Экосистемы — это биологические системы, состоящие из сообщества живых организмов (биоценоз) и инертной, но изменяющейся физической среды (биотоп). Внутри экосистемы формируются пищевые цепи и потоки энергии, а также внутри- и межвидовые отношения, которые модулируют окружающую среду и популяции. Все эти факторы необходимы для поддержания экологического баланса.
Экосистемы должны иметь возможность постоянно оставаться во времени, но также приспосабливаться к естественным изменениям с эффективностью и минимальными потерями. К сожалению, адаптивная потребность в этих системах резко возросла в последние столетия из-за быстрого роста людей и всего, что с этим связано. Узнайте с нами все, что вам нужно знать об экологическом балансе.
Что такое экологический баланс?
Термин «экологическое равновесие» — «баланс природы» по-английски — относится к набору теорий, в которых исследуется долгосрочное поддержание экосистем. Согласно этим постулатам, любая фиксированная экосистема поддерживается в постоянном равновесии (гомеостазе), и любое внешнее нарушение будет исправлено с помощью отрицательной обратной связи.
В экосистемных моделях каждое животное задумано как механизм, который максимально использует энергию для получения биомассы от других организмов. Другими словами, энергия — это «цена», которую живое существо платит за то, чтобы оставаться в окружающей среде, охотясь, добывая пищу или соревнуясь с другими видами за определенную нишу.
Согласно рыночным аналогиям, краткосрочное равновесие экосистемы достигается, когда все живые существа используют и требуют одинаковое количество энергии / биомассы во всех возможных нишах. Если вид становится слишком большим и возникает дисбаланс, ожидается, что его хищники также увеличатся, что могло бы регулировать дисбаланс с помощью отрицательной обратной связи, названной.
Экосистемное равновесие достигается, когда все виды одинаково «просят» и «отдают» в определенной среде.
Параметры устойчивости
Хотя все эти термины кажутся очень неземными, на самом деле есть параметры, позволяющие их количественно оценить. Как указывают профессиональные источники, это некоторые из значений, которые указывают на устойчивость экосистемы во времени:
- Инженерная устойчивость: По этому параметру система тем более жизнеспособна, чем меньше требуется для достижения исходного состояния после возмущения. Если она «способна» быстро решать проблемы, экосистема пострадает от изменений минимально.
- Стабильность дисперсии: изменение численности популяции вида с течением времени. Чем больше колеблется это значение, тем больше вероятность вымирания.
- Минимальная стабильность: минимальная глобальная плотность видов, в идеале далекая от 0. Другими словами, чем более стабильны и обширны живые популяции в экосистеме — в пределах «нормального», тем сложнее будет для негативного события привести к определенной части от окружающей среды до исчезновения.
- Устойчивость: экосистема является устойчивой, когда виды могут сохраняться, несмотря на внешние нарушения.
Все эти параметры отражают, что равновесие может быть легче достичь в одной экосистеме, чем в другой. В любом случае, чем хуже «здоровье» населяющих его популяций, тем больше вероятность того, что коллапс происходит после стихийного бедствия или беспокойства.
Взаимодействие хищника и жертвы
Экосистемный баланс также поддерживается в пищевых цепочках, поскольку ни одна открытая система не поддерживается без постоянного потока энергии. Чтобы объяснить взаимосвязь между добычей и хищниками в окружающей среде, уравнения Лотки-Вольтерра делают следующие допущения:
- У жертвы есть постоянный источник пищи. Поскольку хищные виды обычно являются травоядными, их предел численности не достигается из-за недостатка пищи.
- Количество пищи хищников полностью зависит от популяции жертвы.
- Скорость изменения численности населения прямо пропорциональна численности населения.
- Во время взаимодействия окружающая среда не меняется в пользу какой-либо из сторон.
- У хищников безграничные аппетиты, то есть они охотятся на все, что могут.
Хотя эти предположения выполняются не во всех случаях, они служат примером наиболее типичных моделей взаимодействия хищник / жертва. Проще говоря, уравнение постулирует, что чем больше плотин в системе, родится больше хищников, чтобы выследить их. Как только популяция жертвы сократится, избыток хищников умрет из-за недостатка пищи.
Согласно этому постулату, популяции хищников и жертв со временем демонстрируют пики и спады. Один вид всегда соответствует другому.
Агенты, нарушающие баланс экосистемы
Как вы понимаете, экосистема способна до определенной степени «поглощать» изменения и вариации, но когда ущерб слишком велик, компенсаторные механизмы могут перестать работать. Вот некоторые действия, особенно человеческого происхождения, которые могут нарушить баланс экосистемы.
Массивная вырубка деревьев
Как указывает газета El País, в 2017 году мир потерял 15,8 миллиона гектаров тропических лесов. Катастрофа учитывается сама по себе, если принять во внимание, что 80% наземной биомассы в виде углерода содержится в деревьях и растениях. Если такое количество растительного вещества вычитается из одной экосистемы, трофические цепи необратимо дестабилизируются.
Интродукция экзотических видов
Уравнение Лотки-Вольтерры может быть выполнено в системе, в которой обе стороны развивались в одной и той же среде в течение тысяч лет. В любом случае, если «жертва» попадает в экосистему, в которой у нее нет естественных хищников., экзотические виды будут нести очень опасный инвазионный потенциал.
Вид, адаптированный к чужой экосистеме, может расти в геометрической прогрессии, если он достаточно хорошо прижился. В этих случаях может быть нарушен баланс экосистемы и серьезно нарушены пищевые цепи.
Человеческие конструкции
Сельскохозяйственные угодья, города и промышленные зоны могут сами по себе стать микроэкосистемами, но они не приносят пользы для всей системы, в которой они были созданы. Перед построением экосистемы необходимо составить предыдущие планы и провести оценку воздействия на окружающую среду, так как это минимизирует ущерб и предотвращает потерю баланса.
Утрата видов
Экзотический вид в окружающей среде может быть опасным, но то же самое или хуже то, что уже было установлено, исчезает. Как указано в Красном списке МСОП, 28% оцениваемых видов находятся в опасности, следовательно, риску подвергаются многие экосистемы, особенно если исчезающие виды обеспечивают систему значительным количеством биомассы.
Экосистемы нельзя сломать
Как вы видете, термин «экологический баланс» несколько неземной, но его можно определить количественно, если принять во внимание некоторые числовые переменные, возникающие в результате взаимоотношений между живыми существами. Другими словами, можно сделать вывод, может ли среда оставаться стабильной с течением времени.
Согласно этим постулатам, экосистемы способны до некоторой степени «исправляться» после пагубных изменений, но они едва ли следуют темпам изменений, установленным людьми. Если производственные модели и то, как мы воспринимаем природу, не изменятся, нам, возможно, придется столкнуться с потерей среды, жизненно важной для нашего выживания в будущем.
