Ekologická rovnováha - biológia

Molekulárny kompas na zarovnanie buniek

Čo robí listy na jeseň starnúcimi

Demokracia perličiek

Prostredie spoločnosti Ekembo: Ľudia tiež žili v otvorenej krajine

| Genetika | Poľnohospodárstvo, lesníctvo a chov zvierat

Pšeničná odroda vznikla krížením divých tráv

| Genetika | Poľnohospodárstvo, lesníctvo a chov zvierat

Jačmeň Pangenom: míľnik na ceste do sklárne

Pri zníženom príjme potravy, dlhšia životnosť

Metóda bez zvierat predpovedá toxicitu nanočastíc

Migrácia buniek: novoobjavená funkcia známeho proteínu

Ekologická rovnováha

Ekosystém je v ekologická rovnováha, ak sa jeho stav nezmení bez vonkajších porúch. Pojem ekologická rovnováha sa stal problematickým ako technický pojem a už sa viac nepoužíva v tom zmysle, aký bol uvedený pri jeho definovaní a zavedení. Dnes sa tento výraz používa väčšinou mimo vedy a takmer vždy s úsudkami s úsudkom [1] [2] .

Systémy teoretický popis rovnováhy

Pri matematickom opise možných rovnovážnych bodov môžu byť tieto stabilné alebo nestabilné. Nestabilný rovnovážny bod je sám o sebe konštantný, ale pri najmenšom narušení sa zmení na iný (v grafickom znázornení by sa vyvážil na vrchole „hory potenciálu“). „Ekologická rovnováha“ sa zvyčajne vzťahuje iba na stabilné rovnovážné body (zodpovedajú „potenciálnemu žľabu“).

Vysvetlenie moderného, dynamického konceptu

Vysvetlenie teórie systému

Prístupy k vyšetrovaniu rovnováhy pochádzajú z dvoch doplnkových zdrojov:

Ak sa pokúsime skonštruovať jednoduché modely interagujúcich druhov, ktoré majú predstavovať prírodné podmienky, aby sa vyriešil problém stability, sledujeme nasledovné:

Pozorovania prírodných ekosystémov poskytli množstvo náznakov, že tu uvedené modelové koncepty môžu byť použiteľné na prírodné systémy. Najmä systémy s viacnásobnými rovnováhami boli už v prírode priamo demonštrované. [5] [6]. Je to aktívna oblasť ekologického výskumu, na ktorej je priebežne publikovaných viac prác.

To, čo sa nazýva ekologická rovnováha, sa vyznačuje skutočnosťou, že vývoj systému sám osebe nevedie z pevného bodu alebo obežnej dráhy. V týchto prípadoch sa množina bodov v stavovom priestore nazýva invariantná.

Jednou z vlastností, ktorá patrí do istej rovnováhy, je stabilita. Existujú rôzne typy stability ekologických systémov. Užitočná je napríklad táto klasifikácia, ktorá je založená na zložení „druhovej štruktúry“: [7]

stabilita je priradený k ekosystému, ktorého druhová štruktúra zostáva v prípade vonkajších porúch v podstate nezmenená.
Cyklickosť zabezpečuje, aby výkyvy v druhovej štruktúre spôsobené pravidelnými zmenami podmienok životného prostredia prebehli úplne a rýchlo.
pružnosť existujú, aj keď je možné kompenzovať katastrofické stresové situácie, ktoré sú typické pre dané miesto.
Odolnosť je schopnosť vrátiť sa do pôvodného stavu po tom, ako sa významné druhy presunú cez rad ďalších ekosystémov (postupnosť).

Zameranie na konkrétne formy časovej invariantnosti vyskytujúcich sa druhov však nie je pre definíciu stability povinné. Môžu sa tiež použiť funkčné parametre ekosystému (napr. Čistá prvovýroba, energetický obrat).

Príklady modernej koncepcie

Čím skôr, statický nápad „Harmónie, poriadku a rovnováhy“ v ekosystémoch sa v súčasnosti považuje za zastaranú. [8] Na príklade viac jamovej lúky na strednej (mezotrofnej) pôde ide o ekosystém ovplyvnený človekom, ktorý možno označiť za cyklicky stabilný. Cyklickým narušením je kosenie, ktoré krátkodobo zasahuje do systému, ale pravidelnými zásahmi vytvára dlhodobo stabilný stav. Akonáhle je kultivácia zanedbaná - t. J. Už sa kosenie neuskutočňuje, trvalky sa rozšíria a nakoniec dôjde k zakrytiu kríkov. Táto postupnosť sa nakoniec končí v lese. Nastáva teda zmena iného ekosystému, ktorý môže byť rovnako stabilný.

Počas prechodu nie je biocenóza v rovnováhe. Pojem stabilita nie je v tomto období zmysluplne použiteľný. To však automaticky neznamená, že akcie v nerovnováhe sú automaticky „menej hodnotné“. [9] Tu je potrebné okrem iného poznamenať, že poznatky o „hodnote“ stavov systému nemožno odvodiť výlučne z vedeckých údajov (pozri nižšie).

Na rozdiel od statickej koncepcie ekologickej rovnováhy môžu určité poruchy dokonca posilniť odolnosť ekosystému, aby bolo možné aktívne vybudovať adaptabilitu ekosystémov. [10] Pravidelné a cielené zakladanie menších, priestorovo obmedzených požiarov v podraste určitých lesných ekosystémov má zabrániť dlhodobému vypuknutiu rozsiahlych nekontrolovaných lesných požiarov, ktoré majú vplyv aj na oblasť koruny. Príkladom nepružného stavu systému by mohlo byť prehnojené jazero, ktoré sa v horúcom lete môže „prevrátiť“. Výsledkom je, že sa v takom polytrofickom jazere môže vytvárať trávený kal a permanentne nedostatočne zásobovať kyslíkom, čo zvyčajne vedie k prudkému poklesu biodiverzity. Porucha prekonáva schopnosť samoorganizácie jazera v tom zmysle, že návrat do predchádzajúceho stavu prebieha veľmi pomaly.

Časové rozpätie, referenčný stav, referencia o polohe

V závislosti na kritériu (dni, roky, storočia, geologické epochy) existujú rôzne výsledky, ktoré možno považovať za „stabilné“ alebo „v rovnováhe“. Dlhodobú rovnováhu takzvanej spoločnosti vyvrcholenia týkajúcej sa väčšej oblasti možno formovať odlišnou cyklickou dynamikou v menšom meradle. Ukazujú to nedávne štúdie vývoja pralesov založené na koncepcii takzvaného cyklu mozaiky. Vymieranie miestnych populácií je prirodzeným procesom, najmä pre druhy, ktoré kolonizujú pionierske miesta, rovnako ako opätovné usadzovanie sa na iných miestach (napr. Pleskáče). Otázka stability alebo rovnováhy obyvateľstva závisí aj od toho, aký priestorový odkaz je zvolený.

Dosiahnutie stabilného stavu niektorým ekosystémom trvá storočia; ekologická rovnováha tu často nemôže byť vždy zmysluplne definovaná, a to ani podľa dynamického pohľadu. Je to tak preto, lebo príslušné environmentálne vplyvy sa menia rýchlejšie (a nepredvídateľne), ako dokáže ekosystém reagovať. Príkladom sú lesné ekosystémy mierneho pásma. Potrebujú mnoho storočí na to, aby sa po vážnych poruchách „vrátili“ do pôvodného stavu. Aj bez ľudského vplyvu však možno očakávať klimatické zmeny v obdobiach, ktoré sú dostatočne silné na to, aby zmenili smer následníctva (porov. Malá doba ľadová). Požiadavka „nerušenej dynamiky systému“ je do veľkej miery fiktívnou definíciou, ktorú nemožno empiricky splniť.

Úvaha o antropogénnom vplyve

Je kontroverzné, či a do akej miery sa majú ľudské vplyvy na ekosystémy považovať za narušenie. [11] [12]

Hodnotenie a aplikácia v ochrane prírody

Pojmy ako „stabilita“ alebo „rovnováha“ majú často normatívny význam: veľa ľudí vníma nerovnováhu ako hrozivejšiu ako „harmonická“ rovnováha. Keď hovoríme o „narušení“ ekologickej rovnováhy, obvykle to implicitne znamená, že na obnovenie rovnováhy je nevyhnutný zásah. [12] [13]

Vo vedeckej diskusii o požadovaných vlastnostiach stability alebo požadovanej dynamike ekosystému sa už argument „ekologická rovnováha“ nepoužíva. Ak je novo predpokladaný stav systému menej produktívny alebo má nižšiu úroveň biodiverzity, môže to byť zo subjektívneho hľadiska menej žiaduce. Predmetom otázok ochrany prírody a druhov doteraz často bolo zachovanie určitého stavu: Malo by sa zachovať určité rastlinné spoločenstvo alebo živočíšny druh - pokiaľ možno na rovnakom mieste a v podobnom počte. V poslednej dobe však pribúdajú tendencie, ktoré sa odkláňajú od takto konzervatívnejšieho konceptu ochrany prírody. Na jednej strane to môže spočívať v prijatí zmeny ako súčasti prírodných procesov prostredníctvom ochrany procesu. [14] Na druhej strane prístup zameraný na ochranu krajiny s cieleným obhospodarovaním biotopov môže aktívne sledovať ochranu biodiverzity a estetických a kultúrno-historických znakov krajiny. [15]

Katalogizácia vegetácie v hierarchických jednotkách (sociológia rastlín [16]), ktorá sa šírila začiatkom 19. storočia najmä v strednej Európe, pravdepodobne posilnila myslenie v statických kategóriách. Tieto jednotky, ktoré sa dnes väčšinou považujú za hodné ochrany (napr. Genisto pilosae-Callunetum = vresovec obrovský), boli v tom čase typickými krajinnými prvkami, ale boli založené na čiastočne neudržateľnom spôsobe využitia (v príklade sú vresy lesné náhradné spoločnosti za nadmerne využívané spoločnosti dubových lesov), zatiaľ čo dnešná krajina je formovaná inými rastlinnými spoločenstvami, pretože (poľnohospodárske) využitie sa v porovnaní s obdobím pred 100 rokmi výrazne zmenilo.
Ak sa živočíšny druh rozšíri, pretože sa zlepšili jeho životné podmienky, a ak k tomuto rozšíreniu dôjde (aj) na úkor iných cieľových druhov ochrany prírody, ochrany druhov a/alebo lovu, rýchlo sa objavuje požiadavka na zastavenie alebo zastavenie šírenia v záujme zachovania ekologickej rovnováhy. by sa malo obrátiť.

V obidvoch prípadoch nie je pri bližšom skúmaní bezprostredne jasné, prečo by predchádzajúca alebo súčasná situácia mala predstavovať optimálny stav „ekologickej rovnováhy“, ktorá sa má zachovať.

Bezzel [17] si berie za príklad les vysoký, ktorý vykonáva určité funkcie ako ochranný les alebo drevný zdroj alebo formuje krajinu:Príliš veľa kopytnej zveri vyrušuje les, ktorý spĺňa túto požiadavku. Človeku sa nechce čakať, kým si jelene, srnky alebo kamzíky nadmerným využívaním potomkov nezničia svoje vlastné stanovište, takže sú kvôli nedostatku zdrojov nútené zmiznúť a potom dostane les šancu v dlhom cykle trvajúcom dlhé obdobia. Dôrazne sa pochybuje o tom, či je takýto zámer, ktorý často predstavuje zastavenie určitého vývojového (nástupníckeho) štádia, správne označený ako „biologická rovnováha“. „Neustále vzťahy alebo štruktúry“ by boli tým správnejším výrazom. “

Argument „ekologickej rovnováhy“ je preto nevhodný na zachovanie určitých spoločenstiev alebo určitého stavu biodiverzity, aj keď by išlo o zásadne empiricky a normatívne spoľahlivý pojem. [12] Pre mnohé cieľové druhy v ochrane prírody sú bežné opatrenia starostlivosti, ktoré narúšajú prirodzene sa vyskytujúce nástupnícke procesy, a tým narúšajú aj prirodzene nastolený „rovnovážny stav“ (napr. Priekopnícke druhy, ktoré si ako biotop vyžadujú skoré alebo stredné stupne postupnosti). ako ropucha natterjack, lesník lesný a zabijak s červeným chrbtom).