutatud loodusreservaadi suuruse ja paigutuse kujundamiseks (vt SLOSSi arutelu). Loodusreservaadi loomisel kasutatava võrrandi kõige tavalisem versioon on saartevahelise mitmekesisuse valem, mille z-väärtus on vahemikus 0,25 kuni 0,55, mis tähendab, et 5% olemasoleva elupaiga kaitsmine säilitab 40% olemasolevatest liikidest. Kuid selle teooria kohaselt lähenevad erinevatest piirkondadest liikide vaheliste suhete z-väärtused 1-le, mis tähendab, et 5% elupaikade kaitsmine hoiab ainult 5% liikide mitmekesisusest.

Kokkuvõttes näevad lepitusökoloogia pooldajad, et me ei suuda eraldada piisavalt maad, et kaitsta kogu liigirikkust, sest ülalmainitud valem liigi-piirkonna suhte abil liigirikkuse tagamiseks ei toimi. Inimkonna domineerimise tulemusena ei ole meil enam piisavalt maa-alasid. Maa kasutusest väljaarvamine võib avaldada negatiivset mõju, sest see tähendab, et ülejäänud maad kasutatakse intensiivsemalt. Näiteks juhul, kui kasutada mitteorgaanilisi väetisi, on taimekasvatuseks vaja vähem maad, kuid need kemikaalid mõjutavad lähedal asuvat maad, mis on eraldatud looduslikele ökosüsteemidele. Maa ümberkujundamise otsene kasu maailma kasvavale elanikkonnale muudab elurikkuse ja inimkasutuse vahelise kompromissi õigustamise sageli eetiliselt keeruliseks. Lepitatud ökosüsteemid on need, kus domineerivad inimesed, kuid loodusliku elurikkuse püsimist toetatakse. Ideaalis loob see jätkusuutlikuma sotsiaal-ökoloogilise süsteemi ega nõua ühe eelistamist teise arvelt.

Loodusajaloost tulevikku 
Kuidas saab liikide loodusloo mõistmine aidata kaasa nende tõhusale kaitsele inimeste poolt domineeritud ökosüsteemides? Inimeste teod võivad kaasa aidata sellele, et teised liigid säiliksid, olgu see siis inimeste tegevuse kaasmõju või otsene eesmärk. Traditsiooniline loodusajalugu saab ainult teatud määral soovitada, kuidas seda kõige paremini teha, sest maastike muutus on viimasel ajal olnud nii drastiline. Siiski on inimeste domineeritud ökosüsteemides palju õppida liigiökoloogia spetsiifiliselt, mida nimetatakse keskendunud loodusajalooks. Rosenzweig toob neli näidet: värvuliste sugukonda kuuluvad õgijad (Laniidae) said väga hästi hakkama muudetud maastikel, kui puidust aiapostid, erinevalt rauast, pakkusid neile ideaalseid varitsustingimusi saakloomade püüdmiseks. Terasest aiapostide asendamine puidust aiapostidega pööras tagasi õgijate perekonna lindude languse ja võimaldas inimestel kindlaks teha lindude leviku ja arvukuse põhjused.

Viinamäe-tsiitsitaja (Emberiza cirlus) elas hästi taludes, kus kultuurivahelduses roteerusid rohumaad ja põllukultuurid, kuid nende arvukus vähenes kohtades, kus põllumajanduses hakati istutama talviseid teraviljakultuure. Sarnaselt vähenes kõre (Bufo calamatus) arvukus, kui lammaste karjatamise vähenemine tõi kaasa elupaikadeks sobivate tiikide kuju ja sügavuse muutumise. Pikaokkaline mänd (Pinus palustris) vähenes Ameerika Ühendriikide kaguosas, kui metsatulekahjude puudumine (käbid avanevad kõrgel kuumusel) takistas liigi uuenemist. Seega võib inimeste domineeritud maastikel looduskasutusajaloo tundmine aidata kaasa loodushoiu tulemuseesmärkide saavutamisele.

Arenev ökosüsteemiteenuste kontseptsioon (mis loodi Millennium Ecosystem Assessment tulemusel 2005. aastal) muutis seda, kuidas ökoloogid tajusid nn tavalisi liike: kuna rohkearvulised liigid moodustavad suurema osa biomassist ja bioloogilistest protsessidest, isegi kui need ei tundu olevat otseselt ohustatud, on oluline nende liikide hoidmine, säilitamaks need ökosüsteemiteenused, millel tuginevad nii inimühiskond kui ka haruldasemad liigid. Lepitusökoloogia teeb ettepaneku hoolitseda selliste liikide eest ja säilitada (või taastada) ökoloogilised protsessid inimeste poolt domineeritud ökosüsteemides, luues seeläbi ökoloogilised koridorid ja säilitades toimeahelad.

Kasu 
Lepitusökoloogid usuvad, et elurikkuse suurendamine inimeste domineeritud maastikel aitab päästa ülemaailmset elurikkust. Mõnikord on lepitusökoloogia eelistatud traditsiooniline looduskaitse meetodile, sest see ei vastanda inimeste maakasutusele ja võib seetõttu olla sidusrühmadele vastuvõetavam. Kuid see mitte ainult ei soodusta elurikkust piirkondades, kus loodushoiu tegu tehakse, vaid paljud teadlased viitavad lisanduvale kasule, mis tuleneb bioloogilise mitmekesisuse kaasamisest inimmaastikes nii ülemaailmses looduskaitsetegevuses kui ka inimeste endi heaolu suurenemises.

Näited 
Paljud näited kohalikest taimedest ja loomadest, kes kasutavad ära inimeste domineeritud maastikke, on olnud tahtmatud, kuid neid võib lugeda lepitusökoloogi osaks. Teised on inimmaastike tahtliku ümberkujundamise tulemus, mille eesmärk on olnud mahutada paremini kohalikku elurikkust. Need on kestnud juba sadu aastaid, sealhulgas näiteid põllumajandussüsteemides, linna- ja linnalähisüsteemides, meresüsteemides ja isegi tööstuspiirkondades. 

Ajaloolised näited 

Ajaks, kui Rosenzweig sõnastas lepitusökoloogia kontseptsiooni, olid inimesed juba aastatuhandeid edendanud inimtekkeliste maastike bioloogilist mitmekesisust.

Tšehhi Vabariigi Treboni biosfääri kaitsealal on 1500. aastatel rajatud inimeste loodud vesiviljelustiikide süsteem, mis lisaks tulusale kalasaagile pakub elupaiku väga mitmekesise vee-elustiku jaoks. Mitmed Euroopa linnad tunnevad uhkust oma kohaliku kurepopulatsiooni üle – linnud pesitsevad katustel või kirikutornide otsas, kuna need ehitised asendavad looduslikke puid, kus kured muidu pesitseksid.  On andmeid, et juba muistsel ajal kasvatasid inimesed Mesopotaamia avalikes aedades (pleasure garden) erinevaid taimi, kusjuures eriti tugev oli aedade inimmaastikesse paigutamise traditsioon Hiinas. 

Põllumajandussüsteemid 

Agrometsanduse puhul on näha mitmeid näiteid, kuidas lepitusökoloogia töötab. Troopilistes agrometsandussüsteemides kasvatatakse selliseid kultuure nagu kohv või erinevad viljapuud varjuliste puude võrade all ning sellega pakutakse troopiliste metsade liikidele elupaiku, mis asuvad väljaspool kaitsealasid.  Näiteks varjus kasvatatavates kohviistandustes (shade-grown coffee) on tavaliselt väiksem puude  mitmekesisus kui majandamata metsades, kuid puudega seotud liikide mitmekesisus ja rikkus on palju suurem kui teiste põllumajandusmeetodite puhul.  Põllumajandus, mis jäljendab loodust, soodustab looduslikke metsaliikide kasvamist koos põllukultuuridega ning vähendab survet lähedalasuvatele looduslikele metsaaladele, kus inimestel on lubatud metsasaadusi koguda. Alusmetsa ala neis istandustes saab hallata ka lepitusökoloogiaga: rohu või muude mittekahjulike taimede kasvu võimaldamine põllukultuuride vahel (minimeerib tööd ja hoiab ära kahjulike umbrohuliikide sissetungi) ja kultuurideta kesaalade jätmine haritavate alade kõrvale võivad suurendada alusmetsa liigirikkust, mis omakorda toetab kohalike putukate ja lindude liigirikkust. 

Õlipalm (Elaeis guineensis) on veel üks näide lepitusökoloogia potentsiaalist. See on üks tähtsamaid ja kiiremini kasvavaid troopilisi kultuure, mis on ka tulus  kuna seda kasutatakse paljudes toodetes üle kogu maailma. Kahjuks on õlipalmide puupõllumajandus Kagu-Aasias üks peamisi metsade ümberkujundamise põhjuseid ja see võib mõjuda bioloogilisele mitmekesisusele isegi kahjulikumalt kui tavaline metsaraie.  Sellele vaatamata püütakse selle tööstuse jätkusuutlikkust aina edendada. Monokultuurina on õlipalm haavatav ning seda ründavad mitmed surmavad putukkahjurid. Osad ettevõtted püüavad kasutada integreeritud kahjuritõrjet (Integrated pest management) mis soodustab selliste liikide istutamist, mis toetavad nende putukkahjurite looduslike vaenlaste arvukuse suurendamist, sealhulgas ka linde.  Katsed on näidanud, et lindude kooslused, eriti suurendatud arvukusega, võivad aidata vähendada putukate rünnakuid õlipalmidele, mis omakorda tähendab suuremat saagikust ja kasumit.  Seega saavad õlipalmiistandike haldajad osaleda lepitusökoloogias, edendades kohalikku taimestikku, mis on kasulik putuktoidulistele lindudele, ja säilitades maapealseid taimi, mis toimivad pesapaigana, kaitstes seeläbi looduslikke kooslusi. Lisaks võivad jõgede kaldaäärsed puhvertsoonideks jäetavad alad (riparian zones) või looduslike metsalaikude säilitamine aidata aeglustada bioloogilise mitmekesisuse vähenemist õlipalmiistanduste maastikel.  Nende keskkonnasõbralike sammude tegemine nõuab vähem kemikaalide kasutamist ning ka inimeste jõupingutusi, ent aitab samas säilitada nii istanduste tootlikkust kui ka ökosüsteemiteenuseid. 

On palju loomakarjatamiseviise, mis samuti soodustavad looduslikku bioloogilist mitmekesisust. Rosenzweig kasutab oma raamatus Arizona karjakasvataja näidet, kes tahtlikult süvendas oma karjatiike, et päästa ohustatud leopardkonnade (Rana chiricahuensis) populatsioon. Tiikide süvendamine ei vähendanud tiikide kasutust veisekarjade poolt. Sarnane olukord on tekkinud California keskorus asuva haavatava California tiigersalamandriga (Ambystoma californiense). Uuringud on näidanud, et ilma veiste karjakasvatuseta kuivaksid paljud allesjäänud kevadised veetiigid liiga vara, et salamandrid saaksid globaalsete kliimamuutuste mõjude tõttu oma elutsükli lõpule viia. 

Kesk-Ameerikas on suur osa karjamaadest tarastatud eluspuudega, mis pakuvad elupaika lindudele, nahkhiirtele ja selgrootutele, kes ei suuda avatud karjamaadel toime tulla ning seejuures ei nõua need puud inimeselt palju hooldust.  Veel üks Rosenzweigi näide hõlmab Ameerika õgijate(Lanius ludovicianus) abistamist karjamaal elamisel, paigaldades lindudele erinevaid oksi, kus nad saaksid toimetada. Need on kõik lihtsad ja odavad viisid bioloogilise mitmekesisuse edendamiseks, ilma et see mõjutaks negatiivselt maastiku kasutust inimeste poolt.

Linnakeskkond 

Linnaökoloogia võib samuti kuuluda lepitusökoloogia alla ja see käsitleb bioloogilist mitmekesisust linnades, mis on kõige inimdomineeritumad maastikud.

Linnad hõivavad vähem kui 3% maailma pindalast, kuid vastutavad enamiku maailma süsinikdioksiidi heitkoguste, vee- ja puidukasutuse eest.  Linnades on ka ainulaadsed kliimatingimused, näiteks linnade soojussaarte efekt (urban heat island) võib oluliselt mõjutada bioloogilist mitmekesisust. Kasvamas on trend, kus linna arengu planeerimisel võetakse aina enam arvesse elurikkust, seda eriti suuremates linnades. Linnades on sageli üllatavalt suur taimede bioloogiline mitmekesisus, mis on tingitud nende alade suurest heterogeensusest ning linnaaedade ja haljasalade suurest arvust, mida haritakse selleks, et liigirikkus oleks suur.  Sageli ei ole need liigid aga pärismaised ja suure osa linnade kogu bioloogilisest mitmekesisusest moodustavad eksootilised liigid.

Kuna inimtegevus mõjutab linnu nii tugevalt, ei ole põlise seisundi taastamine võimalik, kuid elupaikade suurendamiseks on võimalik teha muudatusi, ilma et see mõjuks negatiivselt inimvajadustele. Linnajõgedes või nende äärtes võivad suurte puude olemasolu, ujuvate saarte lisamine, seinte ja muude struktuuride muutmine nii, et need jäljendaks looduslikke kaldaid, suurendada bioloogilist mitmekesisust ilma üleujutustuste ohu suurenemiseta ja veevarustuse vähenemiseta. Linna haljasalasid saab ümber kujundada, et soodustada pigem looduslikke ökosüsteeme kui hooldatud muruplatse, nagu on näha National Wildlife Federationi Backyard Wildlife Habitat programmis. Pestitsiidide kasutamise tõttu kunagi ohustatud rabapistrikku (Falco peregrinus) nähakse kogu Põhja-Ameerikas sageli pesitsemas kõrgetes linnahoonetes, lind toitub peamiselt sissetoodud kaljutuvist (Columba livia).Hoonete järsud seinad jäljendavad kaljusid, millel rabapistrik looduslikult pesitseb ja kaljutuvid asendavad linnapiirkondadest välja tõrjutud kohalikke saagiks langevaid liike. 

Tööstuslikud süsteemid

Floridas kasutab Lääne-India lamantiin (Trichechus manatus latirostris) varjupaigana elektrijaamadest välja lastud soojavee basseine, kui Mehhiko lahe temperatuur langeb. Elektrijaamade basseinid asendavad naturaalseid soojaveebasseine, mida lamantiinid muidu talviti kasutasid, kuid mis inimese kaasabil kuivendati või eraldati merest. Ameerika krokodillidel (Crocodylus acutus) on sarnane elupaik Turkey Pointi elektrijaama jahutuskanalites, kus elab hinnanguliselt 10% kogu Põhja-Ameerika liigi populatsioonist. Reoveepuhastussüsteemid on mitmel korral näidanud potentsiaali lepitusökoloogia kasutamiseks. Inimtekkelised märgalad, mis on loodud lämmastiku eemaldamiseks põllumajanduslikelt maadelt voolavast veest enne Evergladesi alale jõudmist, on sobivaks elupaigaks mitmetele linnuliikidele, sealhulgas ohustatud muda-toonekurele. Sadeveepuhastustiigid võivad olla kahepaiksetele oluliseks sigimispaigaks, eriti seal, kus looduslikud märgalad on inimtegevuse tõttu kuivendatud.

Ookeanisüsteemid 

Kalade ülepüük ning korallrahude kaevandamine on korallrahusid tugevalt mõjutanud. Üks lepitusökoloogia viise selle probleemi lahendamiseks on tehisrahude ehitamine, mis mitte ainult ei paku vees elavatele liikidele väärtuslikke elupaiku, vaid kaitsevad ka lähedal asuvaid saari tormide eest, kui looduslikud rahud on hävitatud. Isegi nii lihtsaid konstruktsioone nagu vanametall ja autod saab kasutada elupaigana, samuti vähendab selline tegevus prügilatesse tekkiva prügi hulka.

Seadusandlus 
Valitsuse sekkumine võib aidata julgustada eramaaomanikke looma elupaiku või muul viisil suurendama bioloogilist mitmekesisust oma maal. Ameerika Ühendriikide Ohustatud liikide seadus (Endangered species act) nõuab, et maaomanikud peataksid igasuguse tegevuse, mis mõjutab negatiivselt ohustatud liike nende maal. See omakorda pärsib maaomanike loodushoiule suunatud tegevusi, sest nad ei soovi ohustatud liike oma maale asuma. Selle probleemi vahendamiseks on USA kala- ja eluslooduse teenistus (US Fish and Wildlife Service) kehtestanud Safe Harbor lepingud. Maaomanikud sõlmivad riigiga lepingu ja nõustuvad ellu viima loodushoiu tegevusi, mis edendavad ohustatud liikide populatsiooni hoidmist ja/või elupaiga taastumist. 

Safe Harbor laadse programmiga ennetatakse ühelt poolt väärtuslike liikide arvukuse vähenemist, teisalt  annab programm maaomanikele kindluse, et täiendavaid regulatiivseid piiranguid ei teki, kui maaomanik suudab suurendada oma kinnistul ohustatud liigi arvukust. See tava on juba toonud kaasa Texases aplomado pistrike (Falco femoralis) ja USA kaguosas palu-kirjurähnide (Picoides borealis) arvukuse suurenemise.

Teine näide on USA põllumajandusministeeriumi looduskaitseala programm (CRP). CRP loodi algselt selleks, et kaitsta mulda erosiooni eest, kuid sellel on ka suur mõju bioloogilise mitmekesisuse säilitamisele. Programmis võtavad maaomanikud oma maa põllumajanduslikust tootmisest välja ja istutavad puid, põõsaid ja muud püsivat ja erosiooni kontrollivat taimestikku. Selle soovimatud, kuid ökoloogiliselt olulised tulemused olid äravoolu vähendamine, veekvaliteedi parandamine, eluslooduse elupaikade loomine ja võimalik süsinikdioksiidi sidumine.