Ekosystemy to systemy biologiczne składające się ze społeczności żywych organizmów (biocenoza) i środowisko fizyczne, obojętne, ale zmieniające się (biotop). W obrębie ekosystemu powstają łańcuchy pokarmowe i przepływy energii, a także relacje wewnątrz- i międzygatunkowe, które modulują środowisko i populacje. Wszystkie te czynniki są niezbędne do utrzymania równowagi ekologicznej.
Ekosystemy muszą być w stanie stale pozostawać w czasie, ale także dostosowywać się do naturalnych zmian z wydajnością i minimalnymi stratami. Niestety, adaptacyjna potrzeba tych systemów eksplodowała w ostatnich stuleciach z powodu szybkiego rozwoju ludzi i wszystkiego, co to implikuje. Dowiedz się z nami wszystkiego, co musisz wiedzieć o równowadze ekologicznej.
Czym jest równowaga ekologiczna?
Termin „równowaga ekologiczna” -równowaga naturyw języku angielskim – odnosi się do zestawu teorii, w których badane jest długoterminowe utrzymanie ekosystemów.Zgodnie z tymi postulatami każdy ustalony ekosystem pozostaje w stałej równowadze (homeostaza), a wszelkie zakłócenia zewnętrzne zostaną skorygowane za pomocą negatywna opinia.
W modelach ekosystemowych każde zwierzę jest pomyślane jako maszyneria, która maksymalizuje wykorzystanie energii do pozyskiwania biomasy z innych organizmów. Innymi słowy, energia jest „ceną”, jaką żywe istoty płacą za pozostanie w środowisku, niezależnie od tego, czy jest to polowanie, żerowanie, czy konkurowanie z innymi gatunkami o określoną niszę.
Zgodnie z porównaniami rynkowymi, krótkoterminową równowagę ekosystemu uzyskuje się, gdy wszystkie żywe istoty zużywają i wymagają tej samej ilości energii/biomasy we wszystkich możliwych niszach. Jeśli gatunek rozrośnie się zbyt duży i nastąpi brak równowagi, oczekuje się, że jego drapieżniki również się rozwiną, regulując nierównowagę poprzez Informacja zwrotna nazwany negatywny.
Równowaga ekosystemu zostaje osiągnięta, gdy wszystkie gatunki „proszą” i „dają” jednakowo w określonym środowisku.
Parametry stabilności
Chociaż wszystkie te określenia wydają się bardzo eteryczne, rzeczywistość jest taka, że istnieją parametry umożliwiające ich kwantyfikację. Jak wskazują profesjonalne źródła, oto niektóre z wartości, które wskazują na trwałość ekosystemu w czasie:
- Odporność inżynieryjna:Zgodnie z tym parametrem, system jest tym bardziej żywotny, im mniej potrzeba, aby osiągnąć swój pierwotny stan po zakłóceniu. Jeśli jest „zdolny” do szybkiego rozwiązywania problemów, zmiany w ekosystemie ucierpią w minimalnym stopniu.
- Stabilność wariancji: zmienność liczebności gatunku w czasie. Im bardziej zmienia się ta wartość, tym bardziej prawdopodobne jest, że wyginie.
- Minimalna stabilność: minimalna globalna gęstość gatunków, najlepiej daleka od 0. Innymi słowy, im bardziej stabilne i rozległe populacje żyjące w ekosystemie - w "normalnym" - tym trudniej będzie, aby zdarzenie negatywne doprowadziło do określonej części od środowiska do wyginięcia.
- Zrównoważony rozwój: ekosystem jest zrównoważony, gdy gatunki są w stanie przetrwać pomimo zakłóceń zewnętrznych.
Wszystkie te parametry odzwierciedlają fakt, że równowaga może być łatwiejsza do osiągnięcia w jednym ekosystemie niż w innym. W każdym razie im gorszy „zdrowie” zamieszkujących go populacji, tym bardziej prawdopodobne, że upadek następuje po katastrofie lub zakłóceniach.
Interakcje drapieżnik / ofiara
Równowaga ekosystemu jest również utrzymywana w łańcuchach żywnościowych, ponieważ żaden otwarty system nie jest utrzymywany bez stałego przepływu energii. Aby wyjaśnić związek między ofiarą a drapieżnikiem w środowisku, równania Lotki-Volterry przyjmują następujące założenia:
- Populacja ofiar ma stałe źródło pożywienia. Ponieważ gatunki drapieżne są zazwyczaj roślinożerne, ich limit populacji nie zostaje osiągnięty z powodu braku pożywienia.
- Ilość pokarmu drapieżników zależy wyłącznie od populacji ofiar.
- Tempo zmian liczby ludności jest wprost proporcjonalne do wielkości populacji.
- Podczas interakcji otoczenie nie zmienia się na korzyść którejkolwiek ze stron.
- Drapieżniki mają nieograniczony apetyt, to znaczy, że polują tak bardzo, jak tylko mogą.
Chociaż te założenia nie są spełnione we wszystkich przypadkach, stanowią one przykład najbardziej typowych modeli interakcji drapieżnik/ofiara. Mówiąc najprościej, równanie zakłada, że im więcej tam jest w systemie, narodzi się więcej drapieżników, aby je wytropić. Gdy populacja ofiary zostanie zmniejszona, nadmiar drapieżników zginie z powodu braku pożywienia.
Zgodnie z tym postulatem populacje drapieżników i ofiar wykazują z biegiem czasu szczyty i doliny. Jeden gatunek jest zawsze zgodny z drugim.
Czynniki zaburzające równowagę ekosystemu
Jak można sobie wyobrazić, ekosystem jest w stanie „wchłonąć” zmiany i wariacje do pewnego stopnia, ale gdy szkody są zbyt duże, mechanizmy kompensacyjne mogą przestać działać. Oto kilka działań - zwłaszcza pochodzenia ludzkiego - które mogą zaburzyć równowagę ekosystemu.
Masowa wycinka drzew
Jak wskazuje gazetaKraj,świat stracił w 2017 roku 15,8 mln hektarów lasów tropikalnych. Katastrofa sama się liczy, jeśli weźmiemy pod uwagę, że 80% lądowej biomasy w postaci węgla znajduje się w drzewach i roślinach. Jeśli takie ilości materii roślinnej zostaną usunięte z jednego ekosystemu, łańcuchy troficzne ulegają nieodwracalnej destabilizacji.
Wprowadzenie gatunków egzotycznych
Równanie Lotki-Volterry może być spełnione w systemie, w którym obie strony ewoluowały w tym samym środowisku od tysięcy lat. Jeśli jednak populacja „drapieżna” wejdzie do ekosystemu, w którym nie ma naturalnych drapieżników, egzotyczne gatunki niosą ze sobą bardzo niebezpieczny potencjał inwazyjny.
Gatunek przystosowany do obcego ekosystemu może rosnąć wykładniczo, jeśli jest wystarczająco dobrze zadomowiony. W takich przypadkach równowaga ekosystemu może zostać utracona, a łańcuchy żywnościowe poważnie zakłócone.
Konstrukcje ludzkie
Pola uprawne, miasta i obszary przemysłowe mogą stać się mikroekosystemysame w sobie, ale nie z tego powodu są korzystne dla grupy systemowej, w której się znalazły. Konieczne jest wykonanie wcześniejszych planów i ocen oddziaływania na środowisko przed wbudowaniem w ekosystem, ponieważ minimalizuje to szkody i zapobiega utracie równowagi.
Utrata gatunków
Gatunek egzotyczny w środowisku może być niebezpieczny, ale ten sam lub gorszy jest ten, który został już ustanowiony, znika. Jak wskazuje Czerwona Lista IUCN, 28% ocenianych gatunków jest zagrożonych, stąd wiele ekosystemów jest zagrożonych, zwłaszcza jeśli gatunek, który zanika dostarcza do systemu znaczną ilość biomasy.
Ekosystemy nie są niezniszczalne
Jak widzisz, określenie „równowaga ekologiczna” jest nieco ulotne, ale można ją określić ilościowo, biorąc pod uwagę pewne zmienne liczbowe, które wynikają z relacji między żywymi istotami. Innymi słowy, można wywnioskować, czy środowisko może pozostać stabilne w czasie.
Zgodnie z tymi postulatami ekosystemy są w stanie do pewnego stopnia „naprawić się” po szkodliwej zmianie, ale z trudem nadążają za tempem zmian ustalonym przez ludzi. Jeśli modele produkcji i sposób, w jaki postrzegamy naturę, nie ulegną zmianie, być może będziemy musieli stawić czoła utracie środowisk niezbędnych do przetrwania w przyszłości.