Екологичен баланс - биология

Молекулярен компас за подравняване на клетките

Какво кара листата да стареят през есента

Демокрацията на лешоядите токачки

Околната среда на Ekembo: Хората също живееха в открити пейзажи

| Генетика | Земеделие, горско стопанство и животновъдство

Сортът пшеница е създаден чрез кръстосване на диви треви

| Генетика | Земеделие, горско стопанство и животновъдство

Ечемик Pangenom: Важен етап по пътя към стъкларския завод

С намален прием на храна, по-дълъг живот

Методът без животни прогнозира токсичността на наночастиците

Клетъчна миграция: новооткрита функция на известен протеин

Екологичен баланс

Екосистемата е в екологичен баланс, ако състоянието му не се промени без външни смущения. Терминът екологичен баланс е проблематичен като технически термин и днес вече не се използва в смисъла, който е даден, когато е бил дефиниран и въведен. Днес терминът се използва предимно извън науката и почти винаги с осъдителни нюанси [1] [2] .

Теоретично описание на системите за равновесие

Когато математически описват възможни точки на равновесие, те могат да бъдат стабилни или нестабилни. Нестабилната точка на равновесие е постоянна сама по себе си, но се променя в друга с най-малкото смущение (в графично изображение тя би балансирала на върха на „планината на потенциала“). "Екологичен баланс" обикновено се отнася само до стабилни точки на равновесие (те съответстват на "потенциално корито").

Обяснение на модерната, динамична концепция

Обяснения на теорията на системата

Изследователските подходи за равновесие идват от два допълващи се източника:

Ако някой се опита сега да изгради прости модели на взаимодействащи видове, които трябва да представляват естествените условия, за да реши проблема със стабилността, той отбелязва следното:

Наблюденията върху естествените екосистеми дават множество индикации, че споменатите тук моделни концепции могат да бъдат приложими за природните системи. По-специално, системите с множество равновесия вече са демонстрирани директно в природата. [5] [6]. Това е активна област на екологичните изследвания, върху която непрекъснато се публикува допълнителна работа.

Това, което се нарича екологично равновесие, се характеризира с факта, че развитието на системата само по себе си не води от неподвижна точка или орбита. В тези случаи множеството точки в пространството на състоянията се наричат инвариантни.

Едно качество, което принадлежи към някои равновесия, е стабилността. Съществуват различни видове стабилност на екологичните системи. Например, полезна е следната класификация, която се основава на състава на „видовата структура“: [7]

стабилност единият е присвоен на екосистема, чиято видова структура остава по същество непроменена в случай на външни смущения.
Цикличност гарантира, че колебанията във видовата структура, причинени от редовни промени в условията на околната среда, се извършват напълно и бързо.
еластичност съществува, дори ако типичните за мястото катастрофални стресови ситуации могат да бъдат компенсирани.
Устойчивост е способността да се върне в първоначалното състояние след значителни видове преминава през поредица от други екосистеми (сукцесия).

Въпреки това, фокусът върху специфичните форми на временна неизменност на срещащите се видове не е задължителен за дефиниция на стабилност. Функционални параметри на екосистемата (например нетно първично производство, енергиен оборот) също могат да бъдат използвани.

Примери за съвременната концепция

По-ранната, статична идея "За хармония, ред и баланс" в екосистемите сега се счита за остаряла. [8] В примера с многокопна ливада върху средна (мезотрофна) почва, тя е екосистема, повлияна от човека, която може да бъде описана като циклично стабилна. Цикличното смущение е косене, което се намесва в системата за кратко време, но създава дългосрочно стабилно състояние чрез редовни интервенции. Веднага след като управлението бъде пренебрегнато - т.е. Ако косенето вече не се извършва, трайните насаждения се разпространяват и в крайна сметка храстите растат. Тази последователност най-накрая завършва в гора. Така че има промяна в друга екосистема, която може да бъде също толкова стабилна.

По време на прехода биоценозата не е в равновесие. Понастоящем концепцията за стабилност не е приложима по същество. Това обаче не означава автоматично, че запасите в дисбаланс са автоматично "по-малко ценни". [9] Тук трябва да се отбележи, наред с други неща, че прозренията за „стойността“ на системните състояния не могат да бъдат получени изключително от научни данни (виж по-долу).

За разлика от статичната концепция за екологичното равновесие, някои смущения могат дори да засилят устойчивостта на една екосистема, така че адаптивността на екосистемите да може да бъде активно изградена. [10] Например редовното, целенасочено залагане на по-малки, пространствено ограничени пожари в подлеса на определени горски екосистеми трябва да предотврати избухването на големи, неконтролирани горски пожари в дългосрочен план, които също засягат зоната на короната. Пример за не-устойчиво състояние на системата може да бъде преоплоденото езеро, което може да се „преобърне“ в горещо лято. В резултат на това усвоената утайка може да се образува в такова политрофно езеро и постоянно недостиг на кислород, което обикновено води до рязък спад в биологичното разнообразие. Нарушението преодолява способността на езерото да се самоорганизира в смисъл, че връщането в предишното състояние става само много бавно.

Период от време, референтно състояние, референтно местоположение

В зависимост от мащаба на наблюдение (дни, години, векове, геоложки епохи) възникват различни резултати за това, което може да се счита за „стабилно“ или „в равновесие“. Дългосрочното равновесие на така нареченото кулминационно общество, свързано с по-голяма площ, може да бъде оформено от различна циклична динамика в по-малък мащаб. Това показват неотдавнашни проучвания за развитието на първобитни гори, базирани на така наречената концепция за мозаечен цикъл. Изчезването на местните популации е естествен процес, особено за видове, които колонизират пионерски обекти, както и възстановяването на други места (напр. Пръстеновидни площи). Въпросът за стабилността или равновесието на популацията също зависи от това коя пространствена референция е избрана.

Някои екосистеми отнемат векове, за да постигнат стабилно състояние; тук екологичният баланс често не винаги може да бъде дефиниран по смисъл, дори според динамичния поглед. Това е така, защото съответните въздействия върху околната среда се променят по-бързо (и непредсказуемо), отколкото екосистемата може да реагира. Един пример са горските екосистеми от умерения пояс. Те се нуждаят от много векове, за да се "върнат" в първоначално състояние след тежко смущение. Дори и без човешко влияние обаче, могат да се очакват промени в климата в такива периоди, които са достатъчно силни, за да променят посоката на приемствеността (вж. Малката ледена епоха). Изискването за „необезпокоявана динамика на системата“ е до голяма степен измислено определение, което не може да бъде изпълнено емпирично.

Разглеждане на антропогенното влияние

Спорно е дали и до каква степен въздействието на човека върху екосистемите трябва да се разглежда като нарушение. [11] [12]

Оценка и приложение в опазването на природата

Термини като „стабилност“ или „равновесие“ често съдържат нормативно значение: много хора възприемат дисбалансите като по-заплашителни от „хармонично“ равновесие. Когато се говори за „нарушаване“ на екологичното равновесие, обикновено се подразбира, че е необходима намеса за възстановяване на баланса. [12] [13]

В научната дискусия за желаните свойства на стабилност или желаната динамика на екосистемата аргументът за „екологичен баланс“ вече не се използва. Ако новоприетото състояние на системата е по-малко продуктивно или има по-ниско ниво на биологично разнообразие, на субективна основа може да е по-малко желателно. Досега обектът на въпросите за опазване на природата и видовете често е бил запазването на определено състояние: Определена растителна общност или животински видове трябва да бъдат запазени - по възможност на същото място и в подобен брой. Напоследък обаче се засилват тенденциите, които се отдалечават от такава по-консервативна концепция за опазване на природата. От една страна, това може да се състои в приемането на промяната като част от естествените процеси чрез защита на процесите. [14] От друга страна, подходът за опазване на ландшафта с целенасочено управление на биотопите може активно да преследва защитата на биологичното разнообразие и естетическите и културно-историческите характеристики на ландшафта. [15]

Каталогизирането на растителността в йерархични единици (растителна социология [16]), което се разпространява в началото на 19 век, особено в Централна Европа, вероятно е засилило мисленето в статичните категории. Тези единици, които днес най-вече се считат за достойни за защита (напр. Genisto pilosae-Callunetum = горска хедър), са били типични елементи на ландшафта по това време, но са били базирани на частично неустойчиво използване (в примера горските хеери са заместващи общества за прекалено използвани дъбови горски общества), докато днешният пейзаж се формира от други растителни съобщества, тъй като (земеделското) използване се е променило значително в сравнение с преди 100 години.
Ако даден животински вид се разпространи, защото условията на живот за него са се подобрили, и ако това разпространение се случи (също) за сметка на други целеви видове за опазване на природата, опазване на видовете и/или лов, бързо възниква искането разпространението да бъде спряно или спряно, за да се запази екологичното равновесие трябва да се обърне.

И при двата случая, при по-внимателно разглеждане, не е ясно веднага защо предишната или настоящата ситуация трябва да представлява оптималното състояние на „екологично равновесие“, което да се запази.

Bezzel [17] взема за пример високата гора, която изпълнява определени функции като защитна гора или дървесен ресурс или оформя пейзаж: "Твърде много копитен дивеч смущава гората, която отговаря на това изискване. Човек не иска да чака, докато елените, сърните или дивите кози унищожат собствените си местообитания чрез прекомерна експлоатация на потомството, така че те са принудени да изчезнат поради липса на ресурси и тогава гората получава своя шанс в дълъг цикъл, обхващащ дълги периоди. Дали такова намерение, което често се свежда до спиране на определен етап на развитие (сукцесия), е правилно описано като „биологично равновесие“, категорично се съмнява. „Постоянните взаимоотношения или структури“ биха били най-подходящият израз. “

Следователно аргументът за „екологично равновесие“ е неподходящ за запазване на определени общности или определен статус на биологичното разнообразие, дори ако това е концепция, която в основата си може да бъде емпирично и нормативно подчертана. [12] За много целеви видове в опазването на природата са често срещани мерки за грижа, които нарушават естествено протичащите процеси на сукцесия и по този начин нарушават естествено установеното „състояние на равновесие“ (например за пионерски видове, които изискват ранни или средни етапи на сукцесия като местообитание като крастава жаба, кълвач и убиец с червен гръб).