Войти
Считается, что экосистема обладает экологической стабильностью (или равновесием ), если она способна вернуться в свое равновесное состояние после нарушения (способность, известная как устойчивость ) или не испытывает неожиданных больших изменений своих характеристик с течением времени. Хотя термины стабильность сообщества и экологическая стабильность иногда используются как синонимы, стабильность сообщества относится только к характеристикам сообществ. Экосистема или сообщество могут быть стабильными в одних свойствах и нестабильными в других. Например, растительное сообщество в ответ на засуху может сохранить биомассу, но потерять биоразнообразие.
Природа изобилует стабильными экологическими системами, и научная литература в значительной степени документировала их. Научные исследования в основном описывают сообщества пастбищных растений и микробные сообщества. Тем не менее, важно отметить, что не каждое сообщество или экосистема в природе стабильны (например, волки и лоси на острове Рояль ). Кроме того, шум играет важную роль в биологических системах и в некоторых сценариях может полностью определять их временную динамику.
Концепция экологической устойчивости возникла в первой половине ХХ века. С развитием теоретической экологии в 1970-х годах использование этого термина расширилось до самых разных сценариев. Такое чрезмерное использование термина привело к спорам по поводу его определения и реализации.
В 1997 году Гримм и Виссел составили список из 167 определений, используемых в литературе, и нашли 70 различных концепций устойчивости. Одна из стратегий, предложенных этими двумя авторами для прояснения предмета, заключается в замене экологической стабильности более конкретными терминами, такими как постоянство, устойчивость и стойкость. Чтобы полностью описать и придать значение определенному виду стабильности, к нему нужно относиться более внимательно. В противном случае заявления о стабильности не будут иметь практически никакой достоверности, потому что у них не будет информации, подтверждающей это утверждение. Следуя этой стратегии, экосистема, которая колеблется циклически вокруг фиксированной точки, такой как та, которая описана уравнениями хищник-жертва, будет описана как устойчивая и устойчивая, но не как постоянная.. Некоторые авторы, однако, видят веские причины для обилия определений, поскольку они отражают большое разнообразие реальных и математических систем.
Когда численность видов в экологической системе обрабатывается с помощью набора дифференциальных уравнений, можно проверить стабильность, линеаризуя систему в точке равновесия. Роберт Мэй разработал этот анализ стабильности в 1970-х годах, который использует матрицу Якоби.
Хотя характеристики любой экологической системы подвержены изменениям, в течение определенного периода времени некоторые из них остаются неизменными, колебаться, достигать фиксированной точки или проявлять другой тип поведения, который можно охарактеризовать как стабильный. Это множество тенденций можно обозначить разными типами экологической стабильности.
Под динамической стабильностью понимается стабильность во времени.
Устойчивая точка - это такая точка, при которой небольшое возмущение системы будет уменьшено, и система вернется в исходную точку. С другой стороны, если небольшое возмущение увеличивается, точка покоя считается неустойчивой.
Локальная стабильность указывает на то, что система устойчива при небольших кратковременных нарушениях, в то время как глобальная стабильность указывает на высокую устойчивость системы к изменениям в видовом составе и / или динамика трофической сети.
Наблюдательные исследования экосистем используют постоянство для описания живых систем, которые могут оставаться неизменными.
Сопротивление и инерция имеют дело с внутренней реакцией системы на некоторые возмущения.
Возмущение - это любое внешнее изменение условий, обычно происходящее за короткий период времени. Сопротивление - это мера того, насколько мало изменяется интересующая переменная в ответ на внешнее давление. Инерция (или настойчивость) означает, что живая система способна противостоять внешним колебаниям. В контексте изменения экосистем в послеледниковой Северной Америке E.C. Пиелу отметила в начале своего обзора:
«Очевидно, что зрелой растительности требуется значительное время, чтобы закрепиться на недавно обнаженных скалах, очищенных от льда, или на ледниковой поверхности, пока... также требуется значительное время для изменения целых экосистем, с их многочисленными взаимозависимыми видами растений, средами обитания, которые они создают, и животными, которые живут в этих средах обитания. Таким образом, климатические колебания в экологических сообществах представляют собой смягченную, сглаженную версию климатических колебаний, которые их вызывают. "
Устойчивость - это тенденция системы сохранять свою функциональную и организационную структуру и способность восстанавливаться после возмущения или нарушения. Устойчивость также выражает потребность в настойчивости, хотя с точки зрения управленческого подхода она выражается в том, что у нее есть широкий диапазон выбора, а события следует рассматривать как равномерно распределенные. Эластичность и амплитуда - это показатели устойчивости. Эластичность - это скорость, с которой система возвращается в исходное / предыдущее состояние. Амплитуда - это мера того, насколько далеко система может быть перемещена из предыдущего состояния и все же вернуться. Экология заимствует идею устойчивости соседства и области притяжения из теории динамических систем.
Исследователи, применяющие математические модели из системы динамики, обычно используют устойчивость по Ляпунову.
Сосредоточение внимания на биотических компонентах экосистемы, популяции или сообщества обладает числовой стабильностью, если количество особей является постоянным или устойчивым.
Можно определить, есть ли система стабильна, просто глядя на знаки в матрице взаимодействия.
Взаимосвязь между разнообразием и стабильностью широко изучалась. Разнообразие может способствовать повышению стабильности функций экосистем в различных экологических масштабах. Например, генетическое разнообразие может повысить устойчивость к возмущениям окружающей среды. На уровне сообщества структура пищевых сетей может влиять на стабильность. Влияние разнообразия на стабильность моделей трофической сети может быть как положительным, так и отрицательным, в зависимости от трофической согласованности сети. Было показано, что на уровне ландшафтов неоднородность окружающей среды в разных местах повышает стабильность функций экосистемы
Термин «экология» был придуман Эрнстом Геккелем в 1866 году. Экология как наука получила дальнейшее развитие в конце 19-го и начале 20-го века, и все большее внимание уделялось связи между разнообразием и стабильностью. Фредерик Клементс и Генри Глисон поделился знаниями о структуре сообщества; среди прочего, эти два ученых представили противоположные идеи о том, что сообщество может либо достичь стабильной кульминации, либо что это в значительной степени случайное и изменчивое состояние. Чарльз Элтон в 1958 году утверждал, что сложные, разнообразные сообщества имеют тенденцию быть более стабильными. Роберт Макартур предложил математическое описание стабильности числа особей в пищевой сети в 1955 году. После значительного прогресса, достигнутого в экспериментальных исследованиях в 60-х годах, Роберт Мэй продвинул область теоретической экологии и опроверг идею о том, что разнообразие порождает стабильность. В последние десятилетия появилось много определений экологической стабильности, но эта концепция продолжает привлекать внимание.
| date =()