ECOSISTEM ARTIFICIAL: CARACTERISTICI, TIPURI, FACTORI, EXEMPLE - MEDIU INCONJURATOR - 2025

Un ecosistem artificial este unul ale cărui componente biotice au fost determinate de oameni în scopuri specifice, cum ar fi producția agricolă. Acestea trebuie menținute în condiții de mediu controlate.

Termenul ecosistem sau sistem ecologic se referă la o unitate naturală, semi-naturală sau artificială care include toate ființele vii, sau factori biotici, într-o zonă dată, care interacționează cu componentele fizice și chimice ale mediului său sau factori abiotici.

Sursa: pixabay.com

Ecosistemele se caracterizează prin faptul că au o varietate definită de factori biotici sau biodiversitate și prin propriile modele de energie și fluxul de nutrienți în și între factorii lor biotici și abiotici. Pot fi clasificate ca naturale, semi-naturale și artificiale.

Spre deosebire de cele artificiale, ecosistemele naturale sunt cele care nu au fost modificate perceptibil de către oameni. Ecosistemele seminaturale sunt cele care păstrează o parte semnificativă din biodiversitatea lor inițială, în ciuda faptului că au fost modificate semnificativ de oameni.

caracteristici

Ecosistemele artificiale au o mare varietate de caracteristici, care variază în funcție de scopul pentru care au fost proiectate. În general, acestea au următoarele:

- Găzduiesc o biodiversitate mai mică decât cea a ecosistemelor naturale și semi-naturale. Componenta sa biotică este puternic dominată de specii extraterestre, sau exotice, introduse de oameni. Prezintă lanțuri alimentare simplificate. Diversitatea genetică este foarte scăzută, chiar și la speciile introduse.

- Din punct de vedere al nevoilor umane, acestea sunt mai productive sau mai ușor de utilizat decât ecosistemele naturale. Din acest motiv, au permis o creștere enormă a populației umane mondiale.

- Ele sunt vulnerabile la degradare și sunt atacate de dăunători, cu pierderi de utilitate pentru oameni, din cauza absenței biodiversității și a mecanismelor de autoreglare caracteristice ecosistemelor naturale. Reciclarea substanțelor nutritive este foarte limitată.

- Depind de intervenția umană pentru persistența lor. Când sunt abandonați, ei tind, într-un proces numit succesiune ecologică, să revină progresiv la starea ecosistemelor naturale.

În funcție de gradul de intervenție umană și de speciile colonizatoare disponibile, acest ultim proces permite recuperarea unei părți din complexitatea și biodiversitatea inițială.

Factorii biotici

În ecosistemele artificiale, plantele și animalele constau în principal din acele specii la care oamenii doresc să fie prezenți. Speciile originale din zonă sunt eliminate pentru a crea spațiu pentru speciile dorite sau pentru a se asigura că acestea din urmă beneficiază monopolistic de factorii abiotici disponibili.

În ecosistemele artificiale, speciile native sau introduse care pradă speciilor dorite sau care concurează cu ele pentru factori abiotici, sunt considerate dăunători, cu obiectivul eliminării lor sau, cel puțin, al controlului sistematic al acestora.

În ecosistemele artificiale, oamenii tolerează prezența acelor specii native sau introduse care nu afectează în mod negativ speciile dorite. În cazul anumitor specii native sau introduse care beneficiază de specia dorită, de exemplu, acționând ca biocontrolatori dăunători, prezența lor este uneori promovată.

Oamenii sunt factorul biotic cel mai determinant al ecosistemelor artificiale, fiind responsabili pentru crearea și întreținerea lor și pentru traiectoria pe care o urmează. De exemplu, un ecosistem artificial, cum ar fi un câmp de culturi, poate fi transformat de oameni într-un alt tip de ecosistem artificial, cum ar fi un parc urban.

Factorii abiotici

Factorii abiotici, cum ar fi clima și solurile, ale ecosistemelor artificiale extinse sunt de obicei identici cu cei ai ecosistemelor naturale care le-au precedat în zona pe care o ocupă.

Factorii abiotici de origine umană completă includ îngrășăminte, pesticide, poluanți chimici, căldură generată de electricitate și consumul de combustibili fosili, zgomot, gunoi de plastic, poluare ușoară și deșeuri radioactive. Exemple din acestea sunt catastrofele de la Cernobâl și Fukushima.

Un tip rar de ecosistem artificial este constituit din sisteme ecologice închise, cum ar fi capsulele spațiale, care sunt ecosisteme în care schimbul de materiale cu exteriorul nu este permis. Aceste ecosisteme au dimensiuni, în general, mici și sunt destinate unor scopuri experimentale.

În sistemele ecologice închise, factorii abiotici sunt determinați de experimentator. Dacă obiectivul este menținerea vieții umane sau animale, deșeurile, cum ar fi dioxidul de carbon, sau fecalele și urina, sunt factori abiotici care, cu participarea unui organism autotrof, trebuie transformați în oxigen, apă și alimente.

Tipuri și exemple reale

Ecosistemele artificiale pot fi clasificate în mai multe moduri. Cea mai comună clasificare le împarte în terestre și acvatice. Cu toate acestea, este de asemenea posibil să le împărțiți în orașe, suburbane și extraurbane, sau deschise și închise.

Desigur, este posibilă și combinarea acestor clasificări pentru a obține caracterizări precise. Astfel, de exemplu, ar exista un ecosistem artificial terestru urban deschis, sau un ecosistem artificial închis acvatic extra-urban.

Ecosisteme terestre artificiale

Sunt foarte frecvente deoarece oamenii sunt organisme terestre. Cea mai mare suprafață este ocupată de ceea ce este cunoscut sub denumirea de agroecosisteme, printre care se află fermele agricole și animale.

Importanța agroecosistemelor este atât de mare încât în ​​cadrul ecologiei există o subdisciplină numită agroecologie, care studiază relațiile plantelor cultivate și ale animalelor domestice cu mediul neînsuflețit.

Parcurile și grădinile publice și private sunt, de asemenea, importante. Cu nevoia lor de îngrijire constantă, cum ar fi îndepărtarea așa-numitelor buruieni, parcurile și grădinile demonstrează incapacitatea de autoreglare și autoconservare tipică ecosistemelor artificiale.

Orașele sunt, de asemenea, ecosisteme artificiale, în expansiune explozivă, adesea în detrimentul agroecosistemelor.

Alte exemple de ecosisteme terestre artificiale sunt plantațiile forestiere pentru producția de lemn și celuloză pentru ferme de hârtie, porci și păsări de curte, sere pentru producerea de legume, leguminoase și flori, parcuri zoologice, terenuri de golf, și terarii pentru reproducerea reptilelor amfibiene și artropode.

Ecosisteme acvatice artificiale

Am auzit cu toții despre acvarii, paduri de orez, canale de irigație, canale fluviale, hidroponice, rezervoare, iazuri pentru acvacultura peștilor și creveților, iazuri urbane și agricole, cuști plutitoare pentru acvacultura peștilor marini și iazuri de oxidare pentru tratat de canalizare. Acestea sunt exemple de ecosisteme acvatice artificiale.

Alterarea de către om a hidrosferei sau a unei părți a planetei ocupate de oceane, lacuri, râuri și alte corpuri de apă, pentru a crea în mod deliberat sau accidental ecosisteme artificiale are o importanță ecologică și economică.

Dependența noastră de corpuri de apă și de plante și animale acvatice, precum și funcțiile ecologice ale acestora este esențială pentru supraviețuirea noastră. Hidrosfera găzduiește o biodiversitate foarte bogată, oferă hrană, oxigenează atmosfera și servește pentru recreere și turism.

Poluarea mării și a râurilor cu materiale plastice și o infinitate de deșeuri de tot felul creează ecosisteme artificiale autentice cu o biodiversitate mult redusă, precum marea insulă de gunoi din Pacific, care este deja de trei ori mai mare decât Franța. Se estimează că până în 2050 oceanele planetei vor avea mai mult plastic decât peștele.

Ecosisteme artificiale închise

Planeta Pământ în ansamblu poate fi considerată un sistem ecologic închis, numit ecosistemă. Datorită modificării puternice și în creștere a omului, care, printre altele, produce o schimbare climatică anormală și va duce la pierderea a milioane de specii, ecosfera ar putea deveni un sistem ecologic artificial închis.

Oamenii au creat sisteme ecologice închise în scopuri de experimentare. Pe lângă capsule și laboratoare spațiale, acestea includ cele dezvoltate în proiecte (Biosfera 2, MELiSSA și BIOS-1, BIOS-2, BIOS-3) cu scopul de a experimenta cu sprijinul vieții în condiții de izolare de mediu. .

La scară foarte mică, terariile și acvariile pot fi folosite pentru a crea ecosisteme artificiale închise care adăpostesc plante și animale. Un recipient sau sticlă închisă care conține alimente sau băuturi care au fost contaminate cu microorganisme reprezintă, de asemenea, exemple de ecosisteme artificiale închise.

Relevanța pentru viitorul vieții terestre

Atunci când ocupă suprafețe mari, în special în regiunile tropicale bogate în endemisme biologice, ecosistemele artificiale provoacă o mare pierdere de biodiversitate. Această problemă este ilustrată de boomul plantațiilor de palmieri africani din Indonezia și de cultivarea soia și a animalelor din Amazon.

Creșterea populației umane necesită extinderea permanentă a ecosistemelor artificiale în detrimentul lumii naturale.

În parte, această extindere ar putea fi redusă prin îmbunătățirea eficienței productive a ecosistemelor artificiale existente și prin modificarea obiceiurilor de consum (de exemplu, consumul mai puțin de produse din carne) pentru a reduce amprenta umană.

Ecosistemele artificiale nu au capacitatea de autoreglare. Acest lucru s-ar aplica și în ecosferă dacă ar deveni un ecosistem artificial gigantic, cu consecințe catastrofale, nu numai în ceea ce privește stingerea a milioane de specii, ci pentru supraviețuirea umană în sine.

Utilizarea durabilă, adică utilizarea resurselor naturale într-un ritm mai mic decât capacitatea lor de reînnoire, presupune a face tot posibilul pentru a conserva cât mai multe ecosisteme naturale unice și a face ca ecosistemele artificiale să păstreze unele dintre caracteristici. condiții benigne ale ecosistemelor semi-naturale.

Referințe

1. Chapin, FS III, Matson, PA, Vitousek, PM Principiile ecologiei ecosistemului terestru. Springer, New York.
2. Clifford, C., Heffernan, J. 2018. ecosistemele acvatice artificiale. Apa, 10, dx.doi.org/10.3390/w10081096.
3. Fulget, N., Poughon, L., Richalet, J., Lasseur, C. 1999. Melissa: strategie globală de control a ecosistemului artificial prin utilizarea primelor principii modele ale compartimentelor. Progrese în cercetarea spațială, 24, 397–405.
4. Jørgensen, SE, ed. 2009. Ecologia ecosistemului. Elsevier, Amsterdam.
5. Korner, C., Arnone, JA Ill. 1992. Răspunsuri la dioxidul de carbon crescut în ecosistemele tropicale artificiale. Știință, 257, 1672-1675.
6. Molles, M. 2013. Ecologie: concepte și aplicații. McGraw-Hill, New York.
7. Nelson, M., Pechurkin, N. S, Allen, JP, Somova, LA, Gitelson, JI 2009. Sisteme ecologice închise, suport de viață spațială și biosfere. În: Wang, LK, ed. Manual de inginerie de mediu, Volumul 10: Biotehnologie de mediu. Humana Press, New York.
8. Quilleré, I., Roux, L., Marie, D., Roux, Y., Gosse, F., Morot-Gaudry, JF 1995. Un ecosistem productiv artificial bazat pe o asociație pește / bacterii / plante. 2. Performanță. Agricultură, ecosisteme și mediu, 53, 9-30.
9. Ripple, WJ, Wolf, C., Newsome, TM, Galetti, M., Alamgir, M., Crist, E., Mahmoud, MI, Laurance, WF și 15.364 oameni de știință din 184 de țări. Avertizarea oamenilor de știință mondială față de umanitate: oa doua notificare. BioScience, 67, 1026-1028.
10. Rönkkö, M. 2007. Un ecosistem artificial: dinamică emergentă și proprietăți reale. Viață artificială, 13, 159-187.
11. Savard, J.-PL, Clergeau, P., Mennechez, G. 2000. Conceptele de biodiversitate și ecosistemele urbane. Peisaj și urbanism, 48, 131–142.
12. Swenson, W., Wilson, DS, Elias, R. 2000. Selecția ecosistemului artificial. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 97, 9110–9114.