MĀKSLĪGĀ EKOSISTĒMA: RAKSTURLIELUMI, VEIDI, FAKTORI, PIEMĒRI - VIDE - 2025

Mākslīgā ekosistēma ir viena, kura biotisko komponenti ir noteikti cilvēki īpašiem mērķiem, piemēram, lauksaimniecisko ražošanu. Tos nepieciešams uzturēt kontrolētos vides apstākļos.

Termins ekosistēma vai ekoloģiskā sistēma attiecas uz dabisku, daļēji dabisku vai mākslīgu vienību, kas attiecīgajā apgabalā ietver visas dzīvās būtnes vai biotiskos faktorus, kuri mijiedarbojas ar tās vides fizikālajiem un ķīmiskajiem komponentiem, vai abiotiskie faktori.

Avots: pixabay.com

Ekosistēmām ir raksturīga noteikta biotisko faktoru vai bioloģiskās daudzveidības dažādība, kā arī enerģijas un barības vielu plūsmas modeļi biotisko un abiotisko faktoru iekšienē un starp tiem. Tos var klasificēt kā dabiskus, daļēji dabiskus un mākslīgus.

Atšķirībā no mākslīgajām, dabiskās ekosistēmas ir tās, kuras cilvēki nav jūtami mainījuši. Daļēji dabiskās ekosistēmas ir tās, kuras saglabā ievērojamu savas sākotnējās bioloģiskās daudzveidības daļu, neskatoties uz to, ka cilvēki tās ir ievērojami mainījušas.

raksturojums

Mākslīgajām ekosistēmām ir ļoti dažādas pazīmes, kas atšķiras atkarībā no mērķa, kuram tās tika izstrādātas. Parasti viņiem ir šāda informācija:

- Viņiem ir zemāka bioloģiskā daudzveidība nekā dabiskajām un daļēji dabiskajām ekosistēmām. Tās biotiskajā komponentā spēcīgi dominē svešzemju sugas jeb eksotika, ko ieviesuši cilvēki. Viņi piedāvā vienkāršotas pārtikas ķēdes. Pat ieviesto sugu ģenētiskā daudzveidība ir ļoti zema.

- No cilvēku vajadzībām raugoties, tās ir produktīvākas vai vieglāk lietojamas nekā dabiskās ekosistēmas. Šī iemesla dēļ viņi ļāva milzīgi pieaugt pasaules cilvēku skaitam.

- Viņi ir neaizsargāti pret degradāciju un kaitēkļu uzbrukumiem, zaudējot derīgumu cilvēkiem, jo ​​nav bioloģiskās daudzveidības un dabiskajām ekosistēmām raksturīgo pašregulācijas mehānismu. Barības vielu pārstrāde ir ļoti ierobežota.

- Pastāvība ir atkarīga no cilvēka iejaukšanās. Pēc atteikšanās no procesa, ko sauc par ekoloģisko pēctecību, viņiem ir tendence pakāpeniski atgriezties dabisko ekosistēmu stāvoklī.

Atkarībā no cilvēka iejaukšanās pakāpes un pieejamajām kolonizējošajām sugām šis pēdējais process ļauj atgūt daļu no sākotnējās sarežģītības un bioloģiskās daudzveidības.

Biotiskie faktori

Mākslīgās ekosistēmās augus un dzīvniekus galvenokārt veido tās sugas, kurās cilvēki vēlas atrasties. Sākotnējās sugas no teritorijas tiek noņemtas, lai radītu vietu vēlamajām sugām vai nodrošinātu, ka pēdējās monopolistiski gūst labumu no pieejamajiem abiotiskajiem faktoriem.

Mākslīgās ekosistēmās par kaitēkļiem tiek uzskatītas vietējās vai ieviestās sugas, kuras medī vēlamajās sugās vai konkurē ar tām par abiotiskiem faktoriem, ar mērķi tos iznīcināt vai vismaz sistemātiski kontrolēt.

Mākslīgās ekosistēmās cilvēki panes tādu vietējo vai ieviesto sugu klātbūtni, kuras nelabvēlīgi neietekmē vēlamās sugas. Dažām vietējām vai ieviestām sugām, kas dod labumu vēlamajām sugām, piemēram, darbojoties kā kaitēkļu biokontrolleri, dažkārt tiek veicināta to klātbūtne.

Cilvēks ir mākslīgo ekosistēmu noteicošais biotiskais faktors, kas ir atbildīgs par to izveidi un uzturēšanu, kā arī par sekojošo trajektoriju. Piemēram, mākslīgo ekosistēmu, piemēram, labības lauku, cilvēki var pārveidot par cita veida mākslīgo ekosistēmu, piemēram, pilsētas parku.

Abiotiskie faktori

Plašu mākslīgo ekosistēmu abiotiskie faktori, piemēram, klimats un augsne, parasti ir tādi paši kā dabiskajām ekosistēmām, kas pirms tām atradās apgabalā, kurā tās atrodas.

Cilvēka izcelsmes abiotiski faktori ir minerālmēsli, pesticīdi, ķīmiskie piesārņotāji, siltums, ko rada elektrība un fosilā kurināmā patēriņš, troksnis, plastmasas atkritumi, gaismas piesārņojums un radioaktīvie atkritumi. Pēdējo piemēri ir Černobiļas un Fukušimas katastrofās.

Retu veidu mākslīgo ekosistēmu veido slēgtas ekoloģiskās sistēmas, piemēram, kosmosa kapsulas, kas ir ekosistēmas, kurās materiālu apmaiņa ar ārpusi nav atļauta. Šīs ekosistēmas parasti ir maza izmēra un paredzētas eksperimentāliem mērķiem.

Slēgtās ekoloģiskās sistēmās abiotiskos faktorus nosaka eksperimentētājs. Ja mērķis ir uzturēt cilvēku vai dzīvnieku dzīvības, atkritumi, piemēram, oglekļa dioksīds vai fekālijas un urīns, ir abiotiski faktori, kas, piedaloties autotrofiskam organismam, jāpārvērš skābeklī, ūdenī un pārtikā.

Veidi un reāli piemēri

Mākslīgās ekosistēmas var klasificēt dažādos veidos. Visizplatītākā klasifikācija tos sadala virszemes un ūdens. Tomēr ir arī iespējams tos sadalīt pilsētas, piepilsētas un ārpuspilsētas, kā arī atvērtās un slēgtās.

Protams, ir iespējams arī apvienot šīs klasifikācijas, lai iegūtu precīzu raksturojumu. Tā, piemēram, būtu atvērta sauszemes sauszemes mākslīgā ekosistēma vai slēgta ārpuspilsētas mākslīgā ekosistēma ārpus pilsētas.

Mākslīgās sauszemes ekosistēmas

Tie ir ļoti izplatīti, jo cilvēki ir sauszemes organismi. Lielāko platību aizņem tā dēvētās agroekosistēmas, starp kurām ir lauksaimniecības un lopkopības saimniecības.

Agroekosistēmu nozīme ir tik liela, ka ekoloģijā pastāv apakšdisciplīna, ko sauc par agroekoloģiju, kas pēta kultivēto augu un mājas dzīvnieku attiecības ar nedzīvo vidi.

Svarīgi ir arī publiskie un privātie parki un dārzi. Tā kā viņiem nepieciešama pastāvīga aprūpe, piemēram, tā saukto nezāļu noņemšana, parki un dārzi pierāda mākslīgajām ekosistēmām raksturīgo pašregulācijas un pašsaglabāšanās spēju.

Pilsētas ir arī mākslīgas ekosistēmas sprādzienbīstamā ekspansijā, bieži uz agroekosistēmu rēķina.

Citi mākslīgo sauszemes ekosistēmu piemēri ir meža plantācijas koksnes un celulozes ražošanai papīra, cūku un mājputnu fermām, siltumnīcas dārzeņu, pākšaugu un ziedu ražošanai, zooloģiskie dārzi, golfa laukumi, un terāriji abinieku un posmkāju rāpuļu pavairošanai.

Mākslīgās ūdens ekosistēmas

Mēs visi esam dzirdējuši par akvārijiem, rīsu aplokiem, apūdeņošanas kanāliem, upju kanāliem, hidroponiku, rezervuāriem, zivju un garneļu akvakultūras dīķiem, pilsētu un lauksaimniecības dīķiem, peldošiem būriem jūras zivju akvakultūrai un līgumu par oksidācijas dīķiem. notekūdeņu. Šie ir mākslīgo ūdens ekosistēmu piemēri.

Liela ekoloģiskā un ekonomiskā nozīme ir hidrosfēras vai planētas daļas, ko aizņem okeāni, ezeri, upes un citas ūdenstilpes, izmaiņām cilvēka apzināti vai nejauši izveidotās mākslīgās ekosistēmās.

Mūsu izdzīvošanai ir būtiska atkarība no ūdenstilpēm, ūdens augiem un dzīvniekiem, kā arī to ekoloģiskās funkcijas. Hidrosfērā dzīvo ļoti bagāta bioloģiskā daudzveidība, tā nodrošina pārtiku, skābekli atmosfērā un kalpo atpūtai un tūrismam.

Jūras un upju piesārņojums ar plastmasu un visu veidu atkritumu bezgalība rada autentiskas mākslīgas ekosistēmas ar ievērojami samazinātu bioloģisko daudzveidību, piemēram, lieliskā atkritumu sala Klusajā okeānā, kas jau trīs reizes pārsniedz Francijas lielumu. Tiek lēsts, ka līdz 2050. gadam planētas okeānos būs vairāk plastmasas nekā zivīs.

Slēgtas mākslīgās ekosistēmas

Zemes planētu kopumā var uzskatīt par slēgtu ekoloģisko sistēmu, ko sauc par ekosfēru. Sakarā ar spēcīgajām un pieaugošajām cilvēku izmaiņām, kas cita starpā rada neparastas klimata izmaiņas un kas novedīs pie miljonu sugu zaudēšanas, ekosfēra varētu kļūt par slēgtu mākslīgo ekoloģisko sistēmu.

Cilvēki eksperimentu vajadzībām ir izveidojuši slēgtas ekoloģiskās sistēmas. Papildus kapsulām un kosmosa laboratorijām, tie ietver tos, kas izstrādāti projektos (Biosphere 2, MELiSSA un BIOS-1, BIOS-2, BIOS-3) ar mērķi eksperimentēt ar dzīvības atbalstu vides izolācijas apstākļos. .

Ļoti mazā mērogā terārijus un akvārijus var izmantot, lai izveidotu slēgtas mākslīgās ekosistēmas, kurās tiek izvietoti augi un dzīvnieki. Slēgtā tvertnē vai pudelē ar pārtiku vai dzērieniem, kas ir piesārņoti ar mikroorganismiem, ir arī slēgtu mākslīgo ekosistēmu piemēri.

Atbilstība sauszemes dzīves nākotnei

Kad mākslīgās ekosistēmas aizņem lielas platības, jo īpaši tropiskajos reģionos, kas bagāti ar bioloģiskiem endēmismiem, tie ievērojami samazina bioloģisko daudzveidību. Šo problēmu ilustrē uzplaukums Āfrikas palmu plantācijās Indonēzijā un sojas pupu un lopkopības audzēšanā Amazones apgabalā.

Cilvēku skaita palielināšanās prasa mākslīgo ekosistēmu pastāvīgu paplašināšanu uz dabiskās pasaules rēķina.

Daļēji šo izplešanos var samazināt, uzlabojot esošo mākslīgo ekosistēmu produktīvo efektivitāti un mainot patēriņa ieradumus (piemēram, ēdot mazāk gaļas produktu), lai samazinātu cilvēku nospiedumu.

Mākslīgajām ekosistēmām trūkst pašregulācijas spējas. Tas attiektos arī uz ekosfēru, ja tā kļūtu par gigantisku mākslīgo ekosistēmu, kurai būtu katastrofālas sekas ne tikai miljonu sugu izmiršanā, bet arī pašu cilvēku izdzīvošanā.

Ilgtspējīga izmantošana, tas ir, dabas resursu izmantošana zemākā ātrumā nekā to atjaunošanas spēja, nozīmē darīt visu iespējamo, lai saglabātu pēc iespējas vairāk unikālu dabisko ekosistēmu un liktu mākslīgajām ekosistēmām saglabāt dažas raksturīgās pazīmes daļēji dabisko ekosistēmu labdabīgi apstākļi.

Atsauces

1. Chapin, FS III, Matson, PA, Vitousek, PM Sauszemes ekosistēmas ekoloģijas principi. Springers, Ņujorka.
2. Clifford, C., Heffernan, J. 2018. Mākslīgās ūdens ekosistēmas. Ūdens, 10, dx.doi.org/10.3390/w10081096.
3. Fulget, N., Poughon, L., Richalet, J., Lasseur, C. 1999. Melissa: mākslīgās ekosistēmas globālās kontroles stratēģija, izmantojot nodalījumu pirmos principus. Advances in Space Research, 24., 397. – 405.
4. Jørgensen, SE, ed. 2009. Ekosistēmas ekoloģija. Elsevier, Amsterdama.
5. Korner, C., Arnone, JA Ill. 1992. Atbildes uz paaugstinātu oglekļa dioksīda daudzumu mākslīgās tropu ekosistēmās. Zinātne, 257, 1672-1675.
6. Molles, M. 2013. Ekoloģija: jēdzieni un pielietojumi. McGraw-Hill, Ņujorka.
7. Nelsons, M., Pečurkins, N. S, Allens, JP, Somova, LA, Gitelson, JI 2009. Slēgtas ekoloģiskās sistēmas, kosmosa dzīves atbalsts un biosfēras. In: Wang, LK, ed. Vides inženierijas rokasgrāmata, 10. sējums: Vides biotehnoloģija. Humana Press, Ņujorka.
8. Quilleré, I., Roux, L., Marie, D., Roux, Y., Gosse, F., Morot-Gaudry, JF 1995. Mākslīga produktīva ekosistēma, kuras pamatā ir zivju / baktēriju / augu asociācija. 2. Izpildījums. Lauksaimniecība, ekosistēmas un vide, 53, 9–30.
9. Ripple, WJ, Wolf, C., Newsome, TM, Galetti, M., Alamgir, M., Crist, E., Mahmoud, MI, Laurance, WF un 15 364 zinātnieki no 184 valstīm. Pasaules zinātnieku brīdinājums cilvēcei: otrs paziņojums. BioScience, 67, 1026-1028.
10. Rönkkö, M. 2007. Mākslīgā ekosistēma: topošā dinamika un dzīvesveida īpašības. Mākslīgā dzīve, 13., 159. – 187.
11. Savard, J.-PL, Clergeau, P., Mennechez, G. 2000. Bioloģiskās daudzveidības koncepcijas un pilsētu ekosistēmas. Ainavu un pilsētplānošana, 48, 131. – 142.
12. Swenson, W., Wilson, DS, Elias, R. 2000. Mākslīgās ekosistēmas atlase. ASV Nacionālās zinātņu akadēmijas raksti, 97, 9110–9114.