Příčiny, důsledky a prevence ekologické nerovnováhy

2003
Basil Manning

The ekologická nerovnováha je definován jako stav pozorovatelný v ekologických společenstvích nebo v ekosystémech, které je hostí, ve kterém je složení a početnost druhů nestabilní po neomezenou dobu.

Ekologická teorie byla silně ovlivněna představou konkurence mezi druhy o zdroje, stejně jako předpokladem, že populace a společenství se obvykle nacházejí v prostředích nasycených jednotlivci a druhy za podmínek rovnováhy..

Zdroj: Dreamstime.com

V současné době je však známo, že u všech druhů organismů je běžné, že konkurence není rozhodující, nebo že populace a komunity trpí nepravidelnými a silnými výkyvy. To způsobuje, že existují, i přirozeně, nestabilní ekosystémy, a proto jsou ekologicky nevyvážené..

To vedlo k rostoucímu zájmu o otázku ekologické nestability z teoretického i praktického hlediska..

Rejstřík článků

  • 1 Příčiny
  • 2 faktory
  • 3 Frekvence v přírodě
  • 4 Důsledky
  • 5 Nerovnováha a biologická rozmanitost
  • 6 Nerovnováha a evoluční čas
  • 7 příkladů
  • 8 Jak se tomu vyhnout nebo jak jej udržovat?
  • 9 Odkazy

Příčiny

Ekologická nerovnováha může být způsobena neschopností ekologických komunit dosáhnout stabilního stavu (homeostázy) prostřednictvím konkurenčních interakcí, které určují ekologickou posloupnost..

V těchto případech, po utrpení poruch, nejsou změny ve složení a početnosti druhů v komunitě směrové; to znamená, že komunita neprochází definovanými fázemi nástupnictví, a proto nedosahuje konečné stabilní fáze dědictví, ani ekologického vyvrcholení.

Pokud si druh, který tvoří společenství, nedokáže udržet relativně konstantní velikost populace, vznikají situace ekologické nerovnováhy. Často jde o nepůvodní organismy zavedené lidmi, které se stávají dominantní v napadených komunitách..

Nepůvodní organismy byly odděleny od svých konkurentů a přírodních patogenů přítomných v oblastech jejich původu, takže jejich velikost populace není omezena interakcemi s původními druhy..

Pokud příčinou ekologické nerovnováhy jsou původní druhy, jejichž velikost populace není omezena jinými druhy, příčinou jsou obvykle stochastické nebo asynchronní oscilace biotických a abiotických faktorů, často špatně pochopených, které mění složení a početnost těchto druhů..

Faktory

Stejně jako ekologická rovnováha je i ekologická nerovnováha ovlivněna vnějšími poruchami, které způsobují změny ve složení a četnosti druhů. Tyto vnější poruchy mohou být přirozeného nebo lidského původu.

V ekologické nerovnováze však vnější poruchy, které mají více variabilních průměrů a odchylek než ty rovnovážné, mají tak silný účinek, že činí populační růst určitých druhů nezávislým na jejich hustotě..

Konkurenční interakce nepůsobí proti účinkům těchto vnějších šoků.

Dalším faktorem, v tomto případě zcela biotickým, který může způsobit ekologickou nerovnováhu, je dlouhá životnost určitých druhů, původních i nepůvodních. Díky tomu je jejich konkurenční přemisťování druhy patřícími do pokročilejších následných stádií velmi pomalé, což způsobuje zpoždění ve vzhledu ekologického vyvrcholení..

Zpoždění, které může trvat více než sto a dokonce až tisíc let, postihuje hlavně rostlinná společenstva, jak přirozená, například tropické lesy, tak umělá, například pastviny..

Četnost v přírodě

Někteří autoři, jejichž názory média často zvětšují, prohlásily, že populární koncept ekologické rovnováhy neboli „rovnováha přírody“ ztratil svoji platnost a byl nahrazen konceptem ekologické nerovnováhy, podle níž je typická podmínka ekosystémů je nestabilita.

V závislosti na ekologických charakteristikách druhů, které je tvoří, lze přirozená společenstva řadit v nepřetržitém sledu, který jde od těch s náhodně stanoveným složením a s nízkou úrovní ekologické rovnováhy, k těm s vysoce deterministickým složením a s vysokým úroveň rovnováhy ekologická.

Druhy s nízkou mobilitou a malou velikostí populace, jako jsou některé rostliny, přisedlá zvířata a ektoparaziti, podléhají nižší úrovni konkurence než velké druhy s vysokou mobilitou a hustou populací, jako jsou velcí savci, ptáci a hmyz..

Důsledky

Pokud je ekologická nerovnováha způsobena přímo lidskou činností, má tendenci způsobovat degradaci stanovišť, ekonomické ztráty a snižování kvality životního prostředí..

Pokud je to způsobeno přítomností nepůvodních organismů, které jsou obecně zaváděny lidmi, mohou být environmentální a ekonomické důsledky velmi negativní. Například:

1) S výhodou soutěží s původními druhy, což způsobuje jejich vysídlení nebo vyhynutí.

2) Změňte cykly dravce / kořisti na úkor původních druhů.

3) Vzhledem ke svému nekontrolovanému populačnímu růstu mohou způsobit degradaci stanovišť, což je škodlivé pro zemědělství, hospodářská zvířata a původní druhy.

4) Jsou-li introdukované druhy vektory parazitů nebo patogenních organismů, produkují epidemie, které mohou ovlivnit člověka, jeho domácí zvířata a rostliny a původní flóru a faunu..

5) Nerovnovážné podmínky mohou být velmi dlouhodobé, takže může trvat velmi dlouho, než se obnoví biologická rozmanitost odpovídající původní, pokud je to možné..

Nerovnováha a biologická rozmanitost

Pokud je ekologická nerovnováha způsobena lidskou činností, má téměř vždy škodlivé účinky na biologickou rozmanitost napadeného ekosystému. Může dokonce způsobit úplné vyhynutí druhů.

Je-li ekologická nerovnováha přirozenou vlastností komunit nebo ekosystémů, nemá to nejen žádné negativní důsledky, ale může pomoci zachovat vyšší rozmanitost.

Například je známo, že v suchozemských a vodních komunitách, jako jsou tropické deštné pralesy nebo řasy, nerovnováha způsobená častými a relativně silnými přírodními poruchami, jako je padající strom, umožňuje přežití konkurenceschopně podřadných druhů..

Tyto konkurenceschopné podřadné druhy za rovnovážných podmínek, například rostliny v časných následných stádiích, umožňují existenci druhů, které se jim společně přizpůsobují, jako jsou býložravá, nektarivorní a plodonosná zvířata..

Tyto rostliny také vytvářejí nezbytné podmínky prostředí pro zřízení konkurenceschopnějších rostlin..

Nerovnováha a evoluční čas

Existují důkazy o ekologické rovnováze na všech úrovních, v prostoru a čase. Například společenstva ostrovních ptáků a některá společenství hmyzu běžně žijí ve zjevných podmínkách dynamické rovnováhy..

Na všech těchto úrovních se však období stability často střídají s ještě delšími obdobími nestability. Na úrovni populace vysoká frekvence narušení životního prostředí znamená, že mnoho druhů nežije většinou v ekologické rovnováze: jejich obnovení může trvat roky.

Na úrovni komunity existence prázdných výklenků často určuje absenci konkurence, a proto, že druhy nežijí v ekologické rovnováze..

V evolučním čase vedla existence velkého počtu prázdných výklenků způsobených hromadným vymiřováním a přítomností rozsáhlých dosud nekolonizovaných stanovišť ke stálé konfiguraci zcela nových komunit a ekosystémů. To vedlo ke zvýšení biologické rozmanitosti.

Příklady

V anglickém Rothamstedu nedosáhla některá rostlinná společenství ekologické rovnováhy již více než sto let. Důvodem je to, že většina druhů, které se po narušení životního prostředí zakládají, jsou trvalé a mají velmi dlouhou životnost díky klonální reprodukci v podzemních tkáních..

V Jižní Africe nejsou borovice vysázené téměř před dvěma sty lety semeny přivezenými z klimaticky podobného prostředí na severní polokouli napadeny býložravým hmyzem a původními patogeny. Za těchto podmínek nežijí v ekologické rovnováze s původními rostlinami, které jsou těmito nepřáteli napadeny..

V roce 1932 bylo na skotský ostrov Hirta (638 ha) přivezeno 107 ovcí bez lidské populace. V letech 1948, 1961–1967 a 1985–1990 se počet ovcí pohyboval v rozmezí 600–1600. Množství potravy umožňuje rozmnožování ovcí v létě. Hlad je v zimě zabíjí. Klimatická sezónnost brání dosažení ekologické rovnováhy.

Podobně v australském vnitrozemí populace červených klokanů, i když se neustále množí, trpí velkými výkyvy způsobenými variabilitou dešťových srážek. Časová nepředvídatelná sucha zabraňují dosažení ekologické rovnováhy tím, že u těchto savců způsobují vysokou úmrtnost.

Jak se tomu vyhnout nebo si to ponechat?

V zájmu zachování biologické rozmanitosti, podpory udržitelného rozvoje a zachování kvality životního prostředí by obecně bylo ideálním řešením co nejméně změnit situace ekologické rovnováhy nebo nerovnováhy v přírodě..

Lidstvo se vyznačuje vytvářením a udržováním rozsáhlých umělých ekosystémů bez ekologické rovnováhy. V těchto ekosystémech byly biotické složky určeny lidmi pro specifické účely, jako je zemědělská a živočišná výroba..

Plochy obsazené zemědělskými monokulturami nebo dobytkem a osázenými pastvinami patří mezi nejextrémnější příklady prostředí v ekologické nerovnováze, jaké planeta zná..

Neustálý růst lidské populace vyžaduje rozšiřování umělých ekosystémů na úkor přírodního světa. Proto bylo navrženo, že je nutné snížit tento růst prostřednictvím vzdělávání a dobrovolného plánování rodiny..

Dalšími doporučenými opatřeními by bylo snížení plýtvání potravinami a podpora spotřeby potravin rostlinného původu místo potravin živočišného původu, protože na jednotku hmotnosti vyrobené potraviny vyžaduje zemědělství méně prostoru než hospodářská zvířata.

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 filtrování a nerovnováhy životního prostředí s biogeografií s klimatickým rámcem komunity. Ecology, 96, 972-985.
  2. Crois, C. J., Burgess, T. I., Le Roux, J. J., Richardson, D. M., Slippers, B., Wingfield, M. J. 2017. Ekologická nerovnováha řídí hromadění hmyzích škůdců a patogenů v nepůvodních stromech. Rostliny AoB, 9 (1).
  3. Cuddington, K. 2001. Metafora a rovnováha „rovnováhy přírody“ v populační ekologii. Biology and Philosophy, 16, 463-479.
  4. DeAngelis, D. L., Waterhouse, J. C. 1987. Rovnovážné a nerovnovážné koncepty v ekologických modelech. Ekologické monografie, 57, 1-21.
  5. Grimm, V., Schmidt, E., Wissel, C. 1992. O aplikaci konceptů stability v ekologii. Ekologické modelování, 63, 143-161.
  6. Looman, J. 1976. Biologická rovnováha v ekosystémech 1. teorie biologické rovnováhy. Folia Geobotanica et Phytotaxonomica, 10, 337-448.
  7. Olszewski, T. D. 2012. Perzistence vysoké rozmanitosti v nerovnovážných ekologických komunitách: důsledky pro moderní a fosilní ekosystémy. Proceedings of the Royal Society B, 279, 230-236.
  8. Pianka, E. R. 1978. Evoluční ekologie. Harper & Row, New York.
  9. Ripple, W. J., Wolf, C., Newsome, T. M., Galetti, M., Alamgir, M., Crist, E., Mahmoud, M. I., Laurance, W. F. a 15 364 vědců ze 184 zemí. 2017. Varování světových vědců pro lidstvo: druhé upozornění. BioScience, 67, 1026-1028.
  10. Rohde, K. 2005. Nerovnovážná ekologie. Cambridge University Press, Cambridge.

Zatím žádné komentáře