DIRBTINĖ EKOSISTEMA: SAVYBĖS, TIPAI, VEIKSNIAI, PAVYZDŽIAI - APLINKA - 2025

Dirbtinė ekosistema yra tas, kurio biotinių komponentų buvo nustatyti žmonėms skirtų konkretiems tikslams, pavyzdžiui, žemės ūkio produkcijai. Juos reikia prižiūrėti kontroliuojamomis aplinkos sąlygomis.

Sąvoka ekosistema arba ekologinė sistema reiškia natūralų, pusiau natūralų ar dirbtinį vienetą, apimantį visas gyvas būtybes ar biotinius veiksnius tam tikroje srityje, kurie sąveikauja su fiziniais ir cheminiais jos aplinkos komponentais, arba abiotiniai veiksniai.

Šaltinis: pixabay.com

Ekosistemoms būdinga apibrėžta biotinių veiksnių įvairovė arba biologinė įvairovė, jų energijos ir maistinių medžiagų srautai jų biotinių ir abiotinių veiksnių viduje ir tarp jų. Jie gali būti klasifikuojami kaip natūralūs, pusiau natūralūs ir dirbtiniai.

Skirtingai nei dirbtinės, natūralios ekosistemos yra tos, kurių žmonės nepakeitė. Pusiau natūralios ekosistemos yra tos, kurios išlaiko didelę savo pirminės biologinės įvairovės dalį, nepaisant to, kad jas labai pakeitė žmonės.

charakteristikos

Dirbtinės ekosistemos pasižymi labai įvairiomis savybėmis, kurios skiriasi priklausomai nuo tikslo, kuriam jos buvo sukurtos. Apskritai, jie dalijasi šiais dalykais:

- Jų biologinė įvairovė yra mažesnė nei natūralių ir pusiau natūralių ekosistemų. Jo biotiniame komponente labai dominuoja svetimos rūšys arba egzotika, kurią įneša žmonės. Jie pristato supaprastintas maisto grandines. Net ir introdukuotų rūšių genetinė įvairovė yra labai maža.

- Žmogaus poreikių požiūriu, jie yra produktyvesni arba lengviau naudojami nei natūralios ekosistemos. Dėl šios priežasties jie leido nepaprastai išaugti pasaulio žmonių populiacijai.

- Dėl biologinės įvairovės nebuvimo ir natūralioms ekosistemoms būdingų savireguliacijos mechanizmų jie yra pažeidžiami degradacijos ir maro atakos bei praranda naudingumą žmonėms. Maistinių medžiagų perdirbimas yra labai ribotas.

- Jų atkaklumas priklauso nuo žmogaus įsikišimo. Atsisakius, jie linkę į procesą, vadinamą ekologine paeiliui, palaipsniui grįžti į natūralių ekosistemų būklę.

Atsižvelgiant į žmogaus įsikišimo laipsnį ir turimas kolonizuojančias rūšis, šis paskutinis procesas leidžia atgauti dalį pradinio sudėtingumo ir biologinės įvairovės.

Biotiniai veiksniai

Dirbtinėse ekosistemose augalus ir gyvūnus sudaro daugiausia tos rūšys, kurių nori žmonės. Originalios rūšys iš teritorijos pašalinamos, kad būtų sukurta erdvė norimoms rūšims arba būtų užtikrinta, kad pastarosios naudos monopolistinę naudą iš galimų abiotinių veiksnių.

Dirbtinėse ekosistemose kenkėjais laikomos vietinės ar introdukuotos rūšys, kurios grobia dėl norimų rūšių, arba konkuruojančios su jomis dėl abiotinių veiksnių, siekiant jas pašalinti arba bent jau sistemingai kontroliuoti.

Dirbtinėse ekosistemose žmonės toleruoja tų vietinių ar introdukuotų rūšių buvimą, kurios nedaro neigiamos įtakos norimoms rūšims. Kai kurios vietinės ar introdukuotos rūšys, kurios naudingos norimoms rūšims, pavyzdžiui, veikdamos kaip kenkėjų biologinės kontrolės priemonės, kartais skatina jų buvimą.

Žmonės yra labiausiai lemiantis dirbtinių ekosistemų biotinį veiksnį, nes jie yra atsakingi už jų sukūrimą ir palaikymą bei jų sekamą trajektoriją. Pvz., Dirbtinę ekosistemą, tokią kaip pasėlių laukas, žmonės gali paversti kitos rūšies dirbtine ekosistema, pavyzdžiui, miesto parku.

Abiotiniai veiksniai

Didelių dirbtinių ekosistemų abiotiniai veiksniai, tokie kaip klimatas ir dirvožemis, paprastai yra tokie patys kaip natūralių ekosistemų, buvusių prieš juos toje vietoje, kurioje jie užima.

Visiškai žmogaus kilmės abiotiniai veiksniai yra trąšos, pesticidai, cheminiai teršalai, šiluma, kurią sukuria elektra ir iškastinis kuras, triukšmas, plastikinės šiukšlės, šviesos tarša ir radioaktyviosios atliekos. Pastarųjų pavyzdžių yra Černobylio ir Fukušimos katastrofose.

Retą dirbtinės ekosistemos tipą sudaro uždaros ekologinės sistemos, tokios kaip kosminės kapsulės, kurios yra ekosistemos, kuriose neleidžiama keistis medžiagomis iš išorės. Šios ekosistemos paprastai yra nedidelio dydžio ir yra skirtos eksperimentams.

Uždarose ekologinėse sistemose eksperimentatorius nustato abiotinius veiksnius. Jei siekiama išlaikyti žmonių ar gyvūnų gyvybes, atliekos, tokios kaip anglies dioksidas, išmatos ir šlapimas, yra abiotiniai veiksniai, kurie, dalyvaujant autotrofiniam organizmui, turi būti paversti deguonimi, vandeniu ir maistu.

Tipai ir tikri pavyzdžiai

Dirbtinės ekosistemos gali būti klasifikuojamos įvairiais būdais. Dažniausiai klasifikuojama padalijant juos į sausumos ir vandens telkinius. Tačiau taip pat galima juos suskirstyti į miesto, priemiesčio ir užmiesčio arba atvirą ir uždarą.

Žinoma, taip pat galima sujungti šias klasifikacijas, kad būtų galima tiksliai apibūdinti. Taigi, pavyzdžiui, būtų atvira miesto sausumos dirbtinė ekosistema arba uždara užmiesčio užmiesčio dirbtinė ekosistema.

Dirbtinės sausumos ekosistemos

Jie yra labai paplitę, nes žmonės yra sausumos organizmai. Didžiausią plotą užima vadinamosios agroekosistemos, tarp kurių yra žemės ūkio ir gyvulininkystės ūkiai.

Agroekosistemų svarba yra tokia didelė, kad ekologijoje yra subdisciplina, vadinama agroekologija, kuri tiria auginamų augalų ir naminių gyvūnų ryšį su negyva aplinka.

Taip pat svarbūs valstybiniai ir privatūs parkai ir sodai. Kadangi jiems reikalinga nuolatinė priežiūra, pavyzdžiui, pašalinant vadinamąsias piktžoles, parkai ir sodai parodo, kad dirbtinėms ekosistemoms būdingas savireguliacijos ir savęs išsaugojimo negalėjimas.

Miestai taip pat yra dirbtinės ekosistemos, kurios sparčiai plečiasi, dažnai agroekosistemų sąskaita.

Kiti dirbtinių sausumos ekosistemų pavyzdžiai yra miško plantacijos medienai ir minkštimui gaminti popieriaus, kiaulių ir paukštininkystės ūkiuose, šiltnamiai daržovėms, ankštiniams augalams ir gėlėms gaminti, zoologijos sodai, golfo aikštynai, varliagyvių ir nariuotakojų roplių veisimo terariumai.

Dirbtinės vandens ekosistemos

Mes visi girdėjome apie akvariumus, ryžių padėklius, drėkinimo kanalus, upių kanalus, hidroponiką, rezervuarus, žuvų ir krevečių akvakultūros tvenkinius, miesto ir žemės ūkio tvenkinius, plūduriuojančius narvus jūros žuvų akvakultūrai ir sutarčių dėl oksidacijos tvenkinius. nuotekų. Tai yra dirbtinių vandens ekosistemų pavyzdžiai.

Žmogaus atliekamas hidrosferos arba planetos dalies, kurią užima vandenynai, ežerai, upės ir kiti vandens telkiniai, pakeitimas tyčia ar netyčia sukuria dirbtines ekosistemas yra labai ekologinė ir ekonominė.

Mūsų išlikimas yra labai svarbus priklausomumui nuo vandens telkinių, vandens augalų ir gyvūnų, taip pat jų ekologinėms funkcijoms. Hidrosferoje gyvena labai turtinga biologinė įvairovė, ji teikia maistą, deguonį prisotina atmosferą ir tarnauja poilsiui ir turizmui.

Jūros ir upių užteršimas plastiku ir visų rūšių atliekų begalybė sukuria autentiškas dirbtines ekosistemas, kurių biologinė įvairovė yra labai sumažinta, pavyzdžiui, didelę šiukšlių salą Ramiajame vandenyne, kuri jau tris kartus didesnė už Prancūziją. Manoma, kad iki 2050 m. Planetos vandenynai turės daugiau plastiko nei žuvys.

Uždaros dirbtinės ekosistemos

Žemę kaip visumą galima laikyti uždara ekologine sistema, vadinama ekosfera. Dėl stipraus ir augančio žmogaus pakitimo, kuris, be kita ko, sukelia nenormalius klimato pokyčius ir sukels milijonų rūšių praradimą, ekosfera galėtų tapti uždara dirbtine ekologine sistema.

Žmonės eksperimentavimo tikslais sukūrė uždaras ekologines sistemas. Be kapsulių ir kosminių laboratorijų, prie jų priskiriamos ir tos, kurios buvo sukurtos projektuose („Biosphere 2“, MELiSSA ir „BIOS-1“, „BIOS-2“, „BIOS-3“), siekiant eksperimentuoti su gyvenimo palaikymu aplinkos izoliacijos sąlygomis. .

Labai mažu mastu terariumai ir akvariumai gali būti naudojami kuriant uždaras dirbtines ekosistemas, kuriose laikomi augalai ir gyvūnai. Uždaras indas ar butelis, kuriame yra maisto ar gėrimų, užterštų mikroorganizmais, taip pat yra uždarų dirbtinių ekosistemų pavyzdžiai.

Aktualumas antžeminio gyvenimo ateičiai

Dirbtinės ekosistemos, užimdamos didelius plotus, ypač atogrąžų regionuose, kuriuose gausu biologinių endemų, labai praranda biologinę įvairovę. Šią problemą iliustruoja Afrikos palmių plantacijų bumas Indonezijoje ir sojos pupelių bei gyvulių auginimas Amazonijoje.

Žmonių populiacijos augimui reikalingas nuolatinis dirbtinių ekosistemų plėtimasis natūralaus pasaulio sąskaita.

Iš dalies šią plėtrą būtų galima sumažinti pagerinus esamų dirbtinių ekosistemų produktyvumą ir pakeitus vartojimo įpročius (pavyzdžiui, valgant mažiau mėsos produktų), siekiant sumažinti žmogaus pėdsaką.

Dirbtinėms ekosistemoms trūksta savireguliacijos galimybių. Tai taip pat būtų taikoma ekosferai, jei ji taptų gigantiška dirbtine ekosistema, turinčia katastrofiškų padarinių ne tik dėl milijono rūšių išnykimo, bet ir dėl paties žmogaus išgyvenimo.

Tvarus naudojimas, ty natūralių išteklių naudojimas mažesniu nei jų atsinaujinimo laipsniu, reiškia, kad reikia padaryti viską, kas įmanoma, kad būtų išsaugota kuo daugiau unikalių natūralių ekosistemų ir kad dirbtinės ekosistemos išlaikytų kai kurias savybes. pusiau natūralių ekosistemų gerybinės sąlygos.

Nuorodos

1. Chapinas, FS III, Matson, PA, Vitousek, PM Sausumos ekosistemos ekologijos principai. „Springer“, Niujorkas.
2. Clifford, C., Heffernan, J. 2018. Dirbtinės vandens ekosistemos. Vanduo, 10, dx.doi.org/10.3390/w10081096.
3. Fulget, N., Poughon, L., Richalet, J., Lasseur, C. 1999. Melissa: dirbtinės ekosistemos visuotinės kontrolės strategija, naudojant pirmuosius principinius skyrių modelius. Pažanga kosminių tyrimų srityje, 24, 397–405.
4. Jørgensen, SE, ed. 2009. Ekosistemos ekologija. Elsevieras, Amsterdamas.
5. Korner, C., Arnone, JA Ill. 1992. Atsakas į padidėjusį anglies dioksido kiekį dirbtinėse atogrąžų ekosistemose. Science, 257, 1672-1675.
6. Molles, M. 2013. Ekologija: sąvokos ir taikymo būdai. McGraw-Hill, Niujorkas.
7. Nelsonas, M., Pechurkinas, N. S, Allenas, JP, Somova, LA, Gitelsonas, JI 2009. Uždaros ekologinės sistemos, kosminio gyvenimo palaikymas ir biosferos. In: Wang, LK, red. Aplinkos inžinerijos vadovas, 10 tomas: Aplinkos biotechnologijos. „Humana Press“, Niujorkas.
8. Quilleré, I., Roux, L., Marie, D., Roux, Y., Gosse, F., Morot-Gaudry, JF 1995. Dirbtinė produktyvi ekosistema, pagrįsta žuvų / bakterijų / augalų asociacija. 2. Spektaklis. Žemės ūkis, ekosistemos ir aplinka, 53, 9–30.
9. „Ripple“, WJ, Vilkas, C., „Newsome“, TM, „Galetti“, M., Alamgir, M., Crist, E., Mahmoud, MI, Laurance, WF ir 15 364 mokslininkai iš 184 šalių. Pasaulio mokslininkų perspėjimas žmonijai: antras pranešimas. BioScience, 67, 1026-1028.
10. Rönkkö, M. 2007. Dirbtinė ekosistema: kylanti dinamika ir gyvenimiškos savybės. Dirbtinis gyvenimas, 15, 159–187.
11. Savard, J.-PL, Clergeau, P., Mennechez, G. 2000. Bioįvairovės sampratos ir miesto ekosistemos. Kraštovaizdžio ir miesto planavimas, 48, 131–142.
12. Swenson, W., Wilson, DS, Elias, R. 2000. Dirbtinis ekosistemos pasirinkimas. JAV Nacionalinės mokslų akademijos leidiniai, 97, 9110–9114.