RÓWNOWAGA EKOLOGICZNA: PRZYCZYNY, CZYNNIKI, WŁAŚCIWOŚCI I PRZYKŁADY - BIOLOGIA - 2025

Równowagi ekologicznej jest zdefiniowany jako obserwowalne w środowiskach ekologicznych w ekosystemach stanu, w których skład i liczebność gatunków pozostaje stosunkowo stabilny przez długie okresy czasu.

Idea naturalnej równowagi jest częścią wielu systemów filozoficznych i religii. Są tacy, którzy popierają hipotezę Gai, zgodnie z którą biosfera działałaby jako system koordynujący, jako nadorganizm, utrzymujący globalną równowagę ekologiczną.

Źródło: pixabay.com

Pojęcie równowagi ekologicznej wspiera wiele postaw ekologicznych w społeczeństwie. Ekolodzy wolą myśleć w kategoriach ochrony różnorodności biologicznej, zrównoważonego rozwoju i jakości środowiska.

Stabilne ekosystemy, w których istnieje lub wydaje się istnieć wyraźna równowaga ekologiczna, są bogate w przyrodę. Z tego powodu zajmują ważne miejsce w literaturze naukowej i popularnej. Jednak istnieją również niestabilne ekosystemy, którym poświęcono historycznie mniej uwagi.

Przyczyny

Równowaga ekologiczna jest wynikiem zdolności zbiorowisk ekologicznych do stopniowego przywracania, w procesie sukcesji ekologicznej, pierwotnej stabilności lub kulminacji ekologicznej, która została utracona w wyniku zaburzeń środowiskowych, biotycznych lub ludzkich. co zmienia skład i liczebność gatunku.

Termin „sukcesja ekologiczna” odnosi się do procesu zmiany kierunku w społeczności po tym, jak doznała ona poważnych zakłóceń. Zmiana ta odbywa się etapami i wyraża się w składzie i liczebności gatunków, które mają tendencję do zwiększania ich różnorodności. Sukcesja ekologiczna była szeroko badana w zbiorowiskach roślinnych.

Kiedy społeczność przechodzi przez etapy sukcesji ekologicznej, uważa się, że jest niezrównoważona. Po dojściu do ostatniego etapu sukcesji, czyli kulminacji ekologicznej, skład zbiorowiska jest stabilny, dlatego uważa się, że znajduje się on w stanie względnej równowagi.

Równowaga ekologiczna to dynamiczny stan ustalony (homeostaza). Sprzężenie zwrotne między populacjami nieustannie kompensuje, buforując swoje działanie, niewielkie zmiany w składzie i liczebności populacji zbiorowiska spowodowane czynnikami abiotycznymi i biotycznymi. W rezultacie społeczność powraca do swojego pierwotnego wyglądu.

Czynniki

Równowaga ekologiczna jest wynikiem dynamicznego współdziałania dwóch rodzajów czynników. Po pierwsze, zakłócenia zewnętrzne, reprezentowane przez wydarzenia, zwykle krótkotrwałe, powodujące zmiany w składzie i liczebności gatunków.

Po drugie, neutralizacja wspomnianych zmian poprzez interakcje ekologiczne między populacjami tworzącymi społeczność.

Zaburzenia zewnętrzne mogą być czynnikami biotycznymi, które działają epizodycznie. Na przykład pojawienie się gatunków wędrownych, takich jak inwazja szarańczy w Afryce lub patogeny wywołujące epidemie.

Zakłóceniami mogą być również nagłe czynniki abiotyczne, takie jak huragany, powodzie lub pożary.

Ekologiczne interakcje, które determinują istnienie równowagi ekologicznej, obejmują bezpośrednie interakcje (mięsożerne / zdobycz, roślinożerne / rośliny, zapylacze / kwiaty, owocożerne / owoce, pasożyt / żywiciel) i pośrednie interakcje (na przykład: mięsożerne / rośliny) między populacjami, które tworzą każdą społeczność.

W wyniku efektów sprzężenia zwrotnego nieodłącznie związanych z tymi interakcjami, korygowana jest zmiana wielkości populacji, wracając do jej poziomu równowagi, w którym oscylacje liczby osobników są minimalne.

Efekty sprzężenia zwrotnego są bardzo złożone, a zatem szczególnie podatne na zakłócenia spowodowane działaniem człowieka w bardzo zróżnicowanych ekosystemach, takich jak tropikalne lasy deszczowe i rafy koralowe.

Główne właściwości

W stanie równowagi ekologicznej zbiorowiska osiągają względną stabilność lub stan ustalony w składzie gatunkowym i liczebności. Taka stabilność jest definiowana za pomocą czterech głównych właściwości, a mianowicie: stałość, odporność, sprężystość i trwałość. Ta ostatnia jest również znana jako bezwładność.

Stałość to zdolność do pozostania niezmienionym. Opór to zdolność do pozostania niezmienionym w wyniku zewnętrznych zakłóceń lub wpływów. Odporność to zdolność powrotu do pierwotnego stanu stacjonarnego po zakłóceniu. Trwałość to zdolność populacji do zachowania się w czasie.

Stałość można mierzyć odchyleniem standardowym lub zmiennością roczną. Odporność poprzez czułość lub zdolność buforowania. Odporność na czas powrotu lub wielkość odchylenia, która umożliwia ten powrót. Trwałość w średnim czasie do wyginięcia populacji lub innych nieodwracalnych zmian.

Na przykład ekosystem, który cyklicznie oscyluje wokół stanu, takiego jak ten opisany równaniami Lotki-Volterry w celu opisania interakcji między drapieżnikami a ofiarami, można sklasyfikować jako odporny i trwały.

Jednak nie można go uznać za stały i odporny. W takim przypadku spełnione są dwa warunki, które pozwalają uznać go za stabilny.

Niezbędne warunki

Założenie o konkurencji między gatunkami odgrywa istotną rolę w koncepcji równowagi ekologicznej. Założenie to zakłada, że ​​w społecznościach istnieje równowaga między produktywnością a oddychaniem, przepływem energii do wewnątrz i na zewnątrz, wskaźnikami urodzeń i śmiertelności oraz bezpośrednimi i pośrednimi interakcjami między gatunkami.

Założenie konkurencji między gatunkami zakłada również, że nawet w zbiorowiskach, które nie są w stanie kulminacji ekologicznej, istnieje prawdopodobnie pewien stopień równowagi ekologicznej, a na wyspach oceanicznych istnieje równowaga między imigracją a wyginięciem ekologicznie równoważnych gatunków. .

Przetrwanie gatunków tworzących populację zależy od trwałości tych samych gatunków na poziomie metapopulacji. Wymiana osobników i rekolonizacja między populacjami tego samego gatunku, które zamieszkują pobliskie społeczności, pozwala zachować różnorodność genetyczną i umożliwia przeciwdziałanie lokalnym wyginięciom.

Na poziomie metapopulacji przeżycie implikuje: a) populacje rozmieszczone w oddzielnych mikromieszkańcach; b) mikrosiedliska dostatecznie bliskie, aby umożliwić ich rekolonizację z innych mikrosiedlisk; c) większe prawdopodobieństwo wyginięcia na poziomie populacji niż na poziomie metapopulacji; oraz d) niskie prawdopodobieństwo jednoczesnego wyginięcia we wszystkich mikrosiedlach.

Przykłady

Rozważmy przypadek wilków, które po wielu dziesięcioleciach eksterminacji przez farmerów zostały ponownie wprowadzone do Parku Narodowego Yellowstone w Stanach Zjednoczonych, aby przywrócić równowagę ekologiczną utraconą w wyniku przeludnienia dużych ssaków roślinożernych.

Początkowy wzrost populacji wilków drastycznie zmniejszył populacje ssaków roślinożernych, co z kolei ogranicza wielkość populacji tych pierwszych (mniej roślinożerców oznacza, że ​​wiele wilków nie ma wystarczającej ilości pożywienia i głoduje, lub nie rodzą szczeniąt).

Najniższy i stabilny poziom populacji roślinożernych, dzięki obecności również stabilnych populacji wilków, pozwolił na ponowne pojawienie się lasów. To z kolei umożliwiło ponowną kolonizację Yellowstone przez dużą liczbę gatunków leśnych ptaków i ssaków. W ten sposób park odzyskał swój pierwotny blask i bioróżnorodność.

Inne przykłady społeczności w pozornej równowadze ekologicznej można znaleźć w parkach narodowych i rezerwatach morskich, w których egzekwowane są prawa, które je chronią, lub na odległych obszarach o niskiej gęstości zaludnienia, zwłaszcza gdy mieszkańcy są rdzennymi mieszkańcami, którzy w niewielkim stopniu korzystają z technologii. nowoczesny.

Konsekwencje twojej straty

Obecne tempo niszczenia środowiska znacznie przekracza zdolność ekosystemów do odzyskania ich naturalnej równowagi ekologicznej.

Sytuacja jest nie do utrzymania i nie może trwać długo bez poważnych szkód dla ludzkości. Utrata różnorodności biologicznej sprawia, że ​​coraz trudniej jest znaleźć gatunki do odbudowy naturalnych społeczności i ekosystemów.

Po raz pierwszy w swojej historii ludzkość zmaga się z trzema niebezpiecznymi zaburzeniami na skalę planetarną: 1) zmiany klimatyczne, których jednym z najbardziej oczywistych aspektów jest globalne ocieplenie; 2) zanieczyszczenie i zakwaszenie oceanów; oraz 3) ogromna utrata, w bezprecedensowym tempie, globalnej różnorodności biologicznej.

Te zakłócenia na dużą skalę będą miały silny wpływ na młodszych członków obecnych i przyszłych pokoleń. Będzie wielu uchodźców klimatycznych. Zasoby rybne będą się zmniejszać. Zobaczy świat pozbawiony wielu dzikich gatunków roślin i zwierząt, do których jesteśmy przyzwyczajeni.

Jak to utrzymać?

Na ten temat zaleca się skonsultowanie pracy Ripple i wsp. (2017). Autorzy ci zwracają uwagę, że do przejścia w kierunku globalnej równowagi ekologicznej konieczne byłoby:

1) Stwórz rezerwaty przyrody, które chronią znaczną część lądowych i wodnych siedlisk planety.

2) Zaprzestanie przekształcania lasów i innych siedlisk przyrodniczych na obszarach intensywnej eksploatacji.

3) Odtwarzanie na dużą skalę rodzimych zbiorowisk roślinnych, zwłaszcza lasów.

4) Ponowne zasiedlenie dużych regionów rodzimymi gatunkami, w szczególności drapieżnikami.

5) Wdrożenie polityk przeciwdziałających defaunacji, wyzyskowi i handlowi zagrożonymi gatunkami oraz światowemu kryzysowi spowodowanemu przez konsumpcję dzikich zwierząt.

6) Ogranicz marnowanie żywności.

7) Promuj spożycie pokarmów roślinnych.

8) Zmniejszyć wzrost populacji ludzkiej poprzez edukację i dobrowolne planowanie rodziny.

9) Wychowywać dzieci w zakresie uznania i szacunku dla przyrody.

10) Kierowanie inwestycji pieniężnych w kierunku pozytywnych zmian środowiskowych.

11) Projektowanie i promowanie zielonych technologii, zmniejszanie dopłat do zużycia paliw kopalnych.

12) Zmniejszyć nierówności gospodarcze i dopilnować, by ceny, podatki i zachęty uwzględniały koszty środowiskowe.

13) Zjednocz narody, aby wspierać te żywotne cele.

Bibliografia

1. Blonder, B., Nogues-Bravo, D., Borregaard, MK, Donoghue, JC, Jørgensen, PM, Kraft, NJB, Lessard, J.-P., Morueta-Holme, N., Sandel, B., Svenning, J.-C., Violle, C., Rahbek, C., Enquist, BJ 2015. Powiązanie filtrowania środowiskowego i nierównowagi z biogeografią z ramami klimatycznymi społeczności. Ecology, 96, 972–985.
2. Cuddington, K. 2001. Metafora „równowagi przyrody” i równowaga w ekologii populacji. Biology and Philosophy, 16, 463–479.
3. DeAngelis, DL, Waterhouse, JC 1987. Koncepcje równowagi i nierównowagi w modelach ekologicznych. Ecological Monographs, 57, 1–21.
4. Grimm, V., Schmidt, E., Wissel, C. 1992. O zastosowaniu koncepcji stabilności w ekologii. Modelowanie ekologiczne, 63, 143–161.
5. Looman, J. 1976. Równowaga biologiczna w ekosystemach: teoria równowagi biologicznej. Folia Geobotanica et Phytotaxonomica, 10, 337–448.
6. Olszewski, TD 2012. Utrzymywanie się dużej różnorodności w ekosystemach nierównowagowych: implikacje dla nowoczesnych i kopalnych ekosystemów. Proceedings of the Royal Society B, 279, 230–236.
7. Pianka, ER 1978. Ekologia ewolucyjna. Harper & Row, Nowy Jork.
8. Ripple, WJ, Wolf, C., Newsome, TM, Galetti, M., Alamgir, M., Crist, E., Mahmoud, MI, Laurance, WF i 15364 naukowców ze 184 krajów. 2017. Ostrzeżenie światowych naukowców dla ludzkości: drugie ostrzeżenie. BioScience, 67, 1026–1028.
9. Rohde, K. 2005. Ekologia nonquilibrium. Cambridge University Press, Cambridge.