کارست های سنگ کربنات کلسیم جنوب شرقی آسیا

کارست های سنگ کربنات کلسیم

کارست های سنگ کربنات کلسیم جنوب شرقی آسیا ،بهره برداری بیش از حد از بیوم های جهان خواستار اولویت بندی اکوسیستم های بیولوژیکی مهم برای حفاظت از محیط زیست است. در اینجا نشان می دهیم که کارست های سنگ آهک “قوس” از تنوع زیستی هستند و اغلب حاوی مقادیر بالایی از بوم گرایی هستند. انسان ها از کارست ها برای انواع محصولات و خدمات بهره برداری کرده اند، اما اقدامات ناپایدار باعث کاهش جمعیت و انقراض گونه های بومی شده است. معادن سنگ کربنات کلسیم تهدید اصلی برای تنوع زیستی کارستی در جنوب شرقی آسیا است، جایی که نرخ معادن بیش از سایر مناطق گرمسیری است. چندین مسئله اقتصادی اجتماعی، سیاسی و علمی، مدیریت این کارست ها را تضعیف می کند. کاهش این مشکلات شامل:

• برنامه ریزی بهتر استفاده از زمین برای جلوگیری از فرسودگی منابع کارست در مناطق در حال توسعه

• ارزیابی جامع از ارزش اقتصادی و بیولوژیکی کارست قبل از توسعه

• بهبود قوانین و اجرای قانون برای محافظت از کارست تنوع زیستی

• افزایش تحقیقات و فعالیتها برای ارتقاء آگاهی عمومی از اهمیت کارستها و تهدیدهای پیش روی آنها.

کارست های سنگ کربنات کلسیم جنوب شرقی آسیا ،انسان در حال استخراج منابع طبیعی در سطوح بی سابقه است. حدود نیمی از پوشش جنگلی اصلی جهان قبلاً برای محصولات کشاورزی و جنگلی پاکسازی شده است، در حالی که ۳۰ درصد دیگر متعاقباً تخریب یا تکه تکه می شوند. اگر سرعت فعلی از بین رفتن زیستگاه ادامه یابد، انقراض گونه ها در بسیاری از مناطق ممکن است به سطوح فاجعه باری برسد. برای کاهش چنین فاجعه ای، دانشمندان مناطق “تنوع زیستی” را شناسایی می کنند. برای حفظ اولویت اکوسیستم های دارای ارزش اقتصادی از نظر اقتصادی ممکن است به دلیل منافع تجاری، ضعف قوانین کشورها و یا کمبود داده های بیولوژیکی به اندازه کافی محافظت نشوند. کارست های سنگ آهک نمونه بارزی از یک اکوسیستم در این شرایط است.

کارست های سنگ سنگ آهک (که از این پس به سادگی کارست نامیده می شوند) برآمدگی های رسوبی هستند که در درجه اول از کربنات کلسیم تشکیل شده اند. بیشتر کارست ها میلیون ها سال پیش توسط موجودات دریایی ترشح کننده کلسیم (به عنوان مثال، مرجان ها و براکیوپادها) قبل از این که حرکات تکتونیکی آنها را از سطح دریا بلند کنند، تشکیل شده اند. با گذشت سال ها، رسوبات نرم تری که این کارست ها را پوشانده بود توسط هوازدگی مکانیکی و شیمیایی حذف شدند. این فرآیند معمولاً سازه های کارستی مثل “برج” را در مناطق استوایی تولید می کند. کارست های برج با صخره های بلند، پرتحرک (شیب ۶۰ درجه تا ۹۰ درجه) پر از غارها و فروچاله ها مشخص می شوند. در حالی که کارست های دیگر عموماً مخروطی شکل هستند و شیب های ملایمی دارند.

در جنوب شرقی آسیا، کارست ها مساحتی در حدود ۴۰۰۰۰۰ کیلومتر مربع را در بر می گیرند که سن زمین شناسی آن از کامبرین تا کواترنر است. کارست های موجود در این منطقه که بیشتر در اندونزی، تایلند و ویتنام وجود دارد دارای ویژگی های چشمگیر زمین شناسی مانند بزرگترین اتاق غار جهان (غار خوش شانس در ساراواک ، مالزی) و یکی از طولانی ترین رودهای زیرزمینی جهان هستند (رودخانه زیرزمینی سنت پل در پالاوان، فیلیپین). در جایی دیگرکه بسیار پراکنده است، کارست ها “جزایر درون جزایر” را تشکیل داده اند و معروف است که اینها حاوی مقادیر بالایی از بومی گرایی هستند. بسیاری از این رخنمون ها، که در طول تاریخ به دلیل ناهموار بودن از توسعه کشاورزی در امان مانده اند، ممکن است به عنوان مخازن تنوع زیستی یا “قوس” عمل کنند، که در طی مونتاژ مجدد اکوسیستم، محیط های تخریب شده را دوباره ذخیره می کنند. علاوه بر خدمت به عنوان آزمایشگاه های طبیعی برای تحقیقات زیست جغرافیایی، زیست محیطی، تکاملی و طبقه بندی کارست های کربنات کلسیم همچنین دارای پتانسیل زیادی برای اکتشافات باستان شناسی و دیرینه شناسی هستند (به عنوان مثال فسیل های کوتوله انسان گونه Homo floresiensis اخیراً حفاری شده از یک غار کارستی در اندونزی. به همین دلیل و دلایل دیگر، کارست ها به عنوان اکوسیستم های مهمی شناخته می شوند و برای سالهای زیادی در برنامه های حفاظت ملی در منطقه گنجانده شده اند.

کارست ها در جنوب شرقی آسیا، توسط اقدامات تخریبی مدرن تهدید می شوند. بسیاری از محصولات از سنگ کربنات کلسیم استخراج می شوند. ماده اولیه مهم مورد استفاده برای تولید محصولات با ارزش تجاری مانند سیمان. یک شرکت سیمان در مالزی، که دارای معادن سنگ آهک در کل ۱٫۳ کیلومتر مربع بود، فقط ۱۵۰ دلار آمریکا درآمد حاصل از فقط ۱ سال تولید سیمان دارد. اکنون معادن کربنات کلسیم به عنوان تهدید اصلی برای بقای گونه های مرتبط با کارست در نظر گرفته می شود و مسلماً بحران تنوع زیستی را در جنوب شرقی آسیا، منطقه ای بسیار متنوع که بالاترین میزان از بین رفتن زیستگاه طبیعی را در میان مناطق استوایی دارد، تشدید می کند.

در این بررسی اجمالی از کارست ها در جنوب شرقی آسیا، ما در مورد (الف) نقش کارست ها به عنوان قوس های تنوع زیستی، (ب) اهمیت آنها برای بشریت، (ج) وضعیت حفاظت از گونه های مرتبط با کارست، (د) تهدیدات ناشی از انسان، و (ه) چالش های پیش روی حفاظت کارست کربنات کلسیم صحبت خواهیم کرد. کارست ها به سختی مورد مطالعه قرار می گیرند و ما امیدواریم که این مقاله منجر به تحقیقات بیشتر و اقدامات حفاظتی در مورد این اکوسیستم های آسیب پذیر شود.

قوس های تنوع زیستی

تنوع بالای گونه ها در کارست ها ناشی از انبوهی از مکانهای زیست محیطی است که توسط مناطق پیچیده (به عنوان مثال، صخره های شکاف دار و غارهای گسترده) و شرایط آب و هوایی متغیر فراهم می شود. گونه های بالا همچنین می تواند در کارست هایی با تاریخ مختلف تکتونیکی و استاستیکی، درجه ایزوله بودن و بروز حوادث تصادفی رخ دهد. کارست ها را می توان به موارد سطحی و غار تقسیم کرد که هر دو شرایط ایده آل برای گونه زایی را فراهم می کنند. در سطوح کارستی، انزوای ادافی (مربوط به خاک) فلور منحصر به فردی تولید می کند که شامل بسیاری از کلسیکول ها (گونه های سازگار با رشد روی سنگ کربنات کلسیم) است. در عین حال، چنین پوشش گیاهی از گونه های جانوری تا حدی متفاوت از مناطق غیرکارستی پشتیبانی می کند. گیاهان و برخی حیوانات مانند بی مهرگان به دلیل قابلیت های پراکندگی ضعیف، باید خود را با شرایط بسیار قلیایی، لایه های نازک خاک و خشک شدن روی سنگ کربنات کلسیم متخلخل سازگار کنند. در غارها، حیواناتی مانند بندپایان و ماهی ها باید برای مقابله با نوسانات سطح نور، مقدار آب، دما، رطوبت، غلظت گاز و مواد آلی، تخصص های خاص خود را تکامل دهند. نمونه هایی از گونه های وابسته به کارست و سطح غنی و بومی بودن آنها در زیر بحث شده است.

وجود میکرو زیستگاه های کارستی متعدد می تواند از تنوع بالای گل پشتیبانی کند. به عنوان مثال، دامنه ها و دره های برخی کارست های کربنات کلسیم دارای عمق خاک بیشتری برای نگهداری از درختان بزرگ مانند dipperocarps هستند، در حالی که صورت صخره ها و قله های دارای لایه های خاک نازک تر معمولاً توسط گونه های علفی استعمار می شوند. عوامل غیر زنده همچنین تأثیرات شدیدی بر ترکیب پوشش گیاهی کارستی دارند. در ساراواک، کارست های کربنات کلسیم در مناطق پر باران معمولاً توسط خاکهای ذغال سنگ نارس اسیدی پوشانده می شوند که از گیاهان پشتیبانی می کنند، برخلاف آنهایی که معمولاً با لایه های سنگ آهک مرتبط هستند (به عنوان مثال، گیاهان کاسوارینا و پارچ)، در حالی که درجه حرارت سرد در کارستهای با ارتفاع زیاد(به عنوان مثال، Api و Benarat کارست هایی با ارتفاع حدود ۱۷۰۰ متر از سطح دریا) می توانند گونه های نیمه کوهی غیر از آنچه در ارتفاعات پایین در کارست ها یافت می شود را پشتیبانی کنند. غنای گل بالا از کارست های جنوب شرقی آسیا ثبت شده است. در شبه جزیره مالزی، ۱۲۱۶ گونه آنژیوسپرم یا ۱۴٪ از کل گیاهان مالایی در کارست ها یافت شده است. کارست های منطقه باو در ساراواک همچنین حاوی بخش زیادی (۱۵٪ تا ۶۰٪) گیاهان منطقه ای گیاهان سنگ آهک، خزه و ارکیده هستند.

ارقام فعلی غنای گل کارستی، ممکن است در نتیجه دشواری نمونه برداری از مناطق غیرقابل دسترسی مانند روی صخره ها و قله ها دست کم گرفته شود. با استفاده از مجموعه داده های گیاهان و درختان قله از ۲۰ کارست در باو، ما نشان می دهیم که گونه های متعددی حتی پس از ۳۰ ماه نمونه برداری کشف نشده باقی مانده اند، زیرا تعداد گونه های مشاهده شده و تخمین زده شده برای هر دو گروه گیاهی هنوز در حال افزایش است و هیچ نشانه ای از همگرایی نشان نمی دهد. جداسازی در کارستهای غیرمعمول همچنین نیروهای انتخابی شدیدی را اعمال می کند، که ممکن است منجر به تکامل گونه های گیاهی بومی شود. گونه های زیادی از بریوفیت ها و گیاهان عروقی به کارست های جنوب شرقی آسیا محدود می شوند. در شبه جزیره مالزی، ۲۱٪ از ۱۲۱۶ گونه گیاهی مرتبط با کارست بومی شبه جزیره هستند و ۱۱٪ نیز کاملاً در کارست ها محدود می شوند. همچنین ترکیب گلهای کارست را منحصر به فرد نشان داده اند: ۶۰ درصد از ۷۳ گونه گیاهی ثبت شده از کارست های مولو در ساراواک را نمی توان در سایر جنگل های جلگه ای یافت. اکتشافات گیاه شناسی به مناطق کارستی دور دست همچنان گیاهان بومی تازه علوم را کشف می کنند. در ویتنام، زیست شناسان اخیراً تیره ای از درختان مخروطی (Xanthocyparis vietnamensis) را که به شدت در معرض خطر انقراض است توصیف کردند که به نظر می رسد محدود به کارست ها باشد.

جانوران گروه های بی مهره روی سطوح کارستی آهکی و کربنات کلسیم می توانند بسیار متنوع باشند. یک نظرسنجی اخیر نشان داد که بخش قابل توجهی (۱۹٪ به ۴۰٪ ) از گونه های پروانه ای، کلان پروانه و فاسمید منطقه ای در کارست های بائو ساراواک ساکن هستند. به ویژه حلزون های خشکی در کارست ها شکوفا می شوند زیرا خاک های غنی از کلسیم از رشد و تولید مثل آنها حمایت می کنند. یک زیرشاخه پلکتوستوما حتی کلسیکولی اجباری را نشان می دهد (وابستگی به بسترهای آهکی برای بقا)، که ۴۴ گونه بورنی فقط از کارست ها ثبت شده است. در مالزی، حدود ۸۰٪ از کل جانوران حلزون های زمینی در کارست هایی اتفاق می افتد که کمتر از ۱٪ از اراضی کشور را تشکیل می دهند. حضور حلزون زمینی به دلیل قابلیت پراکندگی کم و اثرات انزوا  در کارست ها به اوج خود می رسد که هر دو باعث تشعشع در مقیاس های کوچک فضایی می شوند. فقط در میان هشت جنس حلزون خشکی انتخاب شده، تعداد زیادی از گونه ها (۷۸) بومی سایت (گونه های محدود شده به کارست های منزوی جدا شده) در شبه جزیره مالزی پیدا شد. کارست کوچک (۰٫۲ کیلومتر مربع) سارنگ شامل حداقل شش منطقه بومی است، در حالی که کمتر از ۵۰ گونه بومی بزرگ (۱۵ کیلومتر مربع) کارست هستند. به عنوان مثال، جانوران پروانه کوهستانی در کارست های مولو در ساراواک دارای گونه های بومی بیشتری هستند (احتمالاً به دلیل خاصیت گیاهان میزبان مرتبط با کارست است) نسبت به رخنمون های ماسه ای مجاور.

مهره داران نسبتاً به خوبی در اطراف کارست های کربنات کلسیم نشان داده شده اند. به عنوان مثال، پرندگان شناخته شده ای که از کراک های سنگ آهک به عنوان مکانی خنک و مکان های پرورش استفاده می کنند. غنای بالای پرنده (۱۲۹ گونه از ۴۰ خانواده) اخیراً از کارست های باو در ساراواک ثبت شده است. درصد قابل توجهی (۱۴ تا ۲۲ درصد) از کل ماهیان، دوزیستان، مارها و پستانداران ساراواک و بورنئو نیز در همان کارست ها مشاهده شد. از آنجا که اکثر مهره داران قابلیت پراکندگی بالایی دارند، تنها چند پستاندار به عنوان مثال، میمون برگ فرانسوا [Trachypithecus francoisi] و مرغ [Capricornis sumatraensis]) و پرندگان (به عنوان مثال، Napothera crispifrons] اعتقاد بر این است که محدود شده است. به کارست ها با این وجود، پتانسیل کشف گونه های جدید مهره داران در کارست های نمونه ضعیف بسیار بالاست. اخیراً، کارست های خاموئان در لائوس یک خانواده پستاندار جدید (Laonastidae) و دو جنس جدید از جوندگان (Laonastes و Saxatilomys) به وجود آوردند، که هر دو از نظر ریخت شناسی برای مناطق کارستی مناسب هستن. از طرف دیگر، ماهی ها تحت فشارهای تکاملی شدیدتری در آبهای جدا شده قرار می گیرند. به عنوان مثال، ichthyofauna  دریاچه Inlé در میانمار، که در فلات سنگ آهک ۱۰۰۰ متر بالاتر از سطح دریا واقع شده است، شامل چندین جنس سایپرینید بومی به عنوان مثال، Inlecypris و Sawbwaاست.