UMETNI EKOSISTEM: ZNAČILNOSTI, VRSTE, DEJAVNIKI, PRIMERI - OKOLJE - 2026

Umetni ekosistem je tista, katere biotska sestavni deli so bili določeni ljudje za posebne namene, kot je kmetijsko proizvodnjo. Vzdrževati jih je treba v nadzorovanih okoljskih pogojih.

Izraz ekosistem ali ekološki sistem se nanaša na naravno, polovično ali umetno enoto, ki vključuje vsa živa bitja ali biotske dejavnike na določenem območju, ki vplivajo na fizikalne in kemične sestavine njenega okolja, ali abiotični dejavniki.

Vir: pixabay.com

Za ekosisteme je značilno, da imajo opredeljeno raznolikost biotskih dejavnikov ali biotske raznovrstnosti ter svoje vzorce pretoka energije in hranil znotraj in med njihovimi biotskimi in abiotskimi dejavniki. Lahko jih uvrstimo med naravne, polnaravne in umetne.

Za razliko od umetnih so naravni ekosistemi tisti, ki jih ljudje niso zaznali. Polovični naravni ekosistemi so tisti, ki ohranijo pomemben del svoje prvotne biotske raznovrstnosti, čeprav so jo ljudje močno spremenili.

značilnosti

Umetni ekosistemi imajo široko paleto lastnosti, ki se razlikujejo glede na namen, za katerega so bili zasnovani. Na splošno si delijo naslednje:

- Imajo nižjo biotsko raznovrstnost kot naravni in polnaravni ekosistemi. Njegovo biotsko komponento močno prevladujejo tujerodne vrste ali eksotika, ki jih vnaša človek. Predstavljajo poenostavljene prehranske verige. Tudi pri vnesenih vrstah je genska raznolikost zelo majhna.

- Z vidika človekovih potreb so bolj produktivni ali lažji za uporabo kot naravni ekosistemi. Zaradi tega so omogočili ogromno rast svetovne človeške populacije.

- so ranljivi za degradacijo in trpijo zaradi napadov kuge, z izgubo uporabnosti za ljudi, ker ni biotske raznovrstnosti in samoregulativnih mehanizmov, značilnih za naravne ekosisteme. Recikliranje hranil je zelo omejeno.

- Od njihove vztrajnosti so odvisni od človeškega posredovanja. Ko so opuščeni, se ponavadi v procesu, imenovanem ekološka naslednica, postopoma vrnejo v stanje naravnih ekosistemov.

Glede na stopnjo človeškega posredovanja in razpoložljivih kolonizacijskih vrst ta zadnji postopek omogoča, da se povrne del prvotne zapletenosti in biotske raznovrstnosti.

Biotski dejavniki

V umetnih ekosistemih so rastline in živali sestavljene predvsem iz tistih vrst, ki jih želijo imeti ljudje. Prvotne vrste z območja se odstranijo, da se ustvari prostor za želene vrste ali da se zagotovi, da slednje monopolistično koristijo od razpoložljivih abiotskih dejavnikov.

V umetnih ekosistemih se za škodljivce štejejo domorodne ali vnesene vrste, ki plenijo želene vrste ali se z njimi konkurirajo zaradi abiotskih dejavnikov, s ciljem njihovega odstranjevanja ali vsaj sistematičnega zatiranja.

V umetnih ekosistemih človek dopušča prisotnost tistih avtohtonih ali vnesenih vrst, ki ne vplivajo negativno na želene vrste. V primeru nekaterih avtohtonih ali vnesenih vrst, ki koristijo želenim vrstam, na primer, če delujejo kot biokontrolerji škodljivcev, se včasih spodbuja njihova prisotnost.

Ljudje so najbolj odločilen biotski dejavnik umetnih ekosistemov, ki so odgovorni za njihovo ustvarjanje in vzdrževanje ter za pot, ki jim sledijo. Na primer, umetni ekosistem, kot je poljščina, lahko človek pretvori v drugo vrsto umetnega ekosistema, kot je mestni park.

Abiotični dejavniki

Abiotični dejavniki, kot so podnebje in tla ekstenzivnih umetnih ekosistemov, so običajno enaki kot naravni ekosistemi, ki so pred njimi imeli območje, ki ga zasedajo.

Abiotični dejavniki, ki so povsem človeškega izvora, vključujejo gnojila, pesticide, kemična onesnaževala, toploto, ki nastane zaradi porabe električne energije in fosilnih goriv, ​​hrup, plastično smeti, svetlobno onesnaženje in radioaktivne odpadke. Primeri slednjih so v katastrofih v Černobilu in Fukušimi.

Redko vrsto umetnega ekosistema sestavljajo zaprti ekološki sistemi, kot so vesoljske kapsule, ki so ekosistemi, v katerih izmenjava materiala z zunanjostjo ni dovoljena. Ti ekosistemi so na splošno majhne in so namenjeni poskusom.

V zaprtih ekoloških sistemih eksperimentator določi abiotske dejavnike. Če je cilj ohranjati življenje ljudi ali živali, so odpadki, kot je ogljikov dioksid ali iztrebki in urin, abiotski dejavniki, ki jih je treba s sodelovanjem avtotrofnega organizma pretvoriti v kisik, vodo in hrano.

Vrste in resnični primeri

Umetne ekosisteme lahko razvrstimo na več načinov. Najpogostejša razvrstitev jih deli na kopenske in vodne. Vendar pa jih je mogoče razdeliti tudi na mestne, primestne in izvenmestne ali odprte in zaprte.

Seveda je možno kombinirati tudi te klasifikacije, da bi dosegli natančne značilnosti. Tako bi na primer obstajal odprt urbani kopenski umetni ekosistem ali zaprt vodni zunajmestni umetni ekosistem.

Umetni kopenski ekosistemi

Zelo pogosti so, ker so ljudje kopenski organizmi. Največje območje zasedajo ti agroekosistemi, med katerimi so kmetijske in živinorejske kmetije.

Pomen agroekosistemov je tako velik, da znotraj ekologije obstaja poddisciplina, imenovana agroekologija, ki preučuje odnose gojenih rastlin in domačih živali z neživim okoljem.

Pomembni so tudi javni in zasebni parki in vrtovi. S svojo potrebo po stalni oskrbi, kot je odstranjevanje tako imenovanega plevela, parkov in vrtov, izkazujejo nezmožnost samoregulacije in samoohranitve, značilne za umetne ekosisteme.

Mesta so tudi umetni ekosistemi v eksplozivni ekspanziji, pogosto na račun agroekosistemov.

Drugi primeri umetnih kopenskih ekosistemov so gozdni nasadi za proizvodnjo lesa in celuloze za papir, prašičje in perutninske farme, rastlinjaki za pridelavo zelenjave, stročnic in cvetja, živalski vrtovi, igrišča za golf, ter terariji za razmnoževanje dvoživk in členonožcev plazilcev.

Umetni vodni ekosistemi

Vsi smo že slišali za akvarije, riže, namakalne kanale, rečne kanale, hidroponike, rezervoarje, ribnike za ribogojstvo rib in koz, mestne in kmetijske ribnike, plavajoče kletke za ribogojstvo morskih rib in oksidacijske bare za pogodbo odplak. To so primeri umetnih vodnih ekosistemov.

Sprememba hidrosfere ali dela planeta, ki ga zasedajo oceani, jezera, reke in druga vodna telesa, da bi namerno ali po naključju ustvarili umetne ekosisteme, je velikega ekološkega in gospodarskega pomena.

Naša odvisnost od vodnih in vodnih rastlin in živali ter njihovih ekoloških funkcij je ključnega pomena za naše preživetje. V hidrosferi živi zelo bogata biotska raznovrstnost, zagotavlja hrano, oksigenira ozračje in služi za rekreacijo in turizem.

Onesnaževanje morja in rek s plastiko in neskončnimi odpadki vseh vrst ustvarja pristne umetne ekosisteme z močno zmanjšano biotsko raznovrstnostjo, kot je na primer velik smetiški otok v Tihem oceanu, ki je že trikrat večji od Francije. Ocenjujejo, da bo do leta 2050 na planetih v oceanih več plastike kot rib.

Zaprti umetni ekosistemi

Planet Zemljo kot celoto lahko štejemo za zaprt ekološki sistem, imenovan ekosfera. Zaradi močne in naraščajoče človeške spremembe, ki med drugim povzroča nenormalne podnebne spremembe in bo povzročila izgubo milijonov milijonov, bi lahko ekosfera postala zaprti umetni ekološki sistem.

Ljudje so ustvarili zaprte ekološke sisteme za namene eksperimentiranja. Poleg kapsul in vesoljskih laboratorijev spadajo tudi tisti, ki so bili razviti v projektih (Biosphere 2, MELiSSA in BIOS-1, BIOS-2, BIOS-3) z namenom eksperimentiranja s podporo življenju v okolju izoliranosti. .

V zelo majhnem obsegu je mogoče terarije in akvarije uporabiti za ustvarjanje zaprtih umetnih ekosistemov, v katerih so rastline in živali. Zaprta posoda ali steklenica, v kateri so živila ali pijače, ki so bili onesnaženi z mikroorganizmi, prav tako predstavljajo primere zaprtih umetnih ekosistemov.

Pomembnost prihodnosti zemeljskega življenja

Ko zasedajo velika območja, zlasti v tropskih regijah, bogatih z biološkim endemizmom, umetni ekosistemi povzročajo veliko izgubo biotske raznovrstnosti. To težavo ponazarja razcvet v nasadih afriških palm v Indoneziji ter gojenje soje in živine v Amazoniji.

Za rast človeške populacije je potrebna stalna širitev umetnih ekosistemov na račun naravnega sveta.

Deloma bi lahko to širitev zmanjšali z izboljšanjem proizvodne učinkovitosti obstoječih umetnih ekosistemov in s spreminjanjem potrošniških navad (na primer z uživanjem manj mesnih izdelkov), da bi zmanjšali človeški odtis.

Umetnim ekosistemom ni zmogljivosti za samoregulacijo. To bi veljalo tudi za ekosfero, če bi postal velikanski umetni ekosistem s katastrofalnimi posledicami, ne samo v smislu izumrtja milijonov vrst, temveč tudi za človekovo preživetje.

Trajnostna raba, torej uporaba naravnih virov s stopnjo, manjšo od njihove obnove, pomeni, da naredimo vse, kar je mogoče, da ohranimo čim več edinstvenih naravnih ekosistemov in da umetni ekosistemi ohranijo nekatere značilnosti benigne razmere pol naravnih ekosistemov.

Reference

1. Chapin, FS III, Matson, PA, Vitousek, PM Načela kopenske ekosisteme. Springer, New York.
2. Clifford, C., Heffernan, J. 2018. Umetni vodni ekosistemi. Voda, 10, dx.doi.org/10.3390/w10081096.
3. Fulget, N., Poughon, L., Richalet, J., Lasseur, C. 1999. Melissa: globalna strategija nadzora umetnega ekosistema z uporabo prvih principov modelov predelkov. Napredek v vesoljskih raziskavah, 24, 397–405.
4. Jørgensen, SE, ed. 2009. Ekosistemska ekologija. Elsevier, Amsterdam.
5. Korner, C., Arnone, JA Ill. 1992. Odzivi na povišan ogljikov dioksid v umetnih tropskih ekosistemih. Znanost, 257, 1672-1675.
6. Molles, M. 2013. Ekologija: koncepti in aplikacije. McGraw-Hill, New York.
7. Nelson, M., Pechurkin, N. S, Allen, JP, Somova, LA, Gitelson, JI 2009. Zaprti ekološki sistemi, vesoljska življenjska podpora in biosfere. V: Wang, LK, ur. Priročnik okoljskega inženiringa, letnik 10: Okoljska biotehnologija. Humana Press, New York.
8. Quilleré, I., Roux, L., Marie, D., Roux, Y., Gosse, F., Morot-Gaudry, JF 1995. Umetni produktivni ekosistem, ki temelji na povezavi rib / bakterij / rastlin. 2. Delovanje. Kmetijstvo, ekosistemi in okolje, 53, 9–30.
9. Ripple, WJ, Wolf, C., Newsome, TM, Galetti, M., Alamgir, M., Crist, E., Mahmoud, MI, Laurance, WF in 15.364 znanstvenikov iz 184 držav. Opozorilo svetovnih znanstvenikov za človeštvo: drugo obvestilo. BioScience, 67, 1026-1028.
10. Rönkkö, M. 2007. Umetni ekosistem: nova dinamika in življenjske lastnosti. Umetno življenje, 13, 159–187.
11. Savard, J.-PL, Clergeau, P., Mennechez, G. 2000. Pojmi biotske raznovrstnosti in urbani ekosistemi. Krajina in urbanizem, 48, 131–142.
12. Swenson, W., Wilson, DS, Elias, R. 2000. Umetni izbor ekosistemov. Zbornik Nacionalne akademije znanosti ZDA, 97, 9110–9114.