EKOLOGICKÁ ROVNOVÁHA: PŘÍČINY, FAKTORY, VLASTNOSTI A PŘÍKLADY - BIOLOGIE - 2025

Ekologická rovnováha je definována jako pozorovatelný v ekologických společenstev v ekosystémech stavu, ve kterém je složení a množství druhů zůstává relativně stabilní po dlouhou dobu.

Myšlenka přirozené rovnováhy je součástí mnoha filozofických systémů a náboženství. Existují lidé, kteří podporují hypotézu Gaia, podle níž by biosféra fungovala jako systém, který jako supraorganismus koordinovaně udržuje globální ekologickou rovnováhu.

Zdroj: pixabay.com

Pojem ekologická rovnováha podporuje mnoho environmentálních postojů u široké veřejnosti. Ekologové dávají přednost přemýšlení o ochraně biologické rozmanitosti, udržitelném rozvoji a kvalitě životního prostředí.

Stabilní ekosystémy, ve kterých existuje nebo se zdá, že mají jasnou ekologickou rovnováhu, jsou bohaté na přírodu. Z tohoto důvodu figurují významně ve vědecké a populární literatuře. Existují však také nestabilní ekosystémy, kterým byla věnována historicky menší pozornost.

Příčiny

Ekologická rovnováha je výsledkem schopnosti ekologických společenství postupně obnovovat, prostřednictvím procesu ekologické posloupnosti, jejich původní stabilitu nebo ekologický vrchol, který byl ztracen v důsledku narušení, ať už jde o životní prostředí, biotiku nebo člověka. to mění složení a hojnost druhu.

Termín „ekologická posloupnost“ označuje proces změny směru v komunitě poté, co došlo k závažnému narušení. K této změně dochází postupně a vyjadřuje se složení a hojnost druhů, které mají tendenci zvyšovat jejich rozmanitost. Ekologická sukcese byla rozsáhle studována v rostlinných komunitách.

Jak komunita prochází fázemi ekologické posloupnosti, je považována za nevyváženou. Po dosažení konečné fáze sukcese, resp. Ekologického vyvrcholení, je složení komunity stabilní, a proto se považuje za stav relativní rovnováhy.

Ekologická rovnováha je dynamický ustálený stav (homeostáza). Zpětná vazba mezi populacemi neustále kompenzuje, tlumí její účinek, drobné změny ve složení a početnost populace v komunitě způsobená abiotickými a biotickými faktory. Výsledkem je, že se komunita vrátí k původnímu vzhledu.

Faktory

Ekologická rovnováha je produktem dynamické interakce dvou typů faktorů. Za prvé, vnější poruchy, představované událostmi, obvykle krátkého trvání, které způsobují změny ve složení a hojnosti druhů.

Za druhé, neutralizace uvedených změn ekologickými interakcemi mezi populacemi, které tvoří komunitu.

Vnější poruchy mohou být biotické faktory, které působí epizodicky. Například výskyt stěhovavých druhů, jako je napadení svatojánského chmele v Africe, nebo patogenů, které způsobují epidemie.

Poruchy mohou být také náhlé abiotické faktory, jako jsou hurikány, povodně nebo požáry.

Ekologické interakce, které určují existenci ekologické rovnováhy, zahrnují přímé interakce (masožravec / kořist, býložravec / rostlina, opylovač / květiny, frugivor / ovoce, parazit / hostitel) a nepřímé interakce (příklad: masožravec / rostlina) mezi populacemi, které tvoří každou společenství.

V důsledku zpětnovazebních účinků, které jsou s těmito interakcemi spojeny, je korigována změna velikosti populace, která se vrací na její rovnovážnou úroveň, ve které jsou oscilace v počtu jedinců minimální.

Účinky zpětné vazby jsou velmi složité, a proto zvláště citlivé na narušení lidskou činností, ve velmi rozmanitých ekosystémech, jako jsou tropické lesy a korálové útesy.

Hlavní vlastnosti

Během ekologické rovnováhy dosahují komunity relativní stability nebo rovnovážného stavu, druhového složení a hojnosti. Taková stabilita je definována pomocí čtyř hlavních vlastností, a to: stálost, odpor, odolnost a vytrvalost. Ten je také známý jako setrvačnost.

Stálost je schopnost zůstat nezměněna. Odpor je schopnost zůstat nezměněna v důsledku vnějších poruch nebo vlivů. Odolnost je schopnost vrátit se do původního ustáleného stavu po narušení. Perzistence je schopnost populace se v průběhu času zachovat.

Stálost lze měřit směrodatnou odchylkou nebo roční variabilitou. Odolnost prostřednictvím citlivosti nebo vyrovnávací kapacity. Odolnost v čase návratu nebo velikost odchylky, která tento návrat umožňuje. Perzistence do střední doby do zániku populace nebo jiné nevratné změny.

Například ekosystém, který cyklicky osciluje kolem stavu, jako je například ten, který je popsán Lotka-Volterrovými rovnicemi pro popis interakce mezi predátory a kořistí, může být klasifikován jako odolný a trvalý.

Nelze jej však považovat za stálý a odolný. V takovém případě jsou splněny dvě podmínky, které umožňují, aby byl považován za stabilní.

Nezbytné podmínky

V koncepci ekologické rovnováhy hraje hlavní roli předpoklad konkurence mezi druhy. Tento předpoklad předpokládá, že v komunitách existuje rovnováha mezi produktivitou a dýcháním, vnitřním a vnějším tokem energie, porodností a úmrtností a přímými a nepřímými interakcemi mezi druhy.

Předpoklad konkurence mezi druhy také předpokládá, že i v obcích, které nejsou ve stavu ekologického vyvrcholení, existuje pravděpodobně určitý stupeň ekologické rovnováhy a že na oceánských ostrovech existuje rovnováha mezi imigrací a vyhynutím ekologicky ekvivalentních druhů..

Přežití druhů, které tvoří populaci, závisí na perzistenci těchto stejných druhů na úrovni metapopulace. Výměna jednotlivců a reklonizace mezi populacemi stejného druhu, které obývají okolní komunity, udržuje genetickou rozmanitost a umožňuje napravit lokální vyhynutí.

Na úrovni metapopulace znamená přežití: a) populace distribuované do diskrétních mikrohabitátů; b) mikrohabitaty dostatečně blízko, aby umožnily jejich reklonizaci z jiných mikrohabitatů; c) větší pravděpodobnost vyhynutí na úrovni populace než na úrovni metapopulace; a d) nízká pravděpodobnost současného vyhynutí ve všech mikrohabitatech.

Příklady

Zvažte případ vlků, kteří byli po mnoha desetiletích vyhlazování rančery znovu zavedeni do Yellowstonského národního parku ve Spojených státech, aby obnovili ekologickou rovnováhu ztracenou v důsledku přelidnění velkých býložravých savců.

Počáteční růst populace vlků dramaticky snížil populace býložravých savců, což zase omezilo velikost populace původních (méně býložravců znamená, že mnoho vlků nemá dostatek potravy a hladovění, nebo neprodukují štěňata).

Nižší a stabilnější úrovně býložravých populací, díky přítomnosti také stabilních populací vlků, umožnily znovuobjevení lesů. To zase umožnilo reklonizaci Yellowstone velkým počtem druhů lesních ptáků a savců. Tímto způsobem park obnovil svou původní krásu a biodiverzitu.

Další příklady komunit se zjevnou ekologickou rovnováhou se nacházejí v národních parcích a mořských rezervacích, v nichž jsou prosazovány zákony, které je chrání, nebo v odlehlých oblastech s nízkou hustotou člověka, zejména pokud obyvatelé jsou domorodci, kteří technologie málo využívají. moderní.

Důsledky vaší ztráty

Současná míra ničení životního prostředí výrazně převyšuje schopnost ekosystémů znovu získat svou přirozenou ekologickou rovnováhu.

Situace je neudržitelná a nemůže dlouho trvat bez vážného poškození lidstva. Ztráta biologické rozmanitosti způsobuje, že je stále obtížnější najít druhy pro obnovu přirozených společenství a ekosystémů.

Poprvé ve své historii čelí lidstvo třem nebezpečným poruchám na planetární stupnici: 1) změna klimatu, z nichž jedním z nejzjevnějších aspektů je globální oteplování; 2) znečištění a okyselení oceánů; a 3) obrovská ztráta globální biologické rozmanitosti bezprecedentní rychlostí.

Tato rozsáhlá vyrušení silně ovlivní mladší členy současných a budoucích generací. Bude zde velké množství klimatických uprchlíků. Rybářské zdroje se sníží. Uvidí svět postrádající mnoho druhů divokých rostlin a živočichů, na které jsme zvyklí.

Jak to udržovat?

K tomuto tématu se doporučuje konzultovat práci Ripple et al. (2017). Tito autoři poukazují na to, že k dosažení přechodu na globální ekologickou rovnováhu by bylo nutné:

1) Vytvářejte přírodní rezervace, které chrání významnou část suchozemských a vodních stanovišť planety.

2) Zastavte přeměnu lesů a jiných přírodních stanovišť v oblastech s intenzivním využíváním.

3) Obnova původních rostlinných společenstev ve velkém měřítku, zejména lesů.

4) Znovu osídlete velké oblasti původními druhy, zejména nejlepšími predátory.

5) Provádět politiky k nápravě defaunace, vykořisťování a obchodu s ohroženými druhy a globální krize způsobené konzumací volně žijících zvířat.

6) Snižte plýtvání potravinami.

7) Podporovat spotřebu rostlinných potravin.

8) Snížit růst lidské populace prostřednictvím vzdělávání a dobrovolného plánování rodiny.

9) Vychovávat děti k oceňování a úctě k přírodě.

10) Nasměrujte peněžní investice na pozitivní změnu životního prostředí.

11) Navrhovat a propagovat ekologické technologie a snižovat dotace na spotřebu fosilních paliv.

12) Snížit hospodářskou nerovnost a zajistit, aby ceny, daně a pobídky zohledňovaly náklady na životní prostředí.

13) Spojte národy, aby podporovaly tyto zásadní cíle.

Reference

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. Propojení environmentálního filtrování a nerovnováhy s biogeografií s komunitárním klimatickým rámcem. Ecology, 96, 972-985.
2. Cuddington, K. 2001. Metafora „rovnováhy přírody“ a rovnováha v populační ekologii. Biology and Philosophy, 16, 463–479.
3. DeAngelis, DL, Waterhouse, JC 1987. Koncepty rovnováhy a nerovnováhy v ekologických modelech. Ecological Monographs, 57, 1-21.
4. Grimm, V., Schmidt, E., Wissel, C. 1992. O aplikaci konceptů stability v ekologii. Ecological Modeling, 63, 143–161.
5. Looman, J. 1976. Biologická rovnováha v ekosystémech: teorie biologické rovnováhy. Folia Geobotanica et Phytotaxonomica, 10, 337–448.
6. Olszewski, TD 2012. Přetrvávání vysoké diverzity v ekologicky nevyvážených ekologických komunitách: důsledky pro moderní a fosilní ekosystémy. Sborník královské společnosti B, 279, 230–236.
7. Pianka, ER 1978. Evoluční ekologie. Harper & Row, New York.
8. Zvlnění, WJ, Wolf, C., Newsome, TM, Galetti, M., Alamgir, M., Crist, E., Mahmoud, MI, Laurance, WF, a 15 364 vědců ze 184 zemí. 2017. Varování světových vědců před lidstvem: druhé oznámení. BioScience, 67, 1026-1028.
9. Rohde, K. 2005. Žádná rovnovážná ekologie. Cambridge University Press, Cambridge.