Das ökologisches Gleichgewicht ist definiert als ein Zustand, der in ökologischen Gemeinschaften in Ökosystemen beobachtet werden kann, in denen die Zusammensetzung und Häufigkeit von Arten über lange Zeit relativ stabil bleibt.
Die Idee eines natürlichen Gleichgewichts ist Teil vieler philosophischer Systeme und Religionen. Es gibt diejenigen, die die Hypothese von Gaia unterstützen, wonach die Biosphäre als ein System fungieren würde, das als Überorganismus das globale ökologische Gleichgewicht koordiniert aufrechterhält.
Der Begriff des ökologischen Gleichgewichts unterstützt viele umweltschonende Einstellungen in der Öffentlichkeit. Ökologen denken lieber in Bezug auf den Erhalt der biologischen Vielfalt, die nachhaltige Entwicklung und die Umweltqualität.
Stabile Ökosysteme, in denen ein klares ökologisches Gleichgewicht besteht oder zu bestehen scheint, sind in der Natur im Überfluss vorhanden. Aus diesem Grund treten sie in der wissenschaftlichen und populären Literatur prominent auf. Es gibt jedoch auch instabile Ökosysteme, denen historisch weniger Beachtung geschenkt wurde.
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Das ökologische Gleichgewicht ist das Ergebnis der Fähigkeit ökologischer Gemeinschaften, durch einen Prozess der ökologischen Nachfolge allmählich ihre ursprüngliche Stabilität oder ihren ökologischen Höhepunkt wiederherzustellen, der aufgrund einer Störung verloren gegangen ist, sei es umweltbedingt, biotisch oder menschlich Zusammensetzung und Häufigkeit der Arten.
Der Begriff „ökologische Nachfolge“ bezieht sich auf den Prozess des Richtungswechsels in einer Gemeinde, nachdem sie eine größere Störung erlitten hat. Diese Veränderung erfolgt stufenweise und drückt sich in der Zusammensetzung und Häufigkeit der Arten aus, die dazu neigen, ihre Vielfalt zu erhöhen. Die ökologische Nachfolge wurde in Pflanzengemeinschaften eingehend untersucht.
Wenn eine Gemeinschaft die Phasen der ökologischen Nachfolge durchläuft, gilt sie als aus dem Gleichgewicht geraten. Nach Erreichen des Endstadiums der Nachfolge oder des ökologischen Höhepunkts ist die Zusammensetzung der Gemeinschaft stabil, weshalb davon ausgegangen wird, dass sie sich in einem relativen Gleichgewichtszustand befindet.
Das ökologische Gleichgewicht ist ein dynamischer stationärer Zustand (Homöostase). Das Feedback zwischen den Populationen kompensiert kontinuierlich und dämpft geringfügige Änderungen in der Zusammensetzung und der Bevölkerungszahl der Gemeinschaft, die durch abiotische und biotische Faktoren verursacht werden. Infolgedessen kehrt die Community zu ihrem ursprünglichen Erscheinungsbild zurück.
Das ökologische Gleichgewicht ist das Produkt der dynamischen Wechselwirkung zweier Arten von Faktoren. Erstens äußere Störungen, die durch Ereignisse von normalerweise kurzer Dauer dargestellt werden und Veränderungen in der Zusammensetzung und im Artenreichtum verursachen..
Zweitens die Neutralisierung dieser Veränderungen durch ökologische Wechselwirkungen zwischen den Bevölkerungsgruppen, aus denen die Gemeinschaft besteht.
Externe Störungen können biotische Faktoren sein, die episodisch wirken. Zum Beispiel das Auftreten von wandernden Arten wie Heuschreckenplagen in Afrika oder Krankheitserregern, die Epidemien verursachen.
Störungen können auch plötzliche abiotische Faktoren wie Hurrikane, Überschwemmungen oder Brände sein..
Die ökologischen Wechselwirkungen, die das Vorhandensein eines ökologischen Gleichgewichts bestimmen, umfassen direkte Wechselwirkungen (Fleischfresser / Beute, Pflanzenfresser / Pflanze, Bestäuber / Blumen, Frugivore / Früchte, Parasit / Wirt) und indirekte Wechselwirkungen (Beispiel: Fleischfresser / Pflanze) zwischen den Populationen, aus denen sich die Populationen zusammensetzen jede Gemeinschaft.
Infolge der Rückkopplungseffekte, die diesen Wechselwirkungen inhärent sind, wird die Änderung der Größe einer Population korrigiert und kehrt zu ihrem Gleichgewichtsniveau zurück, bei dem die Schwankungen in der Anzahl der Individuen minimal sind..
Rückkopplungseffekte sind in sehr unterschiedlichen Ökosystemen wie tropischen Regenwäldern und Korallenriffen sehr komplex und daher besonders anfällig für Störungen durch menschliches Handeln..
Während des ökologischen Gleichgewichts erreichen die Gemeinschaften eine relative Stabilität oder einen stabilen Zustand in Bezug auf Artenzusammensetzung und -häufigkeit. Diese Stabilität wird anhand von vier Haupteigenschaften definiert: Konstanz, Beständigkeit, Belastbarkeit und Beständigkeit. Letzteres wird auch als Trägheit bezeichnet.
Konstanz ist die Fähigkeit, unverändert zu bleiben. Widerstand ist die Fähigkeit, durch äußere Störungen oder Einflüsse unverändert zu bleiben. Belastbarkeit ist die Fähigkeit, nach einer Störung in den ursprünglichen stationären Zustand zurückzukehren. Beharrlichkeit ist die Fähigkeit der Bevölkerung, sich im Laufe der Zeit zu erhalten.
Die Konstanz kann durch Standardabweichung oder jährliche Variabilität gemessen werden. Widerstand durch Empfindlichkeit oder Pufferkapazität. Belastbarkeit durch Rückkehrzeit oder die Größe der Abweichung, die diese Rückkehr ermöglicht. Persistenz über die mittlere Zeit bis zum Aussterben einer Bevölkerung oder andere irreversible Veränderungen.
Beispielsweise kann ein Ökosystem, das zyklisch um einen Zustand oszilliert, wie das in den Lotka-Volterra-Gleichungen beschriebene, um die Wechselwirkung zwischen Raubtieren und Beute zu beschreiben, als belastbar und beständig klassifiziert werden.
Es kann jedoch nicht als konstant und widerstandsfähig angesehen werden. In einem solchen Fall sind zwei Bedingungen erfüllt, die es ermöglichen, ihn als stabil zu betrachten.
Die Annahme des Wettbewerbs zwischen Arten spielt eine wichtige Rolle im Konzept des ökologischen Gleichgewichts. Diese Annahme geht davon aus, dass in Gemeinschaften ein Gleichgewicht zwischen Produktivität und Atmung, Energiefluss nach innen und außen, Geburten- und Sterblichkeitsraten sowie direkten und indirekten Wechselwirkungen zwischen Arten besteht..
Die Annahme eines Wettbewerbs zwischen Arten setzt auch voraus, dass selbst in Gemeinden, die sich nicht im ökologischen Höhepunkt befinden, wahrscheinlich ein gewisses Maß an ökologischem Gleichgewicht besteht und dass auf ozeanischen Inseln ein Gleichgewicht zwischen Einwanderung und Aussterben ökologisch gleichwertiger Arten besteht..
Das Überleben der Arten, aus denen eine Population besteht, hängt von der Persistenz derselben Art auf der Ebene der Metapopulation ab. Der Austausch von Individuen und die Wiederbesiedlung zwischen Populationen derselben Art, die in nahe gelegenen Gemeinden leben, erhalten die genetische Vielfalt und ermöglichen es, das lokale Aussterben zu beheben.
Auf der Ebene der Metapopulation impliziert das Überleben: a) Populationen, die in diskreten Mikrohabiten verteilt sind; b) Mikrohabitate, die nahe genug sind, um sich von anderen Mikrohabitaten neu besiedeln zu können; c) größere Wahrscheinlichkeit des Aussterbens auf Bevölkerungsebene als auf Metapopulationsebene; und d) geringe Wahrscheinlichkeit des gleichzeitigen Aussterbens in allen Mikrohabitaten.
Betrachten Sie den Fall von Wölfen, die nach vielen Jahrzehnten der Ausrottung durch Viehzüchter wieder in den Yellowstone-Nationalpark in den Vereinigten Staaten eingeführt wurden, um das ökologische Gleichgewicht wiederherzustellen, das durch die Überbevölkerung großer pflanzenfressender Säugetiere verloren gegangen ist..
Das anfängliche Wachstum der Wolfspopulation verringerte die Populationen pflanzenfressender Säugetiere dramatisch, was wiederum die Populationsgröße der ersteren einschränkte (weniger Pflanzenfresser bedeuten, dass viele Wölfe nicht genug Futter haben und verhungern oder keine Welpen produzieren)..
Das niedrigere und stabilere Niveau der Pflanzenfresserpopulationen dank des Vorhandenseins auch stabiler Wolfspopulationen ermöglichte das Wiederauftauchen der Wälder. Dies wiederum ermöglichte die Wiederbesiedlung von Yellowstone durch eine große Anzahl von Arten von Waldvögeln und Säugetieren. Auf diese Weise hat der Park seine ursprüngliche Pracht und Artenvielfalt wiedererlangt..
Andere Beispiele für Gemeinschaften in einem offensichtlichen ökologischen Gleichgewicht finden sich in Nationalparks und Meeresschutzgebieten, in denen die Gesetze, die sie schützen, durchgesetzt werden, oder in abgelegenen Gebieten mit geringer menschlicher Dichte, insbesondere wenn die Einwohner Ureinwohner sind, die nur wenig von modernen Technologien Gebrauch machen.
Die derzeitige Rate der Umweltzerstörung übersteigt bei weitem die Fähigkeit der Ökosysteme, ihr natürliches ökologisches Gleichgewicht wiederherzustellen.
Die Situation ist nicht nachhaltig und kann nicht lange andauern, ohne die Menschheit ernsthaft zu schädigen. Der Verlust der biologischen Vielfalt macht es zunehmend schwieriger, Arten zu finden, um natürliche Gemeinschaften und Ökosysteme wieder aufzubauen.
Zum ersten Mal in seiner Geschichte ist die Menschheit drei gefährlichen Störungen auf planetarischer Ebene ausgesetzt: 1) Klimawandel, einer der offensichtlichsten Facetten ist die globale Erwärmung; 2) Verschmutzung und Versauerung der Ozeane; und 3) ein enormer Verlust der globalen Artenvielfalt in beispielloser Geschwindigkeit.
Diese großen Störungen werden die jüngeren Mitglieder heutiger und künftiger Generationen stark treffen. Es wird eine große Anzahl von Klimaflüchtlingen geben. Die Fischereiressourcen werden sinken. Sie werden eine Welt ohne viele der wilden Pflanzen- und Tierarten sehen, an die wir gewöhnt sind..
Zu diesem Thema wird empfohlen, die Arbeit von Ripple et al. (2017). Diese Autoren weisen darauf hin, dass es notwendig wäre, um den Übergang zu einem globalen ökologischen Gleichgewicht zu erreichen:
1) Schaffung von Naturschutzgebieten, die einen erheblichen Teil der terrestrischen und aquatischen Lebensräume des Planeten schützen.
2) Stoppen Sie die Umwandlung von Wäldern und anderen natürlichen Lebensräumen in Gebieten, die intensiv genutzt werden.
3) Wiederherstellung einheimischer Pflanzengemeinschaften in großem Umfang, insbesondere Wälder.
4) Besiedeln Sie große Regionen mit einheimischen Arten, insbesondere Top-Raubtieren.
5) Umsetzung von Maßnahmen zur Beseitigung von Defaunation, Ausbeutung und Handel mit bedrohten Arten sowie der globalen Krise, die durch den Verzehr von Wildtieren verursacht wird.
6) Reduzieren Sie Lebensmittelverschwendung.
7) Förderung des Verzehrs pflanzlicher Lebensmittel.
8) Verringerung des Bevölkerungswachstums durch Bildung und freiwillige Familienplanung.
9) Kinder in der Wertschätzung und dem Respekt der Natur erziehen.
10) Geldinvestitionen in Richtung positiver Umweltveränderungen lenken.
11) Design und Förderung umweltfreundlicher Technologien, Reduzierung der Subventionen für den Verbrauch fossiler Brennstoffe.
12) Verringerung der wirtschaftlichen Ungleichheit und Sicherstellung, dass Preise, Steuern und Anreize die Umweltkosten berücksichtigen.
13) Vereinige Nationen, um diese lebenswichtigen Ziele zu unterstützen.
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