Vlastnosti umělého ekosystému, typy, faktory, příklady

2628
Anthony Golden

umělý ekosystém Je to ten, jehož biotické složky byly určeny lidmi pro konkrétní účely, jako je zemědělská výroba. Vyžadují údržbu v kontrolovaných podmínkách prostředí.

Termín ekosystém nebo ekologický systém označuje přirozenou, polopřirozenou nebo umělou jednotku, která zahrnuje všechny živé bytosti nebo biotické faktory v dané oblasti, které interagují s fyzikálními a chemickými složkami jejího prostředí, nebo s abiotickými faktory..

Zdroj: Dreamstime.com

Ekosystémy se vyznačují definovanou rozmanitostí biotických faktorů nebo biodiverzity a svými vlastními vzory toku energie a živin uvnitř a mezi svými biotickými a abiotickými faktory. Mohou být klasifikovány jako přírodní, polopřirozené a umělé.

Na rozdíl od umělých jsou přírodními ekosystémy ty, které lidé nezjistili znatelně. Polopřirozené ekosystémy jsou ty, které si zachovávají významnou část své původní biologické rozmanitosti, přestože byly člověkem významně pozměněny.

Rejstřík článků

  • 1 Funkce
  • 2 Biotické faktory
  • 3 Abiotické faktory
  • 4 Typy a skutečné příklady
    • 4.1 Pozemní umělé ekosystémy
    • 4.2 Umělé vodní ekosystémy
    • 4.3 Uzavřené umělé ekosystémy
  • 5 Relevance pro budoucnost pozemského života
  • 6 Reference

Vlastnosti

Umělé ekosystémy mají širokou škálu charakteristik, které se liší podle účelu, pro který byly navrženy. Obecně sdílejí následující:

- Poskytují nižší biologickou rozmanitost než biologická rozmanitost přírodních a polopřirozených ekosystémů. V jeho biotické složce silně dominují cizí nebo cizí druhy zavlečené lidmi. Představují zjednodušené potravinové řetězce. Genetická rozmanitost je velmi nízká, dokonce i u introdukovaných druhů.

- Z hlediska lidských potřeb jsou produktivnější nebo snadněji použitelné než přírodní ekosystémy. Z tohoto důvodu umožnily obrovský růst světové lidské populace.

- Jsou náchylní k degradaci a jsou napadeni škůdci, se ztrátou užitečnosti pro člověka kvůli absenci biologické rozmanitosti a samoregulačním mechanismům charakteristickým pro přírodní ekosystémy. Recyklace živin je velmi omezená.

- Z hlediska své vytrvalosti závisí na lidském zásahu. Když jsou opuštěni, mají tendenci se v procesu zvaném ekologická sukcese postupně vracet do stavu přírodních ekosystémů..

V závislosti na stupni lidského zásahu a dostupných kolonizujících druzích umožňuje tento poslední proces obnovit část původní složitosti a biologické rozmanitosti..

Biotické faktory

V umělých ekosystémech se rostliny a živočichové skládají převážně z druhů, které si lidé přejí být přítomny. Původní druhy z oblasti jsou odstraněny, aby se vytvořil prostor pro požadovaný druh nebo aby se zajistilo, že tyto druhy budou monopolisticky těžit z dostupných abiotických faktorů..

V umělých ekosystémech se za škůdce považují původní nebo introdukované druhy, které loví požadované druhy nebo s nimi soutěží o abiotické faktory, jejichž cílem je jejich eliminace nebo alespoň jejich systematické ovládání..

V umělých ekosystémech lidé tolerují přítomnost původních nebo introdukovaných druhů, které neovlivňují negativně požadovaný druh. V případě určitých původních nebo introdukovaných druhů, které prospívají požadovaným druhům, například tím, že působí jako biokontroléry škůdců, je jejich přítomnost někdy podporována.

Lidé jsou nejvíce určujícím biotickým faktorem umělých ekosystémů, jsou zodpovědní za jejich vytváření a údržbu a za trajektorii, po které jdou. Například umělý ekosystém, jako je pole s plodinami, může člověk přeměnit na jiný typ umělého ekosystému, jako je městský park..

Abiotické faktory

Abiotické faktory rozsáhlých umělých ekosystémů, jako je klima a půda, jsou obvykle stejné jako faktory přírodních ekosystémů, které jim předcházely v oblasti, kterou zabírají..

Mezi abiotické faktory zcela lidského původu patří hnojiva, pesticidy, chemické znečišťující látky, teplo generované spotřebou elektřiny a fosilních paliv, hluk, plastový odpad, světelné znečištění a radioaktivní odpad. Příkladem toho jsou katastrofy v Černobylu a Fukušimě.

Vzácný typ umělého ekosystému tvoří uzavřené ekologické systémy, jako jsou vesmírné kapsle, což jsou ekosystémy, ve kterých není povolena výměna materiálu s vnějškem. Tyto ekosystémy jsou obecně malé a jsou určeny k experimentálním účelům..

V uzavřených ekologických systémech určuje abiotické faktory experimentátor. Pokud je cílem zachovat lidský nebo zvířecí život, jsou odpady, jako je oxid uhličitý nebo výkaly a moč, abiotickými faktory, které se za účasti autotrofního organismu musí přeměnit na kyslík, vodu a potraviny..

Typy a skutečné příklady

Umělé ekosystémy lze klasifikovat mnoha způsoby. Nejběžnější klasifikace je rozděluje na suchozemské a vodní. Je však také možné je rozdělit na městské, příměstské a mimoměstské nebo otevřené a uzavřené.

Samozřejmě je také možné kombinovat tyto klasifikace k dosažení přesných charakterizací. To by například mělo otevřený městský suchozemský umělý ekosystém nebo uzavřený vodní mimoměstský umělý ekosystém..

Umělé suchozemské ekosystémy

Jsou velmi časté, protože lidé jsou pozemské organismy. Největší plochu zabírají takzvané agroekosystémy, mezi nimiž jsou zemědělské a živočišné farmy.

Význam agroekosystémů je tak velký, že v ekologii existuje subdisciplína zvaná agroekologie, která studuje vztahy pěstovaných rostlin a domácích zvířat s neživým prostředím..

Důležité jsou také veřejné a soukromé parky a zahrady. Díky své potřebě neustálé péče, jako je odstraňování takzvaných plevelů, parky a zahrady demonstrují neschopnost samoregulace a sebezáchovy typické pro umělé ekosystémy..

Města jsou také umělými ekosystémy, které jsou v explozivní expanzi, často na úkor agroekosystémů.

Dalšími příklady umělých suchozemských ekosystémů jsou lesní plantáže na produkci dřeva a buničiny pro papírenské, vepřové a drůbežářské farmy, skleníky na produkci zeleniny, luštěnin a květin, zoologické zahrady, golfová hřiště atd. A terária pro chov obojživelníků a členovci plazi.

Umělé vodní ekosystémy

Všichni jsme slyšeli o akváriích, rýžových polích, zavlažovacích kanálech, říčních kanálech, hydroponii, nádržích, rybnících pro akvakulturu ryb a krevet, městských a zemědělských rybnících, plovoucích klecích pro akvakulturu mořských ryb a oxidačních rybnících pro smlouvu na splašky. Toto jsou příklady umělých vodních ekosystémů.

Změny hydrosféry nebo části planety obsazené oceány, jezery, řekami a jinými vodními plochami člověkem, aby záměrně nebo náhodně vytvořily umělé ekosystémy, mají velký ekologický a ekonomický význam..

Naše závislost na vodních útvarech a vodních rostlinách a zvířatech, jakož i jejich ekologické funkce, jsou pro naše přežití rozhodující. Hydrosféra má velmi bohatou biodiverzitu, poskytuje potravu, okysličuje atmosféru a slouží k rekreaci a turistice..

Znečištění moře a řek plasty a nesčetnými odpady všeho druhu vytváří autentické umělé ekosystémy se značně sníženou biologickou rozmanitostí, jako je například velký ostrov v Tichém oceánu, který je již třikrát větší než Francie. Odhaduje se, že do roku 2050 budou oceány planety obsahovat více plastu než ryb.

Uzavřené umělé ekosystémy

Planetu Zemi jako celek lze považovat za uzavřený ekologický systém zvaný ekosféra. Kvůli silné a rostoucí lidské změně, která mimo jiné způsobuje abnormální změnu klimatu a povede ke ztrátě milionů druhů, by se mohla ekosféra stát uzavřeným umělým ekologickým systémem.

Lidé vytvořili uzavřené ekologické systémy pro experimentální účely. Kromě kapslí a vesmírných laboratoří sem patří i ty, které byly vyvinuty v projektech (Biosphere 2, MELiSSA a BIOS-1, BIOS-2, BIOS-3) s cílem experimentovat s podporou života v podmínkách izolace prostředí..

Ve velmi malém měřítku lze terária a akvária použít k vytvoření uzavřených umělých ekosystémů, v nichž jsou umístěny rostliny a zvířata. Uzavřená nádoba nebo láhev obsahující potraviny nebo nápoje kontaminované mikroorganismy také představují příklady uzavřených umělých ekosystémů..

Relevance pro budoucnost pozemského života

Když zabírají velké oblasti, zejména v tropických oblastech bohatých na biologické endemismy, způsobují umělé ekosystémy velkou ztrátu biologické rozmanitosti. Tento problém dokládá rozmach afrických palmových plantáží v Indonésii a pěstování sóji a hospodářských zvířat v Amazonii..

Růst lidské populace vyžaduje trvalé rozšiřování umělých ekosystémů na úkor přírodního světa.

Částečně by toto rozšíření mohlo být sníženo zlepšením produktivní účinnosti stávajících umělých ekosystémů a úpravou spotřebitelských návyků (například konzumace méně masných výrobků) za účelem snížení lidské stopy..

Umělým ekosystémům chybí schopnost samoregulace. To by se týkalo i ekosféry, pokud by se z ní stal gigantický umělý ekosystém s katastrofickými důsledky, nejen pokud jde o vyhynutí milionů druhů, ale i o samotné přežití člověka..

Udržitelné využívání, to znamená využívání přírodních zdrojů v míře nižší, než je jejich kapacita pro obnovu, znamená dělat vše pro to, aby se zachovalo co nejvíce jedinečných přírodních ekosystémů a aby si umělé ekosystémy zachovaly některé charakteristické vlastnosti neškodných vlastností přírodní ekosystémy.

Reference

  1. Chapin, F. S. III, Matson, P. A., Vitousek, P. M. Principy ekologie suchozemského ekosystému. Springer, New York.
  2. Clifford, C., Heffernan, J. 2018. Umělé vodní ekosystémy. Voda, 10, dx.doi.org/10.3390/w10081096.
  3. Fulget, N., Poughon, L., Richalet, J., Lasseur, C. 1999. Melissa: globální kontrolní strategie umělého ekosystému pomocí modelů prvních principů kompartmentů. Advances in Space Research, 24, 397-405.
  4. Jørgensen, S.E., ed. 2009. Ekologie ekosystému. Elsevier, Amsterdam.
  5. Korner, C., Arnone, J. A. Ill. 1992. Reakce na zvýšený oxid uhličitý v umělých tropických ekosystémech. Science, 257, 1672-1675.
  6. Molles, M. 2013. Ekologie: koncepty a aplikace. McGraw-Hill, New York.
  7. Nelson, M., Pechurkin, N. S, Allen, J. P., Somova, L. A., Gitelson, J. I. 2009. Uzavřené ekologické systémy, podpora vesmírného života a biosféry. In: Wang, L. K., ed. Příručka environmentálního inženýrství, svazek 10: Environmentální biotechnologie. Humana Press, New York.
  8. Quilleré, I., Roux, L., Marie, D., Roux, Y., Gosse, F., Morot-Gaudry, J. F. 1995. Umělý produktivní ekosystém založený na asociaci ryb / bakterií / rostlin. 2. Výkon. Zemědělství, ekosystémy a životní prostředí, 53, 9-30.
  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. Varování světových vědců pro lidstvo: druhé upozornění. BioScience, 67, 1026-1028.
  10. Rönkkö, M. 2007. Umělý ekosystém: emergentní dynamika a realistické vlastnosti. Umělý život, 13, 159-187.
  11. Savard, J.-P. L., Clergeau, P., Mennechez, G. 2000. Koncepty biologické rozmanitosti a městské ekosystémy. Krajinné a městské plánování, 48, 131-142.
  12. Swenson, W., Wilson, D. S., Elias, R. 2000. Výběr umělého ekosystému. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 97, 9110-9114.

Zatím žádné komentáře