ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ БАЛАНС: ПРИЧИНЫ, ФАКТОРЫ, СВОЙСТВА И ПРИМЕРЫ - БИОЛОГИЯ - 2024

Экологическое равновесие определяются как наблюдаемые в экологических сообществах в экосистемах состоянии , в котором состав и численность видов остаются относительно стабильными в течение длительных периодов времени.

Идея естественного равновесия является частью многих философских систем и религий. Есть те, кто поддерживает гипотезу Гайи, согласно которой биосфера будет действовать как система, координирующая как супраорганизм, глобальный экологический баланс.

Источник: pixabay.com

Понятие экологического баланса поддерживает многие экологические взгляды широкой общественности. Экологи предпочитают мыслить категориями сохранения биоразнообразия, устойчивого развития и качества окружающей среды.

Стабильные экосистемы, в которых существует или кажется очевидным экологический баланс, изобилуют природой. По этой причине они занимают видное место в научной и популярной литературе. Однако существуют и нестабильные экосистемы, которым исторически уделялось меньше внимания.

причины

Экологическое равновесие является результатом способности экологических сообществ постепенно восстанавливать в процессе экологической сукцессии свою первоначальную стабильность или экологическую кульминацию, которые были потеряны из-за нарушения, будь то экологическое, биотическое или человеческое. что изменяет состав и численность вида.

Термин «экологическая сукцессия» относится к процессу изменения направления в сообществе после того, как оно перенесло серьезное нарушение. Это изменение происходит поэтапно и выражается в составе и численности видов, которые имеют тенденцию увеличивать их разнообразие. Экологическая сукцессия широко изучена в растительных сообществах.

По мере того, как сообщество проходит стадии экологической сукцессии, считается, что оно выходит из равновесия. По достижении финальной стадии сукцессии, или экологической кульминации, состав сообщества становится стабильным, поэтому считается, что оно находится в состоянии относительного равновесия.

Экологическое равновесие - это динамическое устойчивое состояние (гомеостаз). Обратная связь между популяциями постоянно компенсирует, смягчая свое влияние, незначительные изменения в составе и численности населения сообщества, вызванные абиотическими и биотическими факторами. В результате сообщество возвращается к своему первоначальному виду.

факторы

Экологическое равновесие - это продукт динамического взаимодействия двух типов факторов. Во-первых, внешние возмущения, представленные событиями, как правило, непродолжительными, вызывающими изменения в составе и численности видов.

Во-вторых, нейтрализация указанных изменений за счет экологических взаимодействий между популяциями, составляющими сообщество.

Внешние нарушения могут быть биотическими факторами, действующими эпизодически. Например, появление мигрирующих видов, таких как нашествия саранчи в Африке, или патогенов, вызывающих эпидемии.

Нарушения могут также быть внезапными абиотическими факторами, такими как ураганы, наводнения или пожары.

Экологические взаимодействия, определяющие существование экологического равновесия, включают прямые взаимодействия (плотоядное животное / добыча, травоядное животное / растение, опылитель / цветы, плодоядное животное / фрукты, паразит / хозяин) и косвенные взаимодействия (например: плотоядное животное / растение) между популяциями, составляющими каждый сообщества.

В результате эффектов обратной связи, присущих этим взаимодействиям, изменение размера популяции корректируется, возвращаясь к своему равновесному уровню, при котором колебания количества особей минимальны.

Эффекты обратной связи очень сложны и поэтому особенно уязвимы к нарушениям со стороны человека в очень разнообразных экосистемах, таких как тропические леса и коралловые рифы.

Основные свойства

Во время экологического равновесия сообщества достигают относительной стабильности или устойчивого состояния видового состава и численности. Упомянутая стабильность определяется в терминах четырех основных свойств, а именно: постоянство, устойчивость, упругость и стойкость. Последнее также известно как инерция.

Постоянство - это способность оставаться неизменным. Сопротивление - это способность оставаться неизменной в результате внешних возмущений или воздействий. Устойчивость - это способность вернуться к исходному устойчивому состоянию после нарушения. Настойчивость - это способность населения сохранять себя с течением времени.

Постоянство можно измерить стандартным отклонением или годовой изменчивостью. Сопротивление за счет чувствительности или буферной емкости. Устойчивость за счет времени возврата или величина отклонения, которая позволяет этот возврат. Сохранение в среднем до исчезновения популяции или других необратимых изменений.

Например, экосистема, которая циклически колеблется вокруг состояния, такого как описываемое уравнениями Лотки-Вольтерра для описания взаимодействия между хищниками и добычей, может быть классифицирована как устойчивая и стойкая.

Однако его нельзя считать постоянным и стойким. В таком случае выполняются два условия, которые позволяют считать его стабильным.

Необходимые условия

Предположение о конкуренции между видами играет важную роль в концепции экологического баланса. Это предположение предполагает, что в сообществах существует баланс между продуктивностью и дыханием, внутренним и внешним потоком энергии, коэффициентами рождаемости и смертности, а также прямыми и косвенными взаимодействиями между видами.

Предположение о конкуренции между видами также предполагает, что даже в сообществах, которые не находятся в состоянии экологической кульминации, вероятно, существует некоторая степень экологического баланса, а на океанских островах существует баланс между иммиграцией и исчезновением экологически эквивалентных видов. ,

Выживание видов, составляющих популяцию, зависит от выживания тех же видов на уровне метапопуляции. Обмен особями и повторное заселение между популяциями одного и того же вида, населяющими близлежащие сообщества, поддерживает генетическое разнообразие и позволяет бороться с локальными вымираниями.

На уровне метапопуляции выживание подразумевает: а) популяцию, распределенную по дискретным микрогитарам; б) достаточно близкие микрогрохоты, чтобы их можно было переселить из других микрогородов; в) большая вероятность исчезновения на уровне популяции, чем на уровне метапопуляции; и d) низкая вероятность одновременного исчезновения во всех микроместообитаниях.

Примеры

Рассмотрим случай с волками, которые после многих десятилетий истребления скотоводами были вновь введены в национальный парк Йеллоустоун в Соединенных Штатах, чтобы восстановить экологический баланс, утраченный из-за перенаселенности крупных травоядных млекопитающих.

Первоначальный рост популяции волков резко сократил популяции травоядных млекопитающих, что, в свою очередь, ограничило размер популяции первых (меньшее количество травоядных означает, что многие волки не имеют достаточно еды и голодают, или они не производят щенков).

Самые низкие и стабильные уровни популяций травоядных животных благодаря наличию стабильных популяций волков позволили вновь появиться в лесах. Это, в свою очередь, позволило повторно заселить Йеллоустон большим количеством видов лесных птиц и млекопитающих. Таким образом парк восстановил свое первоначальное великолепие и биоразнообразие.

Другие примеры сообществ, находящихся в очевидном экологическом равновесии, можно найти в национальных парках и морских заповедниках, в которых соблюдаются защищающие их законы, или в удаленных районах с низкой плотностью населения, особенно когда жители являются коренными народами, мало использующими технологии. современный.

Последствия вашей потери

Текущие темпы разрушения окружающей среды намного превышают способность экосистем восстановить свое естественное экологическое равновесие.

Ситуация неустойчива и не может продолжаться долго, не нанося серьезного ущерба человечеству. Утрата биоразнообразия затрудняет поиск видов для восстановления естественных сообществ и экосистем.

Впервые в своей истории человечество столкнулось с тремя опасными потрясениями планетарного масштаба: 1) изменением климата, одним из наиболее очевидных аспектов которого является глобальное потепление; 2) загрязнение и закисление океанов; и 3) огромная потеря, с беспрецедентной скоростью, глобального биоразнообразия.

Эти крупномасштабные беспорядки сильно повлияют на более молодых представителей нынешних и будущих поколений. Будет большое количество климатических беженцев. Рыболовные ресурсы уменьшатся. Он увидит мир, лишенный многих привычных нам диких видов растений и животных.

Как его поддерживать?

По этому поводу рекомендуется ознакомиться с работой Ripple et al. (2017). Эти авторы отмечают, что для перехода к глобальному экологическому балансу необходимо:

1) Создание заповедников, защищающих значительную часть наземных и водных сред обитания планеты.

2) Остановить преобразование лесов и других естественных сред обитания в районах интенсивной эксплуатации.

3) Восстановление местных растительных сообществ в больших масштабах, особенно лесов.

4) Заселение больших регионов местными видами, особенно высшими хищниками.

5) Реализовать политику, направленную на устранение дефолта, эксплуатации и торговли видами, находящимися под угрозой исчезновения, а также глобального кризиса, вызванного потреблением диких животных.

6) Уменьшите количество пищевых отходов.

7) Поощряйте употребление растительной пищи.

8) Снижение роста населения посредством образования и добровольного планирования семьи.

9) Обучайте детей ценить и уважать природу.

10) Направить денежные инвестиции на положительные изменения окружающей среды.

11) Разработка и продвижение зеленых технологий, сокращение субсидий на потребление ископаемого топлива.

12) Уменьшение экономического неравенства и обеспечение того, чтобы цены, налоги и льготы учитывали экологические издержки.

13) Объедините нации для поддержки этих жизненно важных целей.

Ссылки

1. Блондер, Б., Ног-Браво, Д., Боррегаард, М.К., Донохью, Дж. К., Йоргенсен, П.М., Крафт, Нью-Джерси, Лессард, Ж.-П., Моруэта-Холм, Н., Сандель, Б., Свеннинг, Ж.-К., Виолле, К., Рахбек, К., Энквист, Б.Дж., 2015. Связь экологической фильтрации и неравновесия с биогеографией с климатической структурой сообщества. Экология, 96, 972-985.
2. Каддингтон, К. 2001. Метафора "баланса природы" и равновесия в популяционной экологии. Биология и философия, 16, 463–479.
3. ДеАнгелис, Д.Л., Уотерхаус, Дж. С. 1987. Равновесие и неравновесные концепции в экологических моделях. Экологические монографии, 57, 1–21.
4. Гримм, В., Шмидт, Э., Виссел, C. 1992. О применении концепций устойчивости в экологии. Экологическое моделирование, 63, 143–161.
5. Looman, J. 1976. Биологическое равновесие в экосистемах: теория биологического равновесия. Folia Geobotanica et Phytotaxonomica, 10, 337–448.
6. Ольшевский, Т.Д. 2012. Сохранение высокого разнообразия в неравновесных экологических сообществах: последствия для современных и ископаемых экосистем. Труды Королевского общества B, 279, 230–236.
7. Пьянка Е.Р. 1978. Эволюционная экология. Харпер и Роу, Нью-Йорк.
8. Ripple, WJ, Wolf, C., Newsome, TM, Galetti, M., Alamgir, M., Crist, E., Mahmoud, MI, Laurance, WF, и 15 364 ученых из 184 стран. 2017. Предупреждение мировых ученых человечеству: второе примечание. BioScience, 67, 1026-1028.
9. Роде, К. 2005. Неравновесная экология. Издательство Кембриджского университета, Кембридж.