Ekosystém

Ekosystém ( starořecký οἶκος oikós , house 'a σύστημα sýstemakompilovaný “ „propojený“) je technický termín ekologických věd . Ekosystém se skládá ze společenství organismů několika druhů ( biocenóza ) a jejich neživého prostředí, které se označuje jako stanoviště , lokalita nebo biotop .

Termín ekosystém je používán v přírodních vědách v neodsuzující smyslu. V politice a každodenním životě se však často mluví, jako by ekosystémy samy o sobě stály za ochranu. Když k tomu dojde, nejsou obecně míněny ekosystémy, ale spíše specifické ekosystémy nebo biotopy, které jsou považovány za užitečné, cenné nebo stojí za ochranu.

Vymezení pojmu

Definice

Ekosystém je „dynamický komplex komunit tvořených rostlinami, živočichy a mikroorganismy a také jejich neživým prostředím, které na sebe vzájemně působí jako funkční jednotka“. Tato společná definice je použita v Úmluvě o biologické rozmanitosti . Následující definice ekologů jsou velmi podobné:

Ekologové vykládají povahu a vlastnosti ekosystému odlišně: někteří předpokládají jejich skutečnou existenci , kterou výzkumníci pouze objevují a popisují ( ontologický přístup). Většina badatelů je však považuje za abstrakce nejprve „vytvořené“ pozorovatelem , které musí být vhodné pro konkrétní účel, ale mohou být také definovány a vymezeny odlišně v jiném kontextu ( epistemologický přístup).

Pro ilustraci uvažujme konkrétní ekosystém, například jehličnatý les v severní Skandinávii, kde převládají borovice. Je to stále stejný ekosystém, pokud místo toho po několika letech roste výrazně více smrků než borovic? Co kdyby byl nejběžnější druh jehličnanu nahrazen jiným? Někteří ekologové tvrdí, že ekosystém se změnil v charakteru, když se jeho komunita v důsledku takové výměny druhů dramaticky změnila. Pro ostatní by to byl stále stejný systém jako jeho obecný tvar a důležité ekologické procesy, jako je prvovýroba, zůstaly zhruba stejné. Pro ně by to byl jen jiný systém, kdyby se změnily jeho funkční složky, tj. Toky energie a materiálu . Pro tyto ekology je druhové složení méně důležité.

Podobné výrazy

Soudržné rozsáhlé ekosystémy konkrétní oblasti jsou také označovány jako ekoregion nebo biome .

Základní typy rozsáhlých suchozemských a vodních ekosystémů jsou také známé jako biomy . Zde je třeba rozlišovat mezi vědeckým a běžným používáním pojmu ekosystém: Velká část toho, co je populárně označováno jako „ekosystém“, bude většinou odborně označována jako „ biome “. Termín biome sahá až do Frederic Edward Clements , ale byl formován dnes geobotanistou Heinrichem Walterem . Biomy (nebo jako menší jednotka: biogeocenózy) jsou empiricky a popisně odvozené úseky zemského povrchu, které lze charakterizovat určitým společenstvím (zejména: vegetací). Funkční aspekt eko „systému“ může posadit dozadu. Biomy lze považovat za ekosystémy, ale nemusí; jsou často brány čistě biogeograficky. Protože je však tento termín mimo odbornou veřejnost zcela neobvyklý, je v populárních publikacích obvykle používán pro „ekosystém“. Biomy, využívající příklad lesů, by byly například tropický deštný les , mírný deštný les , boreální jehličnatý les , subtropický les Hartlaub , vavřínový les , mírný (mírný), listnatý les.

Srovnatelné ekosystémy oddělených velkých oblastí, které jsou strukturovány podobným vzhledem, ale nikoli druhovým složením, lze kombinovat do abstraktních celků (např. Boreální jehličnatý les , poušť , step ). Podle toho, jak se na to díváte, odborná literatura mluvené o rostlinných nebo vegetačních formacích , vegetačních zónách , zonobiomech nebo eko-zónách .

Vlastnosti ekosystémů

Velikost a limity

Definice „ekosystému“ nezahrnuje žádné omezení určité velikosti (nezávislost na měřítku) bez ohledu na to, zda je tato velikost definována prostorově nebo funkčně. Ekosystémy proto mohou mít různé velikosti. Rozkládající se pařez lze chápat jako ekosystém; stejně tak les, ve kterém stojí pařez. Mnoho ekologů však používá termín ekosystém ve větším kontextu. Největší ekosystém je biosféra , která zahrnuje všechny suchozemské a vodní ekosystémy.

Jako otevřené systémy nemají ekosystémy ve srovnání se zbytkem biosféry žádné skutečné systémové hranice. Omezené ekosystémy jsou konstrukty vybrané zkoušejícím. Vymezení je tedy pragmatické rozhodnutí (na základě otázky, zájmu výzkumu nebo dostupného rozpočtu) a nemusí nutně odpovídat skutečnému vymezení v přírodě. V ideálním případě by měly být vybrány subsystémy, jejichž struktura vztahů uvnitř je významnější než navenek, tj. Které jsou spojeny se svým prostředím prostřednictvím co nejzákladnějších a co nejméně interakcí. Termín ekotop byl vytvořen pro prostorové vymezení a umístění ekosystému, což není mimo krajinnou ekologii příliš obvyklé.

Aby vědci lépe porozuměli vztahům, příležitostně v laboratoři konstruují značně zjednodušené ekosystémy, které obsahují jen několik druhů; k tomu se ustálil odborný termín „mikrokosmos“.

Vztahy

Systémový koncept implikuje funkční úvahu kauzálních vztahů, která přesahuje pouhý morfologický / topografický popis, zejména ve formě materiálových a energetických toků. Pokud je na část přírody pohlíženo jako na ekosystém, porozumění přirozeným zákonitostem a vztahům se často hledá vytvořením modelu reality. Takový model může být verbální, grafický nebo matematický. Při výzkumu ekosystémů se například většinou hledají kvantitativní modely, které lze vyjádřit matematickým jazykem. Některé aspekty ekosystémů lze vyjádřit pomocí systémů diferenciálních rovnic . Používají se také termíny z termodynamiky a statistické fyziky.

Mezi společenstvím organismu ekosystému existuje několik vzájemných vztahů a závislostí. Patří sem například trofické vztahy mezi různými typy ekosystému, jako je výměna látek mezi prvovýrobci a heterotrofní vazby v potravinovém řetězci ve formě symbiotických vztahů ( mykorhiza ), parazitismu a saprofilie .

Organismy biocenózy ovlivňují materiální cyklus a jsou ovlivněny abiotickými faktory . V botanice se jim říká lokační faktory .

Otevřenost, dynamika, složitost

Ve vědě se termín ekosystém používá jako poněkud fuzzy úroveň pozorování, která spojuje ekologii komunit s přístupy z teorie systémů a kybernetiky . Termín je však spíše paradigmatem, které předepisuje určitý úhel pohledu a nelze jej použít k predikci konkrétních vlastností výzkumného objektu. Někteří ekologové se tomuto výrazu dokonce zcela vyhýbají, protože z jejich pohledu je komunita a její ekologie pro zpracování dostačující; není tedy používán ve velmi rozšířené učebnici ekologie.

K popisu obecných vlastností ekosystémů se často používají následující termíny:

  • otevřený: Ekosystémy jsou otevřené systémy, které vyžadují tok energie systémem, aby udržely stav svého systému .
  • dynamické: ekosystémy obvykle nezůstávají v pevných bodech ve svém stavovém prostoru, ale dynamický vývoj probíhá v různých prostorových a časových měřítcích. Patří sem postupné procesy , ale také vývoj s uzavřenou fázovou prostorovou křivkou a mnoho dalších forem dynamiky. Kromě toho existují dlouhodobé samoorganizační a adaptační procesy, které mohou průběžně měnit ekosystém;
  • komplexní: ekosystémy mají biotické a abiotické prvky a struktury. Tyto struktury jsou navzájem propojeny prostřednictvím interakcí. S počtem interakcí realizovaných v systému se zvyšuje jeho složitost. Vztah mezi složitostí na jedné straně a stabilitou ekosystémů na straně druhé je aktivní výzkumnou oblastí ekologie.

Aplikaci termínu ekosystém na samotný úsek přírody však nelze použít k předpovědi konkrétních vlastností, struktur nebo procesů v úseku přírody. Ekosystémy mohou např. B. mít poměrně složitou nebo jednoduchou strukturu, chovat se stabilněji nebo nestabilněji, zůstat blízko stavu rovnováhy nebo se od něj vzdálit. Pohled jako ekosystém poskytuje pouze určitou analytickou perspektivu.

Funkční principy ekosystémů

Producenti a destruktoři v materiálovém cyklu. Jednoduchý model ekosystému

Při pohledu na organismy ekosystému jsou konkrétní druhy často abstrahovány a je zdůrazněna jejich funkční role v systému jako celku. To znamená, že na jednotlivé druhy se často v určitém smyslu pohlíží jako na zaměnitelné z hlediska jejich funkce. Organismy lze rozdělit podle jejich trofické funkce v systému jako

  • Prvovýrobci, kteří staví organické látky z anorganických látek a energie (sluneční světlo, chemická energie). Jedná se především o zelené rostliny, které fotosyntetizují a autotrofní bakterie a archea, které také mohou využívat chemickou energii;
  • Spotřebitelé, kteří se živí výrobci, jinými spotřebiteli nebo ničiteli . Zejména se týká zvířat včetně lidí . Spotřebitelé vydávají oxid uhličitý a více či méně energeticky bohaté organické látky: ( moč , výkaly , tělesné zbytky, vlasy a mrtvoly ). Spotřebitelé se dále dělí na konzumenty prvního řádu, býložravce (fytofágy nebo býložravce) a konzumenty vyšších řádů, souhrnně označované jako masožravci (masožravci). Nejdůležitějšími masožravci jsou lupiči ( dravci ).
  • Ničitelé , kteří rozkládají mrtvé producenty a konzumenty, jejich exkrementy nebo orgány (např. Stelivo a spadané listy) a nakonec je mineralizují, tj. Vrací je abiotickým látkám. Funkčně rozhodujícími ničiteli jsou zejména bakterie a houby .

Často se rozlišuje mezi dvěma subpotravinovými sítěmi . Základem obou potravinových sítí jsou zelené rostliny (nebo případně další prvovýrobci). Rostliny jsou zcela nebo částečně speciálními konzumenty, fytofágy (= býložravci ). spotřebováno. Stane se tak, když dub Spinner opustí dub sní škeble einstrudelt řas nebo muž mrkev jíst. Toto je web pro spotřebitelské potraviny. Často však vzniká velké množství odumřelého rostlinného materiálu, který je rozrušen ničiteli bez zásahu spotřebitelů. To umožňuje vybudování velmi velké komunity destruktorů. Tyto destruktory jsou zase z. B. sežrané druhy jedícími bakteriemi a houbami. Do této podpoložky patří mnoho prvoků , nematodů a oligochaet , ale také členovců, jako jsou roztoči rohové a jarní ptáci . Tyto organismy pak tvoří ničivou potravní síť.

Na jejich cestě ekosystémem lze sledovat různé látky. To platí například pro vodu a také pro jednotlivé chemické prvky (C, N, P atd.). Výzkum ekosystému zkoumající výsledné materiálové cykly a mapující je v materiálových diagramech a složitých modelech. Totéž platí pro tok energie . Termín „materiálový cyklus“ naznačuje, že mnoho látek je v ekosystému implementováno několikrát. To však závisí na typu ekosystému. Procento cyklu v lese je pro mnoho prvků poměrně vysoké. To platí zejména pro prvky, které nejsou pravidelně uvolňovány do atmosféry jako plyn . Naproti tomu ekosystém řeky je charakterizován konstantní, neopakující se propustností látek. Pokud vezmeme v úvahu geologická časová období, je patrné, že je z cyklu vyloučeno značné množství látek a prvků (možná stovky) milionů let (viz např. Vápenec , uhelná sloj ).

Ekosystémy se navzájem ovlivňují prostřednictvím toků informací , látek a energií. Výstavba a změna ekosystémů může mít silné důsledky na abiotické faktory. Jednotlivé mechanismy působení a jejich relativní význam jsou aktivní oblastí výzkumu. Například mořské ekosystémy ovlivňují svou materiální a energetickou bilancí atmosféru a tím i pozemské ekosystémy. Příkladem globálních vzájemných vztahů je nárůst skleníkového efektu a z toho vyplývající změna klimatu . Abychom z těchto znalostí získali praktický prospěch, musíme znát relativní sílu interakcí.

Termodynamická interpretace

Na ekosystémy (zejména entropie , disipace ) se dlouhodobě používají fyzikální termíny z termodynamiky , většinou jako analogie v kvalitativní formě. Asi 20 let se začíná etablovat odvětví výzkumu, jehož cílem je učinit termodynamické termíny hlouběji použitelné pro modelování a předpovídání ekosystémů.

Klíčovým termínem termodynamické interpretace je entropie (viz druhý termodynamický zákon ). Vývoj a udržování života probíhá daleko za termodynamickou rovnováhou . Jako fyzicky otevřené systémy mohou ekosystémy stavět složité struktury. Nízká entropie v biosféře je více než kompenzována zvýšením entropie v jejím (fyzickém) prostředí. To je možné pouze v prostředí, které je také daleko od rovnováhy. Ekosystém proto potřebuje jako pohon termodynamický gradient: Na jedné straně musí přijímat (energetické nebo materiální) zdroje zvenčí a na druhé straně musí vydávat „odpad“ s vyšší entropií, než má prostředky. Pro Zemi jako celek tento gradient sestává z velké části z rozdílu mezi vysokoenergetickým slunečním zářením a studeným vesmírem, do kterého je emitováno tepelné záření s nižší energií.

Produkci entropie ekosystému nelze měřit přímo, protože důležitá dílčí množství (především chemickou energii živé biomasy) nelze měřit (nebo: ani nelze uspokojivě definovat). Ekologové se snaží definovat různé velikosti, aby tento problém obešli. S těmito proměnnými by měla být možná obecná prohlášení o ekosystémech, která umožňují předpovědi o struktuře a vývoji ekosystémů. Důležité přístupy jsou: Ascendancy (zhruba: „Ascent“), Emergie (s „m“ uprostřed), Exergy a Eco-Exergy.

Kontrolní mechanismy

V ekologii je dnes stále kontroverzní, co nakonec řídí dynamiku a strukturu ekosystémů. Tradičně existují dva základní předpoklady:

  • Od zdola nahoru: Podle tohoto přístupu produkují prvovýrobci asi tolik biomasy, kolik jim umožňují jejich zdroje. Část z toho je k dispozici primárním spotřebitelům (býložravcům). Kvůli energetickým ztrátám nemohou využít více než 10% energie z potravin použitých k vybudování vlastní biomasy. To pokračuje v dalších trofických úrovních (spotřebitelé druhého, třetího ... řádu). Délka potravinového řetězce je omezena produktivitou, protože v určitém okamžiku již zbývající energie nestačí na další trofickou úroveň. Za zakladatele této teorie je považován limnolog Raymond L. Lindeman
  • Shora dolů: Podle tohoto modelu je biomasa a produkce zelených rostlin kontrolována a kontrolována býložravci. Bylinožravci by pro sebe dokázali využít víceméně celou biomasu. Jediný důvod, proč je svět tak zelený, je ten, že produkci býložravců kontrolují také dravci.

Alternativy nebo varianty těchto základních modelů existují ve velkém.

  • Novější model zdůrazňuje zvláštní roli environmentálních stresových faktorů ve struktuře druhů. V důsledku toho mají nepříznivé faktory životního prostředí větší dopad na spotřebitele než na výrobce (např. Protože prostředí se stává méně předvídatelné a silné výkyvy mají silnější účinky na druhy výše v potravinovém řetězci). V ekosystémech, které jsou pro organismy příznivé, by tedy byli spotřebitelé rozhodující. Za nepříznivých podmínek prostředí (a tedy nízké produktivity) by byla konkurence mezi závody rozhodující. Každý z těchto modelů má své stoupence v ekologické vědě. Bylo také navrženo velké množství kombinací základních modelů. (např.).

Časová dimenze ekosystémů

Jako přírodní systémy mají ekosystémy prostorový a časový rozměr. Na časové úrovni se člověk snaží porozumět změnám, které probíhají, tj. Dynamice systému, během výzkumu. Systémy mohou zůstat víceméně beze změn nebo podléhají (směrovaným nebo náhodným) změnám. Jelikož živé organismy mohou na změny reagovat, samoregulační procesy mohou probíhat v ekosystémech, na rozdíl od neživých systémů, což může ztěžovat předvídání reakce systému na změny. Pro holisticko-organickou myšlenkovou školu ve výzkumu mají tyto samoregulační procesy rozhodující význam; pro ně je proto ekosystém analogický živému organismu. Redukcionističtější mainstream vědy uznává vzorce a zákonitosti, které vedou k vývoji systémů, ale silný důraz na stálost vyplývající z metafory organismu nepovažuje za vhodný. Výzkum změn, které probíhají zcela chaotickým a neregulovaným způsobem, je možný, ale vědecky nepříliš produktivní, protože takto získané znalosti lze jen stěží zobecnit na cokoli mimo zkoumaný systém. Ekosystémový výzkum se proto většinou soustředí na víceméně konstantní systémy nebo alespoň na ty, jejichž změnu lze vysledovat zpětně k vysvětlujícím faktorům. Výchozím bodem výzkumu jsou tedy (jak to ve vědě obecně platí) vzory a zákonitosti v samotné přírodě.

Dynamika a stálost, stabilita

V mnoha zkoumaných ekosystémech nejsou po delší dobu pozorovány žádné významné změny; jsou v průběhu času stabilní. Stabilita je triviální, pokud se nezměnily faktory prostředí a abiotické složky systému. Zajímavější je, pokud si systém dokáže zachovat stabilitu, i když se mění vnější faktory. Výzkumu těchto vztahů dlouhodobě brání nejednoznačnost pojmu stability. Grimm a Wissel našli z. Například ve studii literatury 163 různých definic stability souvisí se 70 koncepty. Dnes (podle Pimm 1984) se obvykle rozlišuje mezi: perzistencí (v dlouhodobých pozorováních je pozorováno několik změn), odolností (systém se po narušení vrací do původního stavu), rezistencí (systém zůstává po dlouhou dobu beze změny v případě narušení).

Stabilita a stálost v ekosystémech závisí na uvažovaném prostorovém a časovém měřítku. Velikost populace druhu může např. B. kolísají rok od roku, ale zůstávají dlouhodobě stejní. Podmínky stability a stability ekosystémů, zejména spojení stability a složitosti, jsou aktivními výzkumnými obory v ekologických vědách. Tradiční názory, že ekosystémy jsou obvykle v ekologické rovnováze a že jejich stabilita se zvyšuje s nárůstem počtu druhů nebo biologické rozmanitosti, jsou stále více zpochybňovány asi 30 let.

Termín „vyrušování“

V časovém vývoji ekosystému je koncept narušení klíčovým pojmem. Bez poruch systém podléhá výhradně endogenní dynamice. B. k nim dochází prostřednictvím interakcí mezi příslušnými druhy. V této souvislosti je důležité, aby byl termín narušení v ekologii používán bez jakéhokoli hodnotového úsudku. Porucha sama o sobě není špatná; některé ekosystémy lze často udržovat pouze pravidelnými poruchami (viz níže).

Velikost populace může být regulována vztahovou strukturou na určité úrovni, nebo např. Může dojít k cyklickým výkyvům, například v důsledku zpožděných reakcí (například u savčích populací). Řízené, trvalé změny v systému se nazývají posloupnost . Porucha je faktor, který mění systém a působí mimo tento vnitřní vztah. Často se rozlišuje mezi vzácnými a závažnými poruchami (katastrofami) a menšími a opakujícími se poruchami. Termín porucha je také závislý na rozsahu, např. Například pojídání pasoucím se zvířetem lze vnímat jako narušení jedné rostliny, ale jako základní a systémový imanentní faktor pro luční ekosystém. White a Pickett se pokusili definovat chyby v absolutních číslech a Smith poskytuje definici extrémních klimatických událostí jako chyby. Časový rozvrh poruch nebo režimů narušení je určujícím faktorem pro mnoho ekosystémů, opakující se poruchy, jako je sekání nebo pastva v pastvinách, záplavy v lužních lesích, ale také katastrofické poruchy, jako jsou lesní požáry nebo bouře v lesních ekosystémech, mohou mít rozhodující dopad na strukturu a složení ekosystému.

Ohrožení a hodnocení ekosystémů

ocenění

„Ekosystém“ v biologicko-vědeckém smyslu je neutrální pojem. Mluvit o existenci určitého ekosystému nebo stabilitě jednoho z jeho států proto neznamená pozitivní zhodnocení na této koncepční úrovni; Úsilí o ochranu ekosystémů musí být odůvodněno samostatně. Přírodní věda nemůže takové odůvodnění poskytnout, protože je povinna vždy poskytovat bezcenné popisy a vysvětlení. Podmínky, které nastanou po zničení vysoce rozvinutého ekosystému, je třeba jako ekosystém řešit stejně jako počáteční podmínky, pokud se v nich stále vyskytuje nějaká forma života. Ekosystém má hodnotu pouze tehdy, pokud mu byl přidělen na základě hodnotového rozhodnutí lidmi. Jeden pohled je, že rozhodnutí o hodnotě je mimo přírodní vědy. Lze to podpořit vědeckými argumenty, ale nelze to odvodit z vědy ani z vědecky popsané přírody (srovnej k tomu: naturalistický klam , Humův zákon ).

Například zachování lidské civilizace, vyhýbání se utrpení, ochrana lidského života, zachování výrazné obyvatelnosti Země a zachování nebo zvýšení kvality života člověka jsou cíle, které nelze vědecky jednoznačně klasifikovat jako „ dobrý “: je to nutné, jedná se například o subjektivní hodnocení založené na etických nebo morálních koncepcích.

Ochrana pro účely ekosystémových služeb vs. ochrana přírody

Hodnoty, které jsou připisovány ekosystému, mohou souviset s jeho funkční úrovní, často pak hovoří o fungování ekosystému a ekosystémových službách (angl. Ecosystem services ). Údržba by například mohla být lesem s jeho rolí uhlíku -Speicherem při prevenci globálního oteplování , s jeho erozí -verhütenden rolí na strmých svazích nebo s jeho pozitivní rolí při tvorbě využitelné podzemní vody ospravedlněnou, a v neposlední řadě sklizenou tady dřevo nebo zabitá divoká zvěř.

Ekosystémové služby jsou často nahraditelné. Lze si představit, že s odpovídajícími technickými a finančními výdaji by mohl být CO 2 vstřikován do hlubokých vrstev hornin a tak stažen z atmosféry . Ochranu proti erozi lze rovněž nahradit travními porosty , ochranou podzemních vod pomocí technických filtrů nebo upravené povrchové vody. Ekonomické studie životního prostředí ukazují, že náklady na technickou náhradu jsou často tak vysoké, že by přírodní nebo blízké přírodní ekosystémy neměly být z ekonomických důvodů nedbale degradovány. Je také třeba mít na paměti, že použitelnost ekosystému lze také postupně stále více snižovat neustálými vlivy, které nelze v krátkodobém pohledu vidět. V rámci environmentální ekonomie se objevila speciální oblast pro studium ekosystémových služeb (viz studie TEEB ).

Ochrana přírodních ekosystémů do značné míry nestojí na této čistě funkční úrovni. Pokud chtějí lidé zachovat biodiverzitu určitých ekosystémů, obvykle tak nečiní z funkčních důvodů (i když existují lidé, kteří to chtějí zdůvodnit například zachováním neobvyklých přírodních látek jako základu pro nové drogy). Rozmanitost a složitost přírody zde mají spíše svou vlastní hodnotu. Ekonomové životního prostředí to zdůvodňují poněkud obtížně, protože nevstupují do univerzálního hodnotového média ekonomiky, tzn. H. Peníze, převádí. Alternativně se pokouší pochopit hodnotu tím, že se v průzkumech ptá, kolik peněz by respondenti byli ochotni dát na záchranu přírodních ekosystémů.

Lidské úsilí o vytvoření ekosystémů pro zachování samotné přírody, např. B. biologická rozmanitost, kterou je třeba chránit, je shrnuta jako ochrana přírody . Většina úsilí vynaloženého na funkční úrovni, tj. H. zaměřené na přímou použitelnost a ekosystémové služby jsou doménou ochrany životního prostředí .

Různá zdůvodnění a hodnoty, které se používají k ochraně ekosystémů, mohou být v rozporu. Použité ekosystémy se jejich používáním mění, a proto již nejsou zcela autonomní a přirozené. Dnes lze vzhledem ke globálním emisím z technických procesů předpokládat, že již prakticky neexistují žádné zcela neovlivněné přírodní krajiny . V této souvislosti ekologie rozděluje ekosystémy na takzvané stupně hemerobie podle stupně lidského (antropogenního) vlivu . Čím nižší je stupeň, tím nižší je antropogenní vliv. Často se rozlišuje mezi úplnou destrukcí a degradací ekosystémů v důsledku silných lidských vlivů. Nejintaktnější ekosystémové komplexy se nacházejí v oligohemerobních (téměř přírodních, mírně ovlivněných) oblastech divočiny světa. Biodiverzita používaných ekosystémů často klesá s rostoucí hemerobií, ale může se také zvyšovat. Pro suchozemské ekosystémy a jejich biologickou rozmanitost je ve střední Evropě zásadním problémem intenzifikace zemědělského využívání příznivých oblastí se současným opuštěním okrajových oblastí.Kulturní krajiny založené na tradičních formách využití, jako jsou vřesoviště a pastviny, se snaží zachovat ochranu přírody v důsledku na jejich biologickou rozmanitost. Omezuje tak jejich použitelnost pro lidi. Tyto konflikty se zhoršují v chudších zemích s rozsáhlými a na druhy bohatými ekosystémy, které jsou však jen stěží použitelné. Posledním argumentem pro jejich zachování je často jejich význam pro cestovní ruch z bohatých zemí. Stále častěji se také hovoří o přímých převodních platbách od bohatých k chudým národům.

Věda

V roce 2017 zveřejnilo více než 15 000 vědců naléhavé varování pro lidstvo , které dokazuje, že mnoho ekosystémových služeb je vážně ohroženo a že šance na jejich zachování jsou v současné době hodnoceny negativně.

Rychlá změna ekosystému („kolaps ekosystému“)

Log - log lineární vztah mezi prostorovou velikostí a dobou trvání 42 zkoumaných kolapsů ekosystému

V březnu 2020 vědci ukázali, že větší ekosystémy se mohou zhroutit úplně rychleji, než se dříve myslelo, Amazonský prales (na savanu) za ~ 50 a korálové útesy Karibiku za ~ 15 let.

Historie konceptu

Názor, že na živé bytosti a stanoviště je třeba pohlížet společně, lze ve vědě vysledovat až do 19. století, kdy John Scott Haldane napsal, že „části organismu a jeho okolí tvoří systém“. V roce 1928 hovořil lipský biolog a limnolog Richard Woltereck o „ekologických tvarových systémech“.

V roce 1935 britský biolog a geobotanik Arthur George Tansley vytvořil současný termín „ekosystém“ (ekosystém). Jeho definice „ekosystému“: „celý systém (ve fyzickém smyslu) zahrnující nejen komplex organismů, ale také celý komplex fyzikálních faktorů, které tvoří to, čemu říkáme prostředí - faktory prostředí v nejširším slova smyslu“. „(V systémech) ... v nejrozmanitějších formách v systému dochází k neustálé výměně, nejen mezi organismy, ale mezi organickými a anorganickými oblastmi.“ V této formě platí stále bez omezení. Jeho systémový koncept je koncept mentálně izolovaného částečně postaveného pozorovatele .

Bezprostředním důvodem pro formulaci Tansleyho byla série článků jihoafrického ekologa Johna Phillipse o povaze biotické komunity ( biotické komunity ). Phillips byl inspirován holismem Jana Christiaana Smutse . V těchto článcích Phillips obhajoval „silnou“ interpretaci biotické komunity ve smyslu konceptu komplexního organismu vytvořeného Fredericem Edwardem Clementsem . Tansley se svým dosti mechanickým návrhem ostře staví proti použití idealistické , empiricky nepřístupné metafory organismu v epistemologickém smyslu , k níž by měl jeho termín výslovně sloužit jako alternativa.

Rozvoj koncepce fyzicky tvarovaného ekosystému má důležité základy v evropské a severoamerické vodní ekologii, zejména v limnologii . V roce 1877 kielský profesor zoologie Karl August Möbius vytvořil termín biocenóza pro organickou socializaci v ústřicových bankách. Limnolog Stephen Illredis z Illinois Stephen Alfred Forbes v roce 1887 označoval jezera jako „organické systémy“ s cyklickým metabolizmem ( cyklování hmoty ), ve kterých nadřazené kontrolní mechanismy udržovaly rovnováhu. Zatímco Forbesova práce byla mimo americký středozápad přijímána málo, August Thienemann od roku 1891 vybudoval hydrobiologické oddělení Kaiser Wilhelm Society v Plönu . Odtud Thienemann rozšířil svůj pohled na jezera jako na biotické systémy, které jsou výsledkem interakce živých bytostí a prostředí („stanoviště ( prostředí ) a komunita ( biocenóza ) jako pevná organická jednotka“, 1916). Thienemann používá koncept holocoenů, který entomolog Karl Friedrichs představil v roce 1927, který je do značné míry totožný s „ekosystémem“ (ale blíže holistickému, organickému pohledu na Clementa a Phillipse).

Od 20. let 20. století se začaly objevovat stále přesnější analýzy potravinových řetězců a obratu materiálu a energie v nich (např. Charles Sutherland Elton , EV Borutsky, Chancey Juday). V roce 1939 tyto studie vedly k tomu, že Thiemann rozlišoval mezi producenty , spotřebiteli ( býložravci a masožravci ) a reduktory . Koncept ekosystému Tansley byl poprvé systematicky empiricky aplikován na konci třicátých let 20. století limnologem Raymondem Laurel Lindemanem , který pracoval v Minnesotě a který představil první kompletní popis obratu energie v (jezerním) ekosystému. Dalším vlivným výzkumným směrem byla biogeochemie založená Rusem Vladimirem Ivanovičem Wernadskim , která si výměnu látek mezi živými bytostmi a životním prostředím představovala jako výměnu v rámci chemického systému. V roce 1944 vytvořil sovětský biolog Vladimir Nikolajewitsch Sukatschow svůj termín „biogeozoenosis“, který byl ve východní Evropě používán místo ekosystému po dlouhou dobu (geograficky ovlivněnými krajinnými ekology někdy až dodnes). Ve spolupráci s Lindemannem šířil ruský přístup George Evelyn Hutchinson .

Americký ekolog Eugene P. Odum pomohl konceptu ekosystému dosáhnout mezinárodního průlomu . V roce 1953 Odum vydal svou krátkou učebnici „Zásady ekologie“. Jeho první stránky implicitně rozvíjejí výzkumný program, který výzkum ekosystémů do značné míry sledoval až do konce 60. let.

Použití výrazu mimo ekologii

podnikání

Termín ekosystém byl původně vypůjčen z angličtiny a je také přenesen do oblasti ekonomiky a pak představuje všechny subjekty v rámci odvětví ( podnikatelský ekosystém ), v němčině se hovoří také o ekonomických ekosystémech nebo podnikových ekosystémech . Zejména vůle s ohledem na start-up scénu a povzbuzující podnikání mluvila také o zakladatelských ekosystémech a start-upu- Ökosystemen . RKW se pokouší stanovit tento termín . Nejznámějším příkladem holistického startupu je Silicon Valley a v Evropě také městské čtvrti v Berlíně .

Informační technologie

S pojmem digitální ekosystém je obrazně v oblasti informačních technologií , je software a hardware - architektura s názvem, který je založen na sobě vlastní zařízení, systémy a vstupní požadavky, a proto vyžaduje odpovídající příslušenství a vyrábí. Příkladem uzavřeného digitálního ekosystému jsou produkty společnosti Apple .

Astrobiologie

V astrobiologii je tento termín také používán pro možná existující mimozemské („mimozemské“) ekosystémy na exoplanetách a exomondech .

Viz také

literatura

  • J. Maynard Smith: Modely v ekologii. Cambridge University Press, Cambridge 1974, ISBN 0-521-20262-0 .

webové odkazy

Wikislovník: ekosystém  - vysvětlení významů, původ slov, synonyma, překlady

Reference

  1. Úmluva o biologické rozmanitosti , uzavřená na konferenci OSN v Rio de Janeiru 5. června 1992 (článek 2 Definice). Překlad švýcarské federální správy.
  2. ^ Matthias Schaefer: Slovníky biologie: ekologie. (= UTB. 430). 3. Edice. Gustav Fischer, Jena 2002, ISBN 3-334-60362-8 , s. 231.
  3. ^ F. Stuart Chapin, Pamela A. Matson, Harold A. Mooney: Zásady ekologie suchozemského ekosystému . Springer, 2002, ISBN 0-387-95439-2 .
  4. ^ A b Kurt Jax: Ekologické jednotky: Definice a aplikace. In: Čtvrtletní přehled biologie. 81 (3), 2006, s. 237-258.
  5. David M. Olson, Eric Dinerstein, Eric D. Wikramanayake, Neil D. Burgess, George VN Powell, Emma C. Underwood, Jennifer A. D'amico, Ilanga Itoua, Holly E. Strand, John C. Morrison, Colby J Loucks, Thomas F. Allnutt, Taylor H. Ricketts, Yumiko Kura, John F. Lamoreux, Wesley W. Wettengel, Prashant Hedao, Kenneth R. Kassem: Terrestrial Ecoregions of the World: A New Map of Life on Earth New global mapa pozemských ekoregionů poskytuje inovativní nástroj pro zachování biologické rozmanitosti. In: BioScience. 51 (11), 2001, s. 933-938.
  6. Murray W. Nabors : Botanika. Pearson Studium, 2007, ISBN 978-3-8273-7231-4 , s. 611 a dále.
  7. Richard Pott : Generál Geobotany. Biogeosystémy a biologická rozmanitost. Springer, Berlin / Heidelberg / New York 2005, ISBN 3-540-23058-0 , s. 10-11, 356-359.
  8. Thomas W. Hoekstra, Timothy FH Allen, Curtis H. Flather: Implicitní škálování v ekologickém výzkumu. In: BioScience. Vol.41 No. 3, 1991, s. 148-154.
  9. JA Vídeň: Prostorové škálování v ekologii. In: Funkční ekologie. 3, 1989, s. 385-397.
  10. Richard Pott: Generál Geobotany. Biogeosystémy a biologická rozmanitost. Springer, Berlin / Heidelberg / New York 2005, ISBN 3-540-23058-0 , s. 16-17.
  11. David M. Post, Martin W. Doyle, John L. Sabo, Jacques C. Finlay: Problém hranic při definování ekosystémů: Potenciální nášlapná mina pro sjednocení geomorfologie a ekologie. In: Geomorfologie. Svazek 89, čísla 1–2, 2007, s. 111–126. doi: 10,1016 / j.geomorph.2006.07.014
  12. Veikko Huhta: Role půdní fauny v ekosystémech: Historický přehled. In: Pedobiologia. 50, 2007, s. 489-495. doi: 10,1016 / j.pedobi.2006.08.006 .
  13. K pojmu modelu: STA Pickett, ML Cadenasso: Ekosystém jako vícerozměrný koncept: význam, model a metafora. In: Ekosystémy. 5, 2002, s. 1-10.
  14. ^ William S. Currie: Jednotky přírody nebo procesy napříč měřítky? Koncept ekosystému ve věku 75 let. In: New Phytologist. 190, 2010, s. 21-34. doi: 10.1111 / j.1469-8137.2011.03646.x
  15. Bernard C. Patten, Eugene P. Odum: Kybernetická povaha ekosystémů. In: The American Naturalist. Vol.118, no. 6, 1981, s. 886-895.
  16. ^ A b Robert V. O'Neill: Je čas pohřbít koncept ekosystému? (samozřejmě se všemi vojenskými poctami) In: Ekologie. 82 (12), 2001, s. 3275-3284.
  17. Michael Begon, John L. Harper, Colin R. Townsend: Ekologie. Jedinci, populace a komunity. Přeložili z angličtiny Dieter Schroeder a Beate Hülsen. Birkhäuser Verlag, 1991, ISBN 3-7643-1979-8 , s. 680.
  18. o aplikaci viz Axel Kleidon , Yadvinder Malhi , Peter M. Cox : Maximální produkce entropie v environmentálních a ekologických systémech. In: Philosophical Transactions of the Royal Society. Řada B, svazek 365, vydání 1545, 2010. doi: 10,1098 / rstb.2010.0018 .
  19. ^ RE Ulanowicz, BM Hannon: Život a produkce entropie. In: Proceedings of the Royal Society London. B, 232, 1987, str. 181-192.
  20. HT Odum: Environmentální účetnictví: nouzové a environmentální rozhodování. Wiley, 1996.
  21. ^ Sven Erik Jørgensen: Integrovaná teorie ekosystému. In: Annals - Evropská akademie věd. (Liège), 2006–2007, s. 19–33 digitalizovánohttp: //vorlage_digitalisat.test/1%3Dhttp%3A%2F%2Fwww.eurasc.org%2Fannals%2Fdocs%2FJorgensen_TeamR_f%252815%2529.pdf~GB%3D~IA%3D~MDZ%3D%0A~SZ% 3D ~ oboustranný% 3D ~ LT% 3D ~ PUR% 3D
  22. Přehled na toto téma poskytuje Stijn Bruers: Energie a ekologie. O produkci entropie a analogii mezi tekutinami, podnebím a ekosystémy. Teze. Universiteit Leuven, 2007. Digitalizovánohttp: //vorlage_digitalisat.test/1%3Dhttps%3A%2F%2Flirias.kuleuven.be%2Fbitstream%2F1979%2F1016%2F2%2FThesis.pdf~GB%3D~IA%3D~MDZ%3D%0A~SZ% 3D ~ oboustranný% 3D ~ LT% 3D ~ PUR% 3D
  23. ^ RL Lindeman: Trofický-dynamický aspekt ekologie. In: Ekologie. 23, 1942, s. 399-418.
  24. ^ NG Hairston, FE Smith, LB Slobodkin: Struktura komunity, kontrola populace a konkurence. In: americký přírodovědec. 44, 1960, s. 421-425.
  25. Stephen D. Fretwell: Dynamika potravinového řetězce: ústřední teorie ekologie? In: Oikos. 50, listopad 1987, s. 291-301.
  26. Množství BA, JP Sutherland: Regulace Společenství: Variace v narušení, konkurenci a predaci ve vztahu k environmentálnímu stresu a náboru. In: americký přírodovědec. 130, 1987, str. 730-757.
  27. L. Oskanen, SD Fretwell, J. Aruda, P. Niemelä: Exploitation ekosystémy v gradientech produktivity. In: americký přírodovědec. 118, 1981, s. 240-261.
  28. ME Power: Síly shora dolů nebo zdola nahoru v potravních sítích: Mají rostliny prvenství? In: Ekologie. 73, 1992, str. 733-746.
  29. Volker Grimm, Christian Wissel: Babel, aneb diskuse o ekologické stabilitě: soupis a analýza terminologie a návod, jak se vyhnout nejasnostem . In: Oecologia . páska 109 , č. 3 , 7. února 1997, s. 323-334 , doi : 10,1007 / s004420050090 , PMID 28307528 .
  30. ^ Stuart L. Pimm: Složitost a stabilita ekosystémů. In: Příroda. 307, 1984, s. 312-326. (PDF) ( Memento ze 7. listopadu 2012 v internetovém archivu )
  31. Pojem odolnost zavedl: CS Holling : Odolnost a stabilita ekologických systémů. In: Annual Review of Ecology and Systematics. 4, 1973, s. 1-23.
  32. ^ Anthony R. Ives, Stephen R. Carpenter: Stabilita a rozmanitost ekosystémů. In: Věda. 317, 2007, s. 58-62. doi: 10,1126 / věda.1133258
  33. ^ JSOU Sinclair: Regulace populace savců, klíčové procesy a dynamika ekosystému. In: Philosophical Transactions of the Royal Society London. B (2003), 358, s. 1729-1740. stáhnout z rstb.royalsocietypublishing.org.
  34. viz: Peter S. White, Anke Jentsch: Hledání obecnosti ve studiích poruch a dynamiky ekosystémů. In: Pokrok v botanice. Vol.62, Springer-Verlag, Berlin / Heidelberg 2001.
  35. Melinda D. Smith: Ekologický pohled na extrémní klimatické jevy: syntetická definice a rámec pro vedení budoucího výzkumu. In: Journal of Ecology. 99, 2011, s. 656-663. doi: 10.1111 / j.1365-2745.2011.01798.x
  36. viz Rudolf de Groot, Luke Brander, Sander van der Ploeg, Robert Costanza, Florence Bernard, Leon Braat, Mike Christie, Neville Crossman, Andrea Ghermandi, Lars Hein, Salman Hussain, Pushpam Kumar, Alistair McVittie, Rosimeiry Portela, Luis C Rodriguez , Patrick ten Brin, Pieter van Beukering (2012): Globální odhady hodnoty ekosystémů a jejich služeb v peněžních jednotkách. In: Ekosystémové služby. Svazek 1, vydání 1, s. 50–61. doi: 10,1016 / j.ecoser.2012.07.005
  37. ^ Ratan Lal (2014): Ochrana půdy a ekosystémové služby. In: Mezinárodní výzkum ochrany půdy a vody. Svazek 2, vydání 3, s. 36–47. doi: 10,1016 / S2095-6339 (15) 30021-6
  38. JP Rodriguez, KM Rodriguez-Clark, JEM Baillie, N. Ash, J. Benson, T. Boucher, C. Brown, ND Burgess, B. Collen, M. Jennings, DA Keith, E. Nicholson, C. Revenga, Belinda Reyers , M. Rouget, T. Smith, M. Spalding, A. Taber, M. Walpole, I. Zager, T. Zamin: Stanovení kritérií Červeného seznamu IUCN pro ohrožené ekosystémy. In: Biologie ochrany. 25, 2011, s. 21-29. doi: 10.1111 / j.1523-1739.2010.01598.x
  39. Tobias Buyer: Produkce ropy v Ekvádoru: obchodování s odpustky v deštném pralese. In: Spiegel online. 29. června 2009, Citováno 08.05.2011 .
  40. William J. Ripple, Christopher Vlk, Thomas M. Newsome, Mauro Galetti, Mohammed Alamgir, Eileen Crist, Mahmoud I. Mahmoud, William F. Laurance a 15364 životní vědců ze 184 zemí: Varovné World vědců lidstvu: Druhé Obchodní . In: BioScience . páska 67 , č. 12 , 2017, s. 1026-1028 , doi : 10,1093 / biosci / bix125 .
  41. ^ A b Gregory S. Cooper, Simon Willcock, John A. Dearing: K posunům režimu dochází ve větších ekosystémech nepoměrně rychleji . In: Přírodní komunikace . 11, č. 1, 10. března 2020, ISSN  2041-1723 , s. 1175. bibcode : 2020NatCo..11.1175C . doi : 10,1038 / s41467-020-15029-x . PMID 32157098 . PMC 7064493 (plný text zdarma).
  42. ^ Ekosystémy velikosti Amazonie se „mohou zhroutit během několika desetiletí“ . In: The Guardian , 10. března 2020. 
  43. Amazonský prales by mohl zmizet během celého života . In: EurekAlert! , 10. března 2020. 
  44. Ekosystémy velikosti Amazonie se „mohou zhroutit během desetiletí“ ( cs ) In: The Guardian . 10. března 2020. Přístup 13. dubna 2020.
  45. Richard Woltereck: O specifičnosti stanoviště, potravě a tvaru těla u pelagických perlooček a o „ekologických tvarových systémech“. In: Biological Zentralblatt. 48, 1928, s. 521-551.
  46. ^ AG Tansley: Používání a zneužívání vegetačních termínů a pojmů. In: Ekologie. 16, 1935, s. 284-307.
  47. ^ John Phillips: Biotická komunita. In: Journal of Ecology . Vol.19, No. 1, únor 1931, s. 1-24.
  48. ^ Frank Benjamin Golley: Historie konceptu ekosystému v ekologii. Více než součet dílů. Yale University Press, New Haven / London 1993, s. 35 a násl.
  49. ^ Frank Benjamin Golley: Historie konceptu ekosystému v ekologii. Více než součet dílů. Yale University Press, New Haven / London 1993, s. 40.
  50. Kurt Jax: Holocoen a ekosystém - o původu a historických důsledcích dvou konceptů . In: Journal of the History of Biology . páska 31 , č. 1 , 1998, s. 113-142 , doi : 10,1023 / A: 1004261607170 .
  51. ^ Frank Benjamin Golley: Historie konceptu ekosystému v ekologii. Více než součet dílů. Yale University Press, New Haven / London 1993, s. 44 a násl.
  52. ^ Frank Benjamin Golley: Historie konceptu ekosystému v ekologii. Více než součet dílů. Yale University Press, New Haven / London 1993, s. 62 a násl.
  53. Nový časopis RKW na „Meeting Point: Start-Up Ecosystem“ , RKW , přístup 20. listopadu 2015.
  54. Matti Jalasvuori a kol.: O astrobiologickém významu virů v mimozemských ekosystémech. In: International Journal of Astrobiology. Svazek 8, číslo 2, 2009, s. 95–100. bibcode : 2009IJAsB ... 8 ... 95J ; Sondování mimozemských forem života v extrémních pozemských prostředích , europlanet-eu.org, přístup 6. března 2012.