Ekosystem

Ekosystem ( forngrekiska οἶκος oikós , hus 'och σύστημα sýstema "det sammanställda " "det anslutna") är en teknisk term för de ekologiska vetenskaperna . Ett ekosystem består av en gemenskap av organismer av flera arter ( biocenos ) och deras livlösa miljö, som är känd som en livsmiljö , livsmiljö eller biotop .

Termen ekosystem används inom naturvetenskapen i en icke-dömande mening. I politiken och vardagen talas det dock ofta som om ekosystem i sig är värda att skydda. När detta händer är ekosystem i allmänhet inte menade, utan snarare specifika ekosystem eller biotoper som ses som användbara, värdefulla eller värda att skydda.

Begränsning av termen

Definitioner

Ett ekosystem är ett "dynamiskt komplex av samhällen som består av växter, djur och mikroorganismer samt deras icke-levande miljö, som samverkar som en funktionell enhet". Denna gemensamma definition används i konventionen om biologisk mångfald . Följande definitioner av ekologer är mycket lika:

Ett ekosystems natur och egenskaper tolkas annorlunda av ekologer: vissa antar deras faktiska existens , som bara upptäcks och beskrivs av forskare ( ontologiskt tillvägagångssätt). De flesta forskare anser att de är abstraktioner som först "skapades" av observatören , vilket måste vara lämpligt för ett specifikt syfte, men också kan definieras och avgränsas annorlunda i ett annat sammanhang ( epistemologisk metod).

För att illustrera detta, låt oss överväga ett specifikt ekosystem, till exempel en barrskog i norra Skandinavien där tallar dominerar. Är det fortfarande samma ekosystem om det istället efter några år växer betydligt fler granar än tallar där? Så tänk om det vanligaste barrträdet ersattes av ett annat? Vissa ekologer säger att ekosystemet har förändrats i karaktär när samhället har förändrats dramatiskt till följd av ett sådant utbyte av arter. För andra skulle det fortfarande vara samma system som dess allmänna form och viktiga ekologiska processer som primärproduktion har förblivit i stort sett desamma. För dem skulle det bara vara ett annat system om dess funktionella komponenter, dvs. energi och materialflöden, förändras. För dessa ekologer är artens sammansättning mindre viktig.

Liknande termer

Sammanhängande storskaliga ekosystem i ett specifikt område kallas också en ekoregion eller biom .

De grundläggande typerna av storskaliga mark- och vattenekosystem är också kända som biomer . Här måste man skilja mellan den vetenskapliga och vanliga användningen av termen ekosystem: Mycket av det som populärt kallas "ekosystem" skulle mest sett tekniskt kallas " biom ". Termen biom går tillbaka till Frederic Edward Clements , men formades idag av geobotanisten Heinrich Walter . Biomer (eller som en mindre enhet: biogeocenoser) är empiriskt och beskrivande härledda delar av jordens yta som kan kännetecknas av ett visst samhälle (särskilt: vegetation). Den funktionella aspekten av det ekologiska ”systemet” kan ta baksätet. Biomer kan ses som ekosystem, men behöver inte vara det; de tas ofta rent biogeografiskt. Men eftersom termen är helt ovanlig utanför specialistpubliken, står den vanligtvis för "ekosystem" i populära publikationer. Biomer, med exempel på skogar skulle till exempel vara tropisk regnskog , tempererad regnskog , boreal barrskog , subtropisk skog Hartlaub , lagerskog , måttlig (tempererad) lövskog.

Jämförbara ekosystem i separata stora områden, som är strukturerade på samma sätt när det gäller deras utseende, men inte när det gäller artens sammansättning, kan kombineras till abstrakta enheter (t.ex. boreal barrskog , öken , stäpp ). Beroende på hur du ser på det, specialistlitteraturen talas om växt- eller vegetationsformationer , vegetationszoner , zonobiomer eller miljözoner .

Egenskaper för ekosystem

Storlek och gränser

Definitionen av ”ekosystem” innehåller inte någon begränsning till en viss storlek (skaloberoende), oavsett om denna storlek definieras rumsligt eller funktionellt. Ekosystem kan därför ha olika storlekar. En nedbrytande trädstubbe kan förstås som ett ekosystem; likaså skogen där trädstubben står. Många ekologer använder dock termen ekosystem i ett större sammanhang. Det största ekosystemet är biosfären , som omfattar alla mark- och vattenlevande ekosystem.

Som öppna system har ekosystem inga faktiska systemgränser jämfört med resten av biosfären. Avgränsade ekosystem är konstruktioner som valts ut av utredaren. Avgränsningen är därför ett pragmatiskt beslut (baserat på frågan, forskningsintresset eller den tillgängliga budgeten) och motsvarar inte nödvändigtvis en faktisk avgränsning i naturen. Helst bör delsystem väljas vars relationsstruktur inom är mer signifikant än den utåt, det vill säga som är kopplade till sin miljö genom så grundläggande som möjligt och så få interaktioner som möjligt. Termen ekotop myntades för den rumsliga avgränsningen och placeringen av ett ekosystem, vilket inte är särskilt vanligt utanför landskapsekologi.

För att bättre förstå relationerna konstruerar forskare ibland mycket förenklade ekosystem i laboratoriet som bara innehåller några få arter; den tekniska termen "mikrokosmos" har fastställts för detta.

Förhållanden

Systemkonceptet innebär en funktionell övervägande av orsakssamband som går utöver en ren morfologisk / topografisk beskrivning, särskilt i form av material- och energiflöden. Om en del av naturen ses som ett ekosystem är en förståelse av de naturliga regelbundenheter och relationer ofta sökt genom att skapa en modell av verkligheten. En sådan modell kan vara verbal, grafisk eller matematisk. Inom ekosystemforskning, till exempel, söks till exempel kvantitativa modeller som kan uttryckas i matematiskt språk. Vissa aspekter av ekosystem kan uttryckas i termer av differentialekvationssystem . Termer från termodynamik och statistisk fysik används också .

Det finns flera inbördes förbindelser och beroenden mellan organismen i ett ekosystem. Dessa inkluderar till exempel de trofiska relationerna mellan olika typer av ekosystemet, såsom utbyte av ämnen mellan primära producenter och heterotrofiska länkar i näringskedjan i form av symbiotiska relationer ( mycorrhiza ), parasitism och saprofili .

De organismer av biocenosen påverka materialcykeln och påverkas av de abiotiska faktorer . I botaniken kallas dessa för platsfaktorer .

Öppenhet, dynamik, komplexitet

Inom vetenskapen används termen ekosystem som en något luddig observationsnivå som förbinder samhällets ekologi med metoder från systemteori och cybernetik . Termen är dock mer ett paradigm som föreskriver en viss synvinkel och inte kan användas för att förutsäga specifika egenskaper hos forskningsobjektet. Vissa ekologer undviker till och med termen helt och hållet eftersom samhället och dess ekologi från deras synvinkel är tillräckliga för bearbetning; så den används inte i en mycket utbredd lärobok om ekologi.

Följande termer används ofta för att beskriva ekosystemens allmänna egenskaper:

  • öppna: Ekosystem är öppna system som kräver ett energiflöde genom systemet för att behålla sitt systemtillstånd .
  • dynamisk: ekosystem förblir vanligtvis inte på fasta punkter i deras tillståndsutrymme, men dynamisk utveckling sker på olika rumsliga och tidsmässiga skalor. Dessa inkluderar successionsprocesser , men också utveckling med en sluten fas rymdkurva och många andra former av dynamik. Dessutom finns det långsiktiga självorganisations- och anpassningsprocesser som kontinuerligt kan förändra ett ekosystem;
  • komplex: ekosystem har biotiska och abiotiska element och strukturer. Dessa strukturer är kopplade till varandra genom interaktioner. Med antalet interaktioner som realiseras i systemet ökar dess komplexitet. Förhållandet mellan komplexiteten å ena sidan och ekosystemens stabilitet å andra sidan är ett aktivt forskningsområde inom ekologi.

Emellertid kan tillämpningen av termen ekosystem på en del av naturen inte användas för att förutsäga de specifika egenskaperna, strukturerna eller processerna i sektionen av naturen. Ekosystem kan t.ex. B. vara jämförelsevis komplex eller enkel i strukturen, uppträda mer stabil eller mer instabil, förbli nära ett jämviktstillstånd eller flytta långt ifrån det. Synen som ett ekosystem ger bara ett visst analytiskt perspektiv.

Funktionella principer för ekosystem

Producenter och destruktörer i materialcykeln. Enkel modell av ett ekosystem

När man tittar på organismerna i ett ekosystem abstraheras ofta de specifika arterna och deras funktionella roll i systemet som helhet betonas. Detta innebär att enskilda arter ofta i viss mening ses som utbytbara när det gäller deras funktion. Organismerna kan delas upp efter deras trofiska funktion i systemet som

  • Primärproducenter som bygger organiska ämnen av oorganiska ämnen och energi (solljus, kemisk energi). Dessa är främst gröna växter som fotosyntetiserar och autotrofa bakterier och archaea som också kan använda kemisk energi;
  • Konsumenter som livnär sig på producenter, andra konsumenter eller på destruktörer . I synnerhet gäller det djur inklusive människor . Konsumenter avger koldioxid och mer eller mindre energirikt organiskt material: ( urin , avföring , kroppsrester, hår och lik ). Konsumenterna är vidare indelade i konsumenter av första ordningen, växtätare (fytofagiska eller växtätare) och konsumenter av högre order, gemensamt kallade köttätare (köttätare). De viktigaste köttätarna är rånarna ( rovdjur ).
  • Destruktorer , som bryter ner de döda producenterna och konsumenterna, deras utsöndringar eller organ (t.ex. växtskräp och fallna löv) och slutligen mineraliserar dem, dvs återför dem till abiotiska ämnen. De funktionellt avgörande destruktorerna är i synnerhet bakterier och svampar .

Man skiljer ofta mellan två undernäringsväven . Grunden för båda livsmedelsbanorna är de gröna växterna (eller möjligen de andra primära producenterna). Växterna är helt eller delvis av specialkonsumenter, fytofagerna (= växtätare ). förbrukad. Detta händer när en ek Spinner lämnar en ek äter en mussla einstrudelt alger eller en man en morot äts. Detta är konsumentmatwebben. Ofta uppstår dock stora mängder dött växtmaterial, som bryts ner av destruktörerna utan konsumentens ingripande. Detta gör att en mycket stor gemenskap av destruktörer kan bygga upp. Dessa destruktorer är i sin tur z. B. ätit av bakterie- och svampätande arter. Detta undernummer omfattar många protozoer , nematoder och oligochaeter , men även leddjur som hornkvalster och fjädrar . Dessa organismer bildar sedan en destruktiv matväv.

Olika ämnen kan spåras på väg genom ekosystemet. Detta gäller till exempel vatten och även enskilda kemiska grundämnen (C, N, P etc.). Den ekosystemet forskningen undersöker de resulterande materialcykler och kartor dem i materialflödesscheman och komplexa modeller. Detsamma gäller energiflödet . Termen ”materialcykel” indikerar att många ämnen implementeras flera gånger i ekosystemet. Detta beror dock på typen av ekosystem. Cykelprocenten i en skog är ganska hög för många element. Detta gäller särskilt för element som inte regelbundet släpps ut i atmosfären som en gas . Däremot kännetecknas flodens ekosystem av den konstanta, icke-återkommande genomströmningen av ämnen. Om geologiska tidsperioder övervägs är det märkbart att avsevärda mängder ämnen och element elimineras från cykeln i (möjligen hundratals) miljoner år (se t.ex. kalksten , kolsöm ).

Ekosystem påverkar varandra genom information , ämne och energiflöden. Konstruktion och förändring av ekosystem kan ha starka konsekvenser för de abiotiska faktorerna. De enskilda verkningsmekanismerna och deras relativa betydelse är ett aktivt forskningsfält. Exempelvis påverkar marina ekosystem atmosfären och därmed också markbundna ekosystem genom deras material- och energibalans . Ett exempel på globala samband är ökningen av växthuseffekten och de klimatförändringar som uppstår . För att dra praktisk nytta av denna kunskap måste interaktionernas relativa styrka vara känd.

Termodynamisk tolkning

Under lång tid har fysiska termer från termodynamik tillämpats på ekosystem (särskilt entropi , spridning ), mestadels i kvalitativ form som analogier. I cirka 20 år har en forskningsgren börjat etablera sig som syftar till att göra termodynamiska termer mer användbara för att modellera och förutsäga ekosystem.

Nyckelbegreppet för den termodynamiska tolkningen är entropi, särskilt termodynamikens andra lag. Framför allt måste det förklaras varför liv och ekosystem kan bli så komplexa om entropin inte tillåts minska globalt. Den enda fysiskt möjliga förklaringen till detta är att den till synes låga entropin i biosfären mer än kompenseras genom att öka entropin i dess (fysiska) miljö. Livets utveckling och underhåll sker uppenbarligen långt ifrån termodynamisk jämvikt. Detta är bara möjligt i en miljö som också är långt ifrån jämvikt. Ett ekosystem behöver därför en termodynamisk gradient som drivkraft, å ena sidan måste den ta emot (energiska eller materiella) resurser från utsidan, och å andra sidan måste den avge "avfall" med en högre entropi än den hos Resurser. För jorden som helhet är denna gradient skillnaden mellan solenergi med hög energi och det kalla universum (till vilket värme kan strålas). Ett ekosystem kan bara existera termodynamiskt om det omvandlar "resurser" till "avfall" snabbare än ett jämförbart livlöst system skulle göra.

Entropiproduktionen av ett ekosystem kan inte mätas direkt, eftersom viktiga delmängder (framför allt kemisk energi från levande biomassa) inte kan mätas (eller: inte ens kan definieras tillfredsställande). Ekologer försöker definiera olika storlekar för att komma runt detta problem. Med dessa variabler bör generella uttalanden om ekosystem vara möjliga, vilket möjliggör förutsägelser om ekosystemens struktur och utveckling. Viktiga tillvägagångssätt är: Ascendancy (ungefär: "Ascent"), Emergie (med ett "m" i mitten), Exergy och Eco-Exergy.

Kontrollmekanismer

Inom ekologi är det fortfarande kontroversiellt idag vad som i slutändan styr ekosystemens dynamik och struktur. Traditionellt finns det två grundläggande antaganden:

  • Nedifrån och upp: Enligt detta tillvägagångssätt producerar primära producenter ungefär lika mycket biomassa som deras resurser tillåter. En del av detta är tillgängligt för primära konsumenter (växtätare). På grund av de energiska förlusterna kan de inte använda mer än 10% av den matenergi som används för att bygga upp sin egen biomassa. Detta fortsätter på de andra trofiska nivåerna (konsumenter av andra, tredje ... ordningen). Livsmedelskedjans längd begränsas av produktiviteten eftersom den återstående energin någon gång inte längre är tillräcklig för en annan trofisk nivå. Limnologen Raymond L. Lindeman anses vara grundaren av denna teori
  • Uppifrån och ner: Enligt denna modell kontrolleras och kontrolleras biomassan och produktionen av gröna växter av växtätarna. Växtätarna skulle kunna använda mer eller mindre hela biomassan för sig själva. Den enda anledningen till att världen förblir så grön är att produktionen av växtätare också hålls i schack av rovdjur.

Alternativ eller varianter till dessa grundmodeller finns i stort antal.

  • En nyare modell betonar den miljömässiga stressfaktorns särskilda roll för artens struktur. Följaktligen har ogynnsamma miljöfaktorer större inverkan på konsumenter än på producenter (t.ex. för att miljön blir mindre förutsägbar och starka fluktuationer har starkare effekter för arter högre upp i näringskedjan). Följaktligen skulle konsumenterna vara avgörande i ekosystem som är gynnsamma för organismerna. Under ogynnsamma miljöförhållanden (och därmed låg produktivitet) skulle konkurrensen mellan anläggningarna vara avgörande. Var och en av dessa modeller har sina anhängare inom ekologisk vetenskap. Kombinationer av grundmodellerna har också föreslagits i stort antal. (t.ex.).

Ekosystemens temporära dimension

Som naturliga system har ekosystem en rumslig och en tidsmässig dimension. På den tidsmässiga nivån försöker man förstå de förändringar som sker, det vill säga systemets dynamik, under forskning. System kan förbli mer eller mindre oförändrade, eller så kan de bli föremål för (riktade eller slumpmässiga) förändringar. Eftersom levande organismer kan reagera på förändringar kan självreglerande processer äga rum i ekosystem, till skillnad från i livlösa system, vilket kan göra systemets reaktion på förändringar svår att förutsäga. För den holistiskt-organismiska tankegången inom forskning är dessa självreglerande processer av all avgörande betydelse, för dem är ett ekosystem därför analogt med en levande organism. Den mer reduktionistiska huvudströmmen för vetenskap erkänner de mönster och regelbundenheter som resulterar i systemutveckling, men anser inte att den starka tyngdpunkten på konstanthet som följer av organismens metafor är lämplig. Att undersöka förändringar som sker på ett helt kaotiskt och oreglerat sätt är möjligt, men vetenskapligt inte särskilt produktivt, eftersom kunskapen som fås på detta sätt knappast kunde generaliseras till något utanför det system som undersöks. Ekosystemforskning koncentrerar sig därför mestadels på mer eller mindre konstanta system eller åtminstone på dem vars förändring kan spåras tillbaka till förklarande faktorer. Utgångspunkten för forskning är därför (som vanligtvis är fallet inom vetenskapen) mönster och regelbundenheter i naturen själv.

Dynamik och beständighet, stabilitet

I många undersökta ekosystem observeras inga signifikanta förändringar under en längre tid; de är stabila över tiden. Stabilitet är trivialt om miljöfaktorerna och de abiotiska komponenterna i systemet inte har förändrats. Det är mer intressant om ett system kan behålla sin stabilitet även när yttre faktorer förändras. Forskning om dessa relationer har länge hämmats av tvetydigheten i begreppet stabilitet. Grimm och Wissel hittade z. Till exempel, i en litteraturstudie 163 olika definitioner av stabilitet relaterade till 70 begrepp. Idag (enligt Pimm 1984) görs vanligtvis skillnad mellan: uthållighet (få förändringar observeras vid långsiktiga observationer), motståndskraft (systemet återgår till sitt ursprungliga tillstånd efter störningar), motstånd (systemet förblir oförändrat länge tid vid störningar).

Stabilitet och beständighet i ekosystem är beroende av den rumsliga och tidsmässiga skala som beaktas. Beståndets storlek på en art kan t.ex. B. fluktuerar år efter år, men förblir densamma på längre sikt. Ekosystemens stabilitets- och stabilitetsförhållanden, särskilt sambandet mellan stabilitet och komplexitet, är aktiva forskningsområden inom ekologiska vetenskaper. De traditionella åsikterna om att ekosystem vanligtvis är i ekologisk jämvikt och att deras stabilitet ökar med en ökning av antalet arter eller biologisk mångfald har ifrågasatts alltmer i cirka 30 år.

Termen "störning"

I den tidsmässiga utvecklingen av ett ekosystem är begreppet störning ett nyckelbegrepp. Utan störningar är ett system uteslutande föremål för endogen dynamik. B. uppstår genom interaktioner mellan de involverade arterna. I det här sammanhanget är det viktigt att termen störning används i ekologi utan värdebedömning. En störning är inte en dålig sak i sig ; ofta kan vissa ekosystem bara upprätthållas genom regelbundna störningar (se nedan).

Storleken på en befolkning kan regleras av relationsstrukturen på en viss nivå, eller t.ex. Cykliska fluktuationer kan uppstå, till exempel på grund av fördröjda reaktioner (till exempel för däggdjurspopulationer). Riktade, permanenta förändringar i systemet kallas succession . En störning är en faktor som påverkar systemet och ändrar det utanför detta interna förhållande. Man skiljer ofta mellan sällsynta och större fel (katastrofer) och mindre och återkommande fel. Begreppet störning är också beroende av skalan, t.ex. Till exempel kan äta upp av ett betande djur ses som en störning för en enda växt, men som en beståndsdel och systemimmanent faktor för ängens ekosystem. White och Pickett försökte definiera fel i absoluta termer, och Smith ger en definition av extrema klimathändelser som fel. Det tidsmässiga mönstret för störningar eller störningsregimer är en avgörande faktor för många ekosystem, återkommande störningar som slåtter eller betar i gräsmarker, översvämningar i alluviala skogar, men också katastrofala störningar som skogsbränder eller stormar i skogens ekosystem kan ha en avgörande inverkan på strukturen och sammansättningen av ett ekosystem.

Äventyr och bedömning av ekosystem

värdering

”Ekosystem” i biologisk-vetenskaplig mening är en neutral term. Att tala om förekomsten av ett visst ekosystem eller stabiliteten i ett av dess stater innebär därför inte en positiv uppskattning på denna konceptuella nivå; Insatser för att skydda ekosystem måste motiveras separat. Naturvetenskap kan inte ge sådana motiveringar eftersom det krävs att alltid tillhandahålla värdefria beskrivningar och förklaringar. De förhållanden som uppstår efter förstörelsen av ett högt utvecklat ekosystem ska hanteras som ett ekosystem på samma sätt som det ursprungliga tillståndet, så länge någon form av liv fortfarande förekommer i dem. Ett ekosystem har bara ett värde om det har tilldelats det genom ett värdebeslut av människor. En uppfattning är att värdebeslutet ligger utanför naturvetenskapen. Det kan stödjas av vetenskapliga argument, men kan inte härledas från vetenskap eller från den vetenskapligt beskrivna naturen (jfr. Om detta: naturalistisk misstag , Humes lag ).

Till exempel är bevarandet av den mänskliga civilisationen, undvikande av lidande, skyddet av människoliv, bevarandet av den uttalade bebyggelsen på jorden och upprätthållandet eller ökningen av den mänskliga livskvaliteten mål som inte vetenskapligt kan klassificeras som " bra ": detta är nödvändigt det är en subjektiv utvärdering baserad på etiska eller moraliska föreställningar.

Bevarande för ekosystemtjänster kontra naturvård

Värden som tillskrivs ett ekosystem kan relateras till dess funktionsnivå, talar då ofta om ekosystemets funktion och ekosystemtjänster (engl. Ecosystem services ). Till exempel kan underhållet en skog med sin roll som kol -Speicher för att förhindra global uppvärmning , med dess erosion -verhütenden roll på branta sluttningar eller med sin positiva roll i bildandet av användbart grundvatten motiverat, och inte minst av det skördade här kommer trä eller dödat vilt.

Ekosystemtjänster är ofta utbytbara. Det är tänkbart att med lämpligt tekniskt och ekonomiskt utlägg kan CO 2 injiceras i djupa berglager och därmed dras ut ur atmosfären . Erosionsskydd kan också ersättas av gräsmark , grundvattenskydd genom användning av tekniska filter eller behandlat ytvatten. Miljöekonomiska studier visar att kostnaderna för teknisk substitution ofta är så höga att naturliga eller nästan naturliga ekosystem inte bör slarvas försiktigt av ekonomiska skäl. Man bör också komma ihåg att ekosystemets användbarhet också gradvis kan minskas mer och mer genom ständiga influenser, som inte kan ses på kort sikt. Inom miljöekonomi har ett speciellt område vuxit fram för studier av ekosystemtjänster (se TEEB -studie ).

Skyddet av naturliga ekosystem är i stort sett inte baserat på denna rent funktionella nivå. Om människor vill bevara biologisk mångfald i vissa ekosystem gör de det vanligtvis inte av funktionella skäl (även om det finns människor som vill motivera detta, till exempel med bevarande av ovanliga naturliga ämnen som grund för nya läkemedel). Naturens mångfald och komplexitet ges snarare sitt eget värde här. Miljöekonomer har lite svårt att motivera detta eftersom de inte går in i ekonomins universella värdemedium, dvs. H. Pengar, konverterar. Alternativt görs ett försök att förstå värdet genom att i undersökningar fråga hur mycket pengar respondenterna skulle vara villiga att ge för att rädda naturliga ekosystem.

Mänskliga ansträngningar att skapa ekosystem för bevarandet av själva naturen, t.ex. B. den biologiska mångfalden att skydda sammanfattas som naturvård . De flesta ansträngningar som gjorts på funktionsnivå, dvs. H. som syftar till direkt användbarhet och ekosystemtjänster är miljöskyddets område .

De olika motiveringar och värden som används för att bevara ekosystem kan komma i konflikt med varandra. Använda ekosystem ändras genom deras användning och är därför inte längre helt autonoma och naturliga. På grund av globala utsläpp från tekniska processer kan man idag anta att det praktiskt taget inte finns några mer helt opåverkade naturlandskap . I detta sammanhang delar ekologin upp ekosystemen i så kallade grader av hemerobi beroende på graden av mänskligt (antropogent) inflytande . Ju lägre grad, desto lägre är det antropogena inflytandet. Ofta skiljer man mellan den totala förstörelsen och nedbrytningen av ekosystem på grund av starka mänskliga influenser. De mest intakta ekosystemkomplexen finns i de oligohemeroba (nästan naturliga, lite påverkade) vildmarksområdena i världen. Biologiska mångfalden i använda ekosystem minskar ofta med ökande hemerobi, men det kan också öka. För marknära ekosystem och deras biologiska mångfald i Centraleuropa är intensifieringen av jordbruksanvändningen av gynnade områden med samtidig övergivande av marginella områden ett stort problem.Kulturella landskap baserade på traditionella användningsformer som hedar och gräsmarker försöker bevara naturvården pga. deras biologiska mångfald. Han begränsar därmed deras användbarhet för människor. Dessa konflikter förvärras i fattigare stater med omfattande och artrika ekosystem som dock knappast är användbara. Det sista argumentet för deras bevarande är ofta deras betydelse för turismen från rika länder. Det talas också alltmer om direkta överföringar från de rika till de fattiga.

vetenskap

År 2017 publicerade mer än 15 000 forskare en brådskande varning till mänskligheten , vilket visar att många ekosystemtjänster är allvarligt hotade och att chanserna för deras bevarande för närvarande bedöms negativt.

Snabb förändring av ekosystemet ("ekosystemkollaps")

Log -log -linjärt samband mellan rumsstorlek och varaktighet för 42 undersökta ekosystemkollaps

I mars 2020 visade forskare att större ekosystem kan kollapsa helt snabbare än man tidigare trott, Amazonas regnskog (till en savann) om ~ 50 år och korallreven i Karibien om ~ 15 år.

Koncepthistoria

Synen på att levande varelser och livsmiljöer måste ses tillsammans kan spåras tillbaka i vetenskapen till 1800 -talet, då John Scott Haldane skrev att "delar av en organism och dess omgivning bildar ett system". År 1928 talade Leipzigbiologen och limnologen Richard Woltereck om "ekologiska formsystem".

År 1935 skapade den brittiske biologen och geobotanisten Arthur George Tansley den nuvarande termen "ekosystem" (ekosystem). Hans definition av "ekosystem": "hela systemet (i fysisk mening) inklusive inte bara komplexet av organismer, utan också hela komplexet av fysiska faktorer som bildar det vi kallar miljön - livsmiljöfaktorerna i vid bemärkelse." "(I systemen) ... det sker konstant utbyte i de mest varierade formerna inom systemet, inte bara mellan organismerna, utan mellan organiska och oorganiska områden." Gäller fortfarande i denna form idag utan begränsningar. Hans systemkoncept är ett delvis observatörskonstruerat, mentalt isolat .

Den omedelbara orsaken till Tansleys formulering var en serie artiklar av den sydafrikanska ekologen John Phillips om det biotiska samhällets natur ( biotiska samhälle ). Phillips inspirerades av Jan Christiaan Smuts holism . I dessa artiklar förespråkade Phillips en "stark" tolkning av det biotiska samhället i betydelsen av begreppet en komplex organism som myntades av Frederic Edward Clements . Med sitt ganska mekanistiska förslag motsätter sig Tansley skarpt användningen av en idealistisk , empiriskt otillgänglig organismsmetafor i epistemologisk bemärkelse , till vilken hans term uttryckligen bör fungera som ett alternativ.

Utvecklingen av ett fysiskt format ekosystemkoncept har viktiga grundvalar i europeisk och nordamerikansk vattenekologi, särskilt limnologi . År 1877 myntade Kiel zoologiprofessor Karl August Möbius termen biocenos för den organismiska socialiseringen i ostronbankar . Stephen Alfred Forbes , en limnolog från Illinois, hänvisade till sjöar som "organiska system" med cyklisk metabolism ( materiens cykling ) 1887 , där överordnade kontrollmekanismer upprätthöll en balans. Medan Forbes arbete var litet mottaget utanför den amerikanska Mellanvästern, byggde August Thienemann upp den hydrobiologiska avdelningen för Kaiser Wilhelm Society i Plön från 1891 och framåt . Därifrån spred Thienemann sin syn på sjöar som biotiska system som härrör från växelverkan mellan levande varelser och miljön ("livsmiljö ( miljö ) och gemenskap ( biokoenos ) som en solid, organisk enhet", 1916). Thienemann använder termen ”holocoen”, som entomologen Karl Friedrichs introducerade 1927, som i stort sett är identisk med ”ekosystemet” (men närmare den holistiska, organismiska synen på Clements och Phillips).

Från 1920 -talet och framåt började allt mer exakta analyser av näringskedjor och material- och energiomsättningen som förekommer i dem dyka upp (t.ex. Charles Sutherland Elton , EV Borutsky, Chancey Juday). År 1939 ledde dessa studier till Thiemanns åtskillnad mellan producenter , konsumenter ( växtätare och köttätare ) och reducerare . Tansleys ekosystemkoncept tillämpades först systematiskt empiriskt i slutet av 1930 -talet av limnologen Raymond Laurel Lindeman , som arbetade i Minnesota och som presenterade den första fullständiga beskrivningen av energiomsättningen i ett (sjö) ekosystem. En annan inflytelserik forskningsinriktning var biogeokemin som grundades av ryssen Vladimir Ivanovich Wernadski , som föreställde utbyte av ämnen mellan levande varelser och miljön som ett utbyte inom ett kemiskt system. 1944 skapade den sovjetiska biologen Vladimir Nikolajewitsch Sukatschow sin term "biogeozoenosis", som användes i Östeuropa istället för ett ekosystem under lång tid (av geografiskt påverkade landskapsekologer ibland fram till idag). I samarbete med Lindemann sprider George Evelyn Hutchinson det ryska tillvägagångssättet.

Den amerikanska ekologen Eugene P. Odum hjälpte ekosystemkonceptet att få sitt internationella genombrott . År 1953 gav Odum ut sin korta lärobok "Principer för ekologi". Dess första sidor visar implicit det forskningsprogram som ekosystemforskning i stort följde fram till slutet av 1960 -talet.

Användning av termen utanför ekologi

företag

Ursprungligen lånat från engelska, termen ekosystem överförs också till affärsområdet och står sedan för hela aktörerna inom en bransch ( affärsekosystem ), på tyska talar man också om ekonomiska ekosystem eller företagsekosystem . I synnerhet viljan med tanke på startscenen och uppmuntrande entreprenörskap också grundare ekosystem och uppstart -Ökosystemen talade. RKW försöker upprätta denna term . Det mest kända exemplet på ett holistiskt start-ekosystem är Silicon Valley , och i Europa även stadsdelarna i Berlin .

Informationsteknologi

Med termen digitalt ekosystem är bildligt i informationsteknik , kallas en programvara och hårdvara - arkitektur , som är baserad på varje egen enhet, system och inträdeskrav och därför kräver lämpliga tillbehör och producerar. Ett exempel på ett slutet digitalt ekosystem är produkter från Apple -företaget .

Astrobiologi

Inom astrobiologi används termen också för möjligen existerande utomjordiska ("utomjordiska") ekosystem på exoplaneter och exomondes .

Se även

litteratur

  • J. Maynard Smith: Modeller i ekologi. Cambridge University Press, Cambridge 1974, ISBN 0-521-20262-0 .

webb-länkar

Wiktionary: ecosystem  - förklaringar av betydelser, ordets ursprung, synonymer, översättningar

Referenser

  1. Konvention om biologisk mångfald , ingick vid FN -konferensen i Rio de Janeiro den 5 juni 1992 (artikel 2 definitioner). Översättning av schweiziska federala administrationen.
  2. ^ Matthias Schaefer: Dictionaries of Biology: Ecology. (= UTB. 430). 3. Utgåva. Gustav Fischer, Jena 2002, ISBN 3-334-60362-8 , s. 231.
  3. ^ F. Stuart Chapin, Pamela A. Matson, Harold A. Mooney: Principles of Terrestrial Ecosystem Ecology . Springer, 2002, ISBN 0-387-95439-2 .
  4. ^ A b Kurt Jax: Ekologiska enheter: Definitioner och tillämpning. I: Quarterly Review of Biology. 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 A new global karta över markbundna ekoregioner ger ett innovativt verktyg för att bevara biologisk mångfald. I: BioScience. 51 (11), 2001, sid. 933-938.
  6. Murray W. Nabors : Botanik. Pearson Studium, 2007, ISBN 978-3-8273-7231-4 , s. 611ff.
  7. Richard Pott : General Geobotany. Biogeosystem och biologisk mångfald. 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: Implicit skalning inom ekologisk forskning. I: BioScience. Vol. 41 nr. 3, 1991, s. 148-154.
  9. JA Wien: Rumslig skalning i ekologi. I: Funktionell ekologi. 3, 1989, sid. 385-397.
  10. ^ Richard Pott: General Geobotany. Biogeosystem och biologisk mångfald. 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: Problemet med gränser för att definiera ekosystem: En potentiell landmin för att förena geomorfologi och ekologi. I: Geomorfologi. Volym 89, nummer 1-2, 2007, s. 111-126. doi: 10.1016 / j.geomorph.2006.07.014
  12. Veikko Huhta: Jordfaunans roll i ekosystem: En historisk genomgång. I: Pedobiologia. 50, 2007, s. 489-495. doi: 10.1016 / j.pedobi.2006.08.006 .
  13. Om begreppet modell: STA Pickett, ML Cadenasso: Ekosystemet som ett flerdimensionellt koncept: Betydelse, modell och metafor. I: Ekosystem. 5, 2002, s. 1-10.
  14. ^ William S. Currie: Naturenheter eller processer över skalor? Ekosystemkonceptet vid 75 års ålder. I: Ny fytolog. 190, 2010, s. 21-34. doi: 10.1111 / j.1469-8137.2011.03646.x
  15. Bernard C. Patten, Eugene P. Odum: Ekosystemens cybernetiska natur. I: The American Naturalist. Vol. 118, nr. 6, 1981, sid. 886-895.
  16. ^ A b Robert V. O'Neill: Är det dags att begrava ekosystemkonceptet? (med fullständig militär utmärkelse, naturligtvis) Inom: Ekologi. 82 (12), 2001, sid. 3275-3284.
  17. ^ Michael Begon, John L. Harper, Colin R. Townsend: Ekologi. Individer, befolkningar och samhällen. Översatt från engelska av Dieter Schroeder och Beate Hülsen. Birkhäuser Verlag, 1991, ISBN 3-7643-1979-8 , s. 680.
  18. om ansökan se Axel Kleidon , Yadvinder Malhi , Peter M. Cox : Maximal entropiproduktion i miljö- och ekologiska system. I: Philosophical Transactions of the Royal Society. Serie B, volym 365, nummer 1545, 2010. doi: 10.1098 / rstb.2010.0018 .
  19. ^ RE Ulanowicz, BM Hannon: Livet och produktionen av entropi. I: Proceedings of the Royal Society London. B, 232, 1987, sid. 181-192.
  20. HT Odum: Miljöredovisning: Emergy och miljöbeslut. Wiley, 1996.
  21. ^ Sven Erik Jørgensen: En integrerad ekosystemteori. I: Annals - European Academy of Science. (Liège), 2006–2007, s. 19–33 digitaliseradehttp: //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 ~ dubbelsidig% 3D ~ LT% 3D ~ PUR% 3D
  22. En översikt över ämnet tillhandahålls av Stijn Bruers: Energy and Ecology. Om entropiproduktion och analogin mellan vätska, klimat och ekosystem. Avhandling. Universiteit Leuven, 2007. Digitizedhttp: //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 ~ dubbelsidig% 3D ~ LT% 3D ~ PUR% 3D
  23. ^ RL Lindeman: Den trofisk-dynamiska aspekten av ekologi. I: Ekologi. 23, 1942, s. 399-418.
  24. ^ NG Hairston, FE Smith, LB Slobodkin: Samhällsstruktur, befolkningskontroll och konkurrens. I: amerikansk naturforskare. 44, 1960, sid. 421-425.
  25. Stephen D. Fretwell: Livsmedelskedjans dynamik: den centrala teorin om ekologi? I: Oikos. 50, nov 1987, s. 291-301.
  26. BA Quantity, JP Sutherland: Gemenskapsreglering: Variation i störningar, konkurrens och predation i förhållande till miljöstress och rekrytering. I: amerikansk naturforskare. 130, 1987, sid. 730-757.
  27. L. Oskanen, SD Fretwell, J. Aruda, P. Niemelä: Exploateringsekosystem i produktivitetsgradienter. I: amerikansk naturforskare. 118, 1981, sid. 240-261.
  28. ME Power: Top-down eller bottom-up-krafter i livsmedelsbanor: Har växter företräde? I: Ekologi. 73, 1992, sid. 733-746.
  29. Volker Grimm, Christian Wissel: Babel, eller de ekologiska stabilitetsdiskussionerna: en inventering och analys av terminologi och en guide för att undvika förvirring . I: Oecologia . tejp 109 , nr. 3 , 7 februari 1997, sid. 323-334 , doi : 10.1007 / s004420050090 , PMID 28307528 .
  30. ^ Stuart L. Pimm: Ekosystemens komplexitet och stabilitet. I: Naturen. 307, 1984, sid. 312-326. (PDF) ( Memento från 7 november 2012 i Internetarkivet )
  31. Termen resilience introducerades av: CS Holling : Resiliens och stabilitet i ekologiska system. I: Årlig granskning av ekologi och systematik. 4, 1973, s. 1-23.
  32. ^ Anthony R. Ives, Stephen R. Carpenter: Ekosystemens stabilitet och mångfald. I: Vetenskap. 317, 2007, s. 58-62. doi: 10.1126 / science.1133258
  33. ^ ÄR Sinclair: Däggdjursbefolkningsreglering, keystone -processer och ekosystemdynamik. I: Philosophical Transactions of the Royal Society London. B (2003), 358, sid. 1729-1740. ladda ner från rstb.royalsocietypublishing.org.
  34. se: Peter S. White, Anke Jentsch: The Search for Generalality in Studies of Disturbance and Ecosystem Dynamics. I: Framsteg i botanik. Vol. 62, Springer-Verlag, Berlin / Heidelberg 2001.
  35. ^ Melinda D. Smith: Ett ekologiskt perspektiv på extrema klimathändelser: en syntetisk definition och ramverk för att vägleda framtida forskning. I: Journal of Ecology. 99, 2011, s. 656-663. doi: 10.1111 / j.1365-2745.2011.01798.x
  36. se 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): Globala uppskattningar av värdet av ekosystem och deras tjänster i monetära enheter. I: Ekosystemtjänster. Volym 1, nummer 1, s. 50-61. doi: 10.1016 / j.ecoser.2012.07.005
  37. ^ Rattan Lal (2014): Jordvård och ekosystemtjänster. I: Internationell jord- och vattenbevarande forskning. Volym 2, nummer 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: Upprättande av IUCN: s röstlistakriterier för hotade ekosystem. I: Conservation Biology. 25, 2011, s. 21-29. doi: 10.1111 / j.1523-1739.2010.01598.x
  39. Tobias Köpare: Oljeproduktion i Ecuador: handel med avlats i regnskogen. I: Spiegel online. 29 juni 2009, hämtad 8 maj 2011 .
  40. William J. Ripple, Christopher Wolf, Thomas M. Newsome, Mauro Galetti, Mohammed Alamgir, Eileen Crist, Mahmoud I. Mahmoud, William F. Laurance och 15 364 livsvetare från 184 länder: World Scientists Warning to Humanity: A Second Notice . I: BioScience . tejp 67 , nej. 12 , 2017, s. 1026-1028 , doi : 10.1093 / biosci / bix125 .
  41. ^ A b Gregory S. Cooper, Simon Willcock, John A. Dearing: Regimskift sker oproportionerligt snabbare i större ekosystem . I: Nature Communications . 11, nr 1, 10 mars 2020, ISSN  2041-1723 , s. 1175. bibcode : 2020NatCo..11.1175C . doi : 10.1038 / s41467-020-15029-x . PMID 32157098 . PMC 7064493 (fulltext).
  42. ^ Ekosystem på Amazonas storlek "kan kollapsa inom decennier" . I: The Guardian , 10 mars 2020. 
  43. ^ Amazonas regnskog kan vara borta inom en livstid . I: EurekAlert! , 10 mars 2020. 
  44. Ekosystem i storleken på Amazon "kan kollapsa inom decennier" ( en ) I: The Guardian . 10 mars 2020. Åtkomst 13 april 2020.
  45. Richard Woltereck: Om specificiteten av livsmiljön, maten och kroppsformen i pelagiska Cladoceras och om "ekologiska formsystem". I: Biologisk Zentralblatt. 48, 1928, s. 521-551.
  46. ^ AG Tansley: Användning och missbruk av vegetationella termer och begrepp. I: Ekologi. 16, 1935, s. 284-307.
  47. ^ John Phillips: The Biotic Community. I: Journal of Ecology . Vol. 19, nr. 1, feb 1931, s. 1-24.
  48. ^ Frank Benjamin Golley: A History of the Ecosystem Concept in Ecology. Mer än summan av delarna. Yale University Press, New Haven / London 1993, s. 35ff.
  49. ^ Frank Benjamin Golley: A History of the Ecosystem Concept in Ecology. Mer än summan av delarna. Yale University Press, New Haven / London 1993, s. 40.
  50. Kurt Jax: Holocoen och ekosystem - om ursprung och historiska konsekvenser av två begrepp . I: Journal of the History of Biology . tejp 31 , nej. 1 , 1998, sid. 113-142 , doi : 10.1023 / A: 1004261607170 .
  51. ^ Frank Benjamin Golley: A History of the Ecosystem Concept in Ecology. Mer än summan av delarna. Yale University Press, New Haven / London 1993, s. 44ff.
  52. ^ Frank Benjamin Golley: A History of the Ecosystem Concept in Ecology. Mer än summan av delarna. Yale University Press, New Haven / London 1993, s. 62ff.
  53. Ny RKW-tidning om "Meeting Point: Start-Up Ecosystem" , RKW , tillgänglig 20 november 2015.
  54. ^ Matti Jalasvuori et al: Om virusens astrobiologiska relevans i utomjordiska ekosystem. I: International Journal of Astrobiology. Volym 8, nummer 2, 2009, s. 95-100. bibcode : 2009IJAsB ... 8 ... 95J ; Granskning av utomjordiska livsformer i extrema jordmiljöer, europlanet-eu.org, öppnade den 6 mars 2012.