Войти
Здоровье экосистемы - метафора, используемая для описания состояния экосистемы. Состояние экосистемы может измениться в результате пожара, наводнения, засухи, исчезновения, инвазивных видов, изменения климата, горнодобывающая промышленность, чрезмерная эксплуатация в рыболовстве, сельское хозяйство или лесозаготовка, разливы химикатов и множество других причин. Не существует общепринятого эталона здоровой экосистемы, скорее, очевидное состояние здоровья экосистемы может варьироваться в зависимости от того, какие показатели здоровья используются при ее оценке и какие социальные устремления определяют эту оценку. Сторонники метафоры здоровья приводят доводы в пользу ее простоты как средства коммуникации. «Лица, определяющие политику, и общественность нуждаются в простых и понятных концепциях, таких как здоровье». Критики обеспокоены тем, что здоровье экосистемы, «нагруженная ценностями конструкция», часто «выдается за науку ничего не подозревающим политикам и общественности».
Метафора здоровья применительно к окружающей среде использовалась, по крайней мере, с начала 1800-х годов, и великий американский защитник природы Альдо Леопольд (1887–1948) метафорически говорил о здоровье земли, земельной болезни, увечьях и насилии при описании практика землепользования. Термин «управление экосистемой» используется по крайней мере с 1950-х годов. Термин «здоровье экосистемы» получил широкое распространение в экологической литературе как общая метафора, означающая что-то хорошее, и как цель качества окружающей среды при полевых оценках рек, озер, морей и лесов.
Однако в последнее время это метафора была предметом количественной формулировки с использованием сложных системных концепций, таких как критичность, что означает, что здоровая экосистема находится в некотором роде баланса между адаптируемостью (случайностью) и устойчивостью (порядком). Тем не менее универсальность критичности все еще изучается и известна как гипотеза критичности, которая утверждает, что системы в динамическом режиме, переходящем от порядка к беспорядку, достигают высочайшего уровня вычислительных возможностей и достигают оптимального компромисса между надежностью и гибкостью. Недавние результаты в клеточной и эволюционной биологии, нейробиологии и информатике вызывают большой интерес к гипотезе критичности, подчеркивая ее роль как жизнеспособного кандидата в общий закон в области адаптивных сложных систем (см. И ссылки в нем).
Термин «здоровье экосистемы» был использован для обозначения ряда желаемых экологических целей. Цитируемая статья Эдварда Грумбина «Что такое управление экосистемой?» изучили литературу по управлению экосистемами и здоровью экосистем и обобщили часто встречающиеся цели:
Грумбин описывает каждую из этих целей как «формулировку ценностей» и подчеркивает роль человека ценности в постановке целей управления экосистемой.
Последняя цель, упомянутая в опросе, - приспособление людей к жизни - вызывает наибольшие споры. «Мы заметили, что, когда группы заинтересованных сторон работают над определением… видения, это приводит к дебатам о том, следует ли делать упор на здоровье экосистемы или благосостояние человека… То, является ли приоритет экосистемами или людьми, сильно влияет на оценку заинтересованными сторонами желаемого экологического и социального состояния. " и, например, «Для некоторых волки имеют решающее значение для здоровья экосистемы и неотъемлемой части природы, для других они являются символом чрезмерных усилий правительства, угрожающих их средствам к существованию и культурным ценностям».
Измерение здоровья экосистемы требует обширного целевого отбора проб окружающей среды. Например, видение здоровья экосистемы озера Верхнее было разработано общественным форумом, и был подготовлен ряд целей для защиты среды обитания и поддержания популяций примерно 70 местных видов рыб.. Для бассейна Великих озер был разработан набор из 80 индикаторов состояния озера, включая мониторинг местных видов рыб, экзотических видов, уровней воды, уровней фосфора, токсичных химикатов, фитопланктона, зоопланктона, тканей рыб загрязняющие вещества и т. д.
Некоторые авторы пытались дать широкие определения здоровья экосистемы, например, сравнительный анализ как здорового исторического состояния экосистемы «до начала антропогенного стресса ». Трудность заключается в том, что исторический состав многих экосистем, измененных человеком, неизвестен или непостижим. Кроме того, записи ископаемых и пыльцы указывают на то, что виды, которые занимают экосистему, перетасовываются во времени, поэтому сложно определить один моментальный снимок как оптимальный или " здоровый. ".
Обычно цитируемое широкое определение гласит, что здоровая экосистема имеет три атрибута:
Хотя это отражает важные свойства экосистемы, обобщение неуловимо, поскольку эти свойства не обязательно совпадают по своей природе. Например, не обязательно существует четкая или последовательная связь между продуктивностью и видовым богатством. Точно так же взаимосвязь Между устойчивостью и разнообразием сложно, и стабильность экосистемы может зависеть от одного или нескольких видов, а не от общего разнообразия. А некоторые нежелательные экосистемы высокопродуктивны.
" Устойчивость сама по себе нежелательна. Могут быть очень устойчивые состояния экосистем, которые желательно с некоторых точек зрения человека, например, с преобладанием водорослей коралловых рифов. «Экологическая устойчивость - это« способность », которая меняется в зависимости от того, какие свойства экосистемы должны быть изучены, и в зависимости от какие виды нарушений рассматриваются и как их количественно оценивать. Подходы к его оценке «сталкиваются с высокой степенью неопределенности и по-прежнему требуют значительного объема эмпирических и теоретических исследований».
Другие авторы искали численный индекс здоровья экосистемы, который позволил бы проводить количественные сравнения между экосистемами и внутри экосистем с течением времени. Одна такая система использует рейтинги трех упомянутых выше свойств: работоспособность = жизнеспособность системы x организация системы x устойчивость системы. Эколог Гленн Сутер утверждает, что такие индексы используют «бессмысленные единицы», индексы «не имеют смысла; их нельзя предсказать, поэтому они не применимы к большинству регуляторных проблем; они не имеют диагностической силы; эффекты одного компонента затмеваются реакциями другие компоненты, и причина высокого или низкого значения индекса неизвестна. "
Показатели здоровья определяются целями заинтересованных сторон, которые определяют экосистему. Экосистема - это абстракция. «Экосистемы не могут быть идентифицированы или обнаружены в природе. Вместо этого они должны быть разграничены наблюдателем. Это может быть сделано множеством разных способов для одного и того же участка природы, в зависимости от конкретных представляющих интерес перспектив».
Определение экосистемы определяет допустимый диапазон изменчивости (исходные условия) и определяет переменные измерения. Последние используются как индикаторы структуры и функций экосистемы и могут использоваться как индикаторы «здоровья».
Индикатор - это переменная, такая как химическое или биологическое свойство, которая при измерении используется для вывода тенденций в другой (неизмеренной) переменной окружающей среды или кластере неизмеряемых переменных (индикатор). Например, рост уровня смертности канареек в угольной шахте является индикатором повышения уровня угарного газа. Повышение уровня хлорофилла-а в озере может сигнализировать о эвтрофикации.
При оценке экосистем используются два типа индикаторов: описательные индикаторы и нормативные индикаторы. «Индикаторы могут использоваться описательно в научных целях или нормативно в политических целях».
В описательном смысле высокое содержание хлорофилла-а является индикатором эвтрофикации, но может также использоваться в качестве индикатора здоровья экосистемы. При использовании в качестве нормативного показателя (здоровья) он указывает на рейтинг по шкале здоровья, рейтинг, который может широко варьироваться в зависимости от предпочтений общества относительно того, что желательно. Высокий уровень хлорофилла-а в естественных последовательных водно-болотных угодьях может рассматриваться как здоровый, тогда как заболоченное место с таким же показателем может считаться нездоровым.
Оценка состояния экосистемы подвергалась критике за смешение двух типов экологических индикаторов. Индикатор здоровья является нормативным индикатором, и в сочетании с описательными индикаторами «подразумевает, что нормативные значения можно измерить объективно, что, безусловно, неверно. Таким образом, неявные значения намекают на читателя, и этой ситуации следует избегать» <. 45>
Можно утверждать, что сам процесс выбора индикаторов любого типа предвзят с точки зрения наблюдателя, но отделение целей от описаний пропагандируется как шаг к прозрачности: «Разделение описательные и нормативные индикаторы важны с точки зрения философии науки… Цели и ценности не могут быть выведены непосредственно из описаний… факт, который неоднократно подчеркивается в литературе по экологической этике… Следовательно, мы советуем всегда уточнять определение индикаторов и предлагать четкое различие экологических показателей в науке от показателей политики, используемых для процессов принятия решений. "
И интеграция множества, возможно, конфликтующих, Нормативные индикаторы в единый показатель «здоровья экосистемы» проблематичны. Используя 56 индикаторов, «определение состояния окружающей среды и оценка состояния морских экосистем комплексным способом по-прежнему остается одной из главных задач в области экологии, исследований и управления морскими экосистемами»
Еще одна проблема с индикаторами - это период действия. Хорошие индикаторы должны иметь независимо подтвержденную высокую прогностическую ценность, то есть высокую чувствительность (высокая вероятность указания значительного изменения индикатора) и высокая специфичность (низкая вероятность ошибочного указания изменения). Надежность различных показателей здоровья подвергалась сомнению, и «какая комбинация измерений должна использоваться для оценки экосистем - предмет текущих научных дебатов». Большинство попыток определить экологические индикаторы были коррелятивными, а не основанными на проспективном тестировании их прогностической ценности, и процесс выбора многих индикаторов основывался на слабых доказательствах или отсутствовал.
В некоторых случаях достоверные индикаторы неизвестны: «Мы не обнаружили примеров беспозвоночных, успешно используемых в программах мониторинга [лесов]. Их богатство и численность гарантируют, что они играют важную роль в функции экосистемы, но мешают сосредоточиться на несколько ключевых видов ". И, «Обзоры подходов к мониторингу на основе видов показывают, что ни один вид, ни даже группа видов не отражает точно целые сообщества. Понимание реакции отдельного вида может не дать надежных прогнозов относительно группы видов, даже если группа состоит из нескольких очень похожих видов ».
Компромисс между здоровьем человека и« здоровьем »природы был назван« парадоксом здоровья » "и показывает, как человеческие ценности влияют на восприятие здоровья экосистемы.
Здоровье человека улучшилось за счет принесения в жертву «здоровья» диких экосистем, таких как демонтаж и запруживание диких долин, уничтожение комаров водно-болотных угодий., отведение воды для орошения, преобразование дикой природы в сельхозугодья, вывоз леса и истребление тигров , киты, хорьки и волки.
Между защитниками природы и распорядителями ресурсов наблюдается резкий раскол по вопросу о том, следует ли «ослабить господство человека в биосфере» или принять это. Эти две точки зрения были охарактеризованы как утилитарная и протекционистская.
В утилитарной точке зрения здоровье человека и благополучие рассматриваются как критерии здоровья экосистемы.. Например, уничтожение водно-болотных угодий для борьбы с малярийными комарами «привело к улучшению здоровья экосистемы». Протекционистская точка зрения рассматривает людей как инвазивный вид: «Если когда-либо существовал вид, который квалифицировался как инвазивный вредитель, то это Homo sapiens»,
Сторонники утилитарной точки зрения утверждают, что «здоровые экосистемы характеризуются их способность поддерживать здоровое человеческое население », и« здоровые экосистемы должны быть экономически жизнеспособными », поскольку именно« нездоровые »экосистемы могут привести к увеличению заражения, инфекционных заболеваний, пожары, наводнения, неурожаи и коллапс рыболовства.
Протекционисты утверждают, что защита здоровья человека - это конфликт интересов, поскольку люди разрушили огромное количество экосистем для поддержания своего благополучия, а также болезни и паразитизм исторически нормальны в доиндустриальной природе. Болезни и паразиты способствуют функционированию экосистем, стимулируют биоразнообразие и продуктивность, а паразиты могут составлять значительную часть биомассы экосистемы.
Сам выбор слова «здоровье» применительно к экологии был поставлен под сомнение как не имеющий нейтральности в Статья в BioScience об ответственном использовании научного языка: «Некоторые защитники природы опасаются, что эти термины могут подтвердить господство человека на планете… и могут усугубить изменение когнитивной базы, в результате чего люди, как правило, привыкают к новым и часто деградировавшим экосистемам и, таким образом, забывают природу этих экосистем. прошлое. "
Критика здоровья экосистемы в значительной степени направлена на то, что сторонники не могут четко отделить нормативное (политическое предпочтение) измерение от описательного (научная информация)., и включает в себя следующее:
Были предложены альтернативы термину «здоровье экосистемы», включая более нейтральные формулировки, такие как статус экосистемы, экосистема прогноз и устойчивость экосистемы. Другой альтернативой использованию метафоры здоровья является «точное и ясное выражение государственной политики и цели управления», использование дескрипторов среды обитания и реальных свойств экосистем. Пример политического заявления: «Поддержание жизнеспособных естественных популяций дикой природы и экологических функций всегда имеет приоритет над любым использованием дикой природы человеком». Примером цели является «Поддержание жизнеспособных популяций всех местных видов in situ». Примером цели управления является «Поддержание самоподдерживающихся популяций озерного сига в пределах диапазона численности, наблюдавшегося в 1990-99 гг.»
Курт Джакс представил формат оценки экосистемы, который позволяет избежать навязывания предвзятого представления о нормальности, это позволяет избежать путаницы нормативного и описательного и уделять серьезное внимание определению экосистемы. (1) общественные цели экосистемы согласовываются заинтересованными сторонами, (2) функционирующая экосистема определяется с акцентом на явления, относящиеся к целям заинтересованных сторон, (3) устанавливаются эталонные эталонные условия и допустимые вариации системы, (4) измеряемые переменные выбираются для использования в качестве индикаторов, и (5) определяется масштаб времени и пространственный масштаб оценки.
Экологическое здоровье использовалось в качестве медицинского термина для обозначения аллергии человека и множественной химической чувствительности, а также в качестве термина общественного здравоохранения для программ по изменению рисков для здоровья. (сахарный диабет, ожирение, курение и др.). Считается, что само здоровье человека в самом широком смысле имеет экологическую основу. Это также термин городского планирования, относящийся к «зеленым» городам (компостирование, переработка), и широко используется в отношении различных экологических проблем и состояния экологических объектов, нарушенных человеком. Целостность экосистемы подразумевает состояние экосистемы, подверженной минимальному влиянию человека. Экологическое здоровье - это отношение здоровья человека к окружающей среде, включая влияние изменения климата, войн, производства продуктов питания, урбанизации и структуры экосистемы. Управление экосистемами и Управление на основе экосистем относятся к устойчивому управлению экосистемами и в некоторых случаях могут использовать термины «здоровье экосистемы» или «целостность экосистемы» в качестве цели. Практика управления природными ресурсами развивалась по мере изменения общественных приоритетов, и, как следствие, рабочее определение здоровья экосистемы, наряду с общими целями управления, также претерпело изменения.
