Экосистема

Экосистема ( древнегреческое οἶκος oikós , дом и σύστημα sýstema « скомпилированный », «связанный») - технический термин экологических наук . Экосистема состоит из сообщества организмов нескольких видов ( биоценозов ) и их неживой среды, которая известна как среда обитания , среда обитания или биотоп .

Термин экосистема используется в области естественных наук в неповерхностной смысле. Однако в политике и повседневной жизни часто говорят, что экосистемы сами по себе заслуживают защиты. Когда это происходит, подразумеваются не экосистемы в целом, а конкретные экосистемы или биотопы , которые рассматриваются как полезные, ценные или заслуживающие защиты.

Разграничение срока

Определения

Экосистема - это «динамичный комплекс сообществ, состоящий из растений, животных и микроорганизмов, а также их неживой среды, которые взаимодействуют как функциональная единица». Это общее определение используется в Конвенции о биологическом разнообразии . Следующие определения экологов очень похожи:

Природа и свойства экосистемы интерпретируются экологами по-разному: некоторые предполагают их реальное существование , которое только обнаруживают и описывают исследователи ( онтологический подход). Большинство исследователей считают их абстракциями, сначала «созданными» наблюдателем , которые должны подходить для конкретной цели, но также могут быть определены и разграничены по-разному в другом контексте ( эпистемологический подход).

Чтобы проиллюстрировать это, давайте рассмотрим конкретную экосистему, например, хвойный лес на севере Скандинавии, где преобладают сосны. Будет ли это все та же экосистема, если вместо этого через несколько лет там будет расти елей значительно больше, чем сосен? А что, если самое обычное хвойное дерево было заменено другим? Некоторые экологи говорят, что экосистема изменилась по своему характеру, когда ее сообщество резко изменилось в результате такого обмена видами. Для других это была бы та же система, поскольку ее общая форма и важные экологические процессы, такие как первичное производство , остались примерно такими же. Для них это была бы другая система, только если бы изменились ее функциональные компоненты, то есть потоки энергии и материала . Для этих экологов видовой состав менее важен.

Похожие термины

Связанные крупномасштабные экосистемы определенного района также называют экорегионом или биомом .

Основные типы крупномасштабных наземных и водных экосистем также известны как биомы . Здесь необходимо проводить различие между научным и общепринятым использованием термина «экосистема»: многое из того, что обычно называют «экосистемой», в основном технически именуется « биомом ». Термин «биом» восходит к Фредерику Эдварду Клементсу , но сегодня его придумал геоботаник Генрих Вальтер . Биомы (или меньшая единица: биогеоценозы) - это эмпирически и описательно полученные участки земной поверхности, которые могут быть охарактеризованы определенным сообществом (особенно: растительностью). Функциональный аспект экологической «системы» может отойти на второй план. Биомы можно рассматривать как экосистемы, но не обязательно; их часто принимают чисто биогеографически. Однако, поскольку этот термин совершенно не распространен за пределами специализированной общественности, в популярных публикациях он обычно означает «экосистема». Биомы, используя пример лесов, будут, например, тропическим дождевым лесом , умеренным дождевым лесом , северным хвойным лесом , субтропическим лесом Хартлауб , лавровым лесом , умеренным (умеренным), лиственным лесом.

Сопоставимые экосистемы отдельных больших территорий, которые имеют одинаковую структуру с точки зрения их внешнего вида, но не с точки зрения видового состава, могут быть объединены в абстрактные единицы (например, бореальные хвойные леса , пустыня , степь ). В зависимости от того, как на это смотреть, в специальной литературе говорят о растительных или растительных формаций , растительных зон , zonobiomes или эко-зон .

Свойства экосистем

Размер и ограничения

Определение «экосистема» не включает каких-либо ограничений на определенный размер (независимость от масштаба), независимо от того, определяется ли этот размер пространственно или функционально. Следовательно, экосистемы могут быть разных размеров. Разлагающийся пень можно рассматривать как экосистему; также и лес, в котором стоит пень. Однако многие экологи используют термин «экосистема» в более широком контексте. Самая большая экосистема - это биосфера , в которую входят все наземные и водные экосистемы.

Как открытые системы, экосистемы не имеют реальных системных границ по сравнению с остальной биосферой. Ограниченные экосистемы - это конструкции, выбранные исследователем. Таким образом, разграничение является прагматическим решением (основанным на вопросе, исследовательском интересе или доступном бюджете) и не обязательно соответствует фактическому разграничению по своему характеру. В идеале следует выбирать подсистемы, структура отношений внутри которых более значима, чем структура взаимоотношений с внешним миром, то есть которые связаны со своей средой посредством как можно более простых и минимально возможных взаимодействий. Термин экотоп был придуман для обозначения пространственного разграничения и расположения экосистемы, что не очень распространено за пределами ландшафтной экологии.

Чтобы лучше понять взаимосвязь, ученые иногда создают в лаборатории значительно упрощенные экосистемы, содержащие всего несколько видов; для этого стал использоваться технический термин «микрокосмы».

Отношения

Системная концепция подразумевает функциональное рассмотрение причинно-следственных связей, выходящее за рамки простого морфологического / топографического описания, особенно в форме материальных и энергетических потоков. Если часть природы рассматривается как экосистема, понимание естественных закономерностей и взаимосвязей часто достигается путем создания модели реальности. Такая модель может быть вербальной, графической или математической. В экосистемных исследованиях, например, в основном ищут количественные модели, которые могут быть выражены математическим языком. Некоторые аспекты экосистем могут быть выражены в терминах систем дифференциальных уравнений . Также используются термины из термодинамики и статистической физики.

Между сообществом организмов экосистемы существует множество взаимосвязей и зависимостей. К ним относятся, например, трофические отношения между различными типами экосистемы, такие как обмен веществами между первичными продуцентами и гетеротрофные звенья пищевой цепи в форме симбиотических отношений ( микориза ), паразитизм и сапрофилия .

Организмы биоценоза влияют на материальный цикл и находятся под влиянием абиотических факторов . В ботанике они называются факторами местоположения .

Открытость, динамизм, сложность

В науке термин «экосистема» используется как нечеткий уровень наблюдения, который связывает экологию сообществ с подходами теории систем и кибернетики . Однако этот термин является скорее парадигмой, которая предписывает определенную точку зрения и не может использоваться для прогнозирования конкретных свойств объекта исследования. Некоторые экологи даже полностью избегают этого термина, потому что, с их точки зрения, сообщество и его экология достаточны для обработки; поэтому он не используется в очень распространенном учебнике по экологии.

Следующие термины часто используются для описания общих свойств экосистем:

  • open: экосистемы - это открытые системы, которым требуется поток энергии через систему для поддержания своего состояния .
  • динамический: экосистемы обычно не остаются в фиксированных точках в своем пространстве состояний, но динамическое развитие происходит в разных пространственных и временных масштабах. К ним относятся процессы сукцессии , а также разработки с кривой замкнутого фазового пространства и многие другие формы динамики. Кроме того, существуют долгосрочные процессы самоорганизации и адаптации, которые могут непрерывно изменять экосистему;
  • сложный: экосистемы имеют биотические и абиотические элементы и структуры. Эти структуры связаны друг с другом посредством взаимодействия. С увеличением количества взаимодействий, реализованных в системе, ее сложность возрастает. Взаимосвязь между сложностью, с одной стороны, и стабильностью экосистем, с другой, является активной областью исследований в области экологии.

Однако применение термина «экосистема» только к части природы нельзя использовать для предсказания конкретных свойств, структур или процессов в этой части природы. Экосистемы могут, например, Б. быть сравнительно сложным или простым по структуре, вести себя более стабильно или более нестабильно, оставаться близким к состоянию равновесия или двигаться далеко от него. Взгляд как экосистема дает только определенную аналитическую перспективу.

Принципы функционирования экосистем

Производители и деструкторы в материальном цикле. Простая модель экосистемы

При рассмотрении организмов экосистемы конкретные виды часто абстрагируются и подчеркивается их функциональная роль в системе в целом. Это означает, что отдельные виды часто рассматриваются в определенном смысле как взаимозаменяемые с точки зрения их функций. Организмы можно разделить в соответствии с их трофической функцией в системе:

Часто проводят различие между двумя субстратами питания . Основу обеих пищевых цепочек составляют зеленые растения (или, возможно, другие первичные продуценты). Растения полностью или частично принадлежат особым потребителям, фитофагам (= травоядным животным ). потребляется. Это происходит , когда дуб Spinner оставляет дуб съедает мидии einstrudelt водоросли или люди морковь съедена. Это пищевая сеть потребителя. Однако часто возникают большие количества мертвого растительного материала, который разрушается деструкторами без вмешательства потребителей. Это позволяет создать очень большое сообщество деструкторов. Эти деструкторы, в свою очередь, являются z. B. съеден видами, питающимися бактериями и грибами. В данную подсубпозицию включаются многие простейшие , нематоды и олигохеты , а также членистоногие, такие как роговые клещи и коллембол . Затем эти организмы образуют разрушительную пищевую сеть.

На пути через экосистему можно отслеживать различные вещества. Это относится, например, к воде, а также к отдельным химическим элементам (C, N, P и т. Д.). Исследование экосистемы, изучающее результирующие материальные циклы и отображающее их в схемах потоков материалов и сложных моделях. То же самое и с потоком энергии . Термин «материальный цикл» указывает на то, что многие вещества внедряются в экосистему несколько раз. Однако это зависит от типа экосистемы. Процент цикла в лесу для многих элементов довольно высок. Это особенно верно для элементов, которые не выбрасываются в атмосферу регулярно в виде газа . В отличие от этого экосистема реки характеризуется постоянным, единовременным поступлением веществ. Если принять во внимание геологические периоды времени, можно заметить, что значительные количества веществ и элементов удаляются из цикла в течение (возможно, сотен) миллионов лет (см., Например, известняк , угольный пласт ).

Экосистемы влияют друг на друга через потоки информации , веществ и энергии. Строительство и изменение экосистем могут иметь сильные последствия для абиотических факторов. Отдельные механизмы действия и их относительная важность являются активной областью исследований. Например, морские экосистемы влияют на атмосферу, а значит, и на наземные экосистемы через их материальный и энергетический баланс . Примером глобальной взаимосвязи является усиление парникового эффекта и связанное с этим изменение климата . Чтобы извлечь из этого знания практическую пользу, необходимо знать относительную силу взаимодействий.

Термодинамическая интерпретация

В течение долгого времени к экосистемам применялись физические термины из термодинамики (особенно энтропия , диссипация ), в основном в качественной форме в качестве аналогий. Примерно 20 лет назад начала формироваться отрасль исследований, цель которой - сделать термодинамические термины более доступными для моделирования и прогнозирования экосистем.

Ключевым термином для термодинамической интерпретации является энтропия, особенно второй закон термодинамики. Прежде всего, необходимо объяснить, почему жизнь и экосистемы могут стать такими сложными, если энтропия не будет уменьшаться в глобальном масштабе. Единственное физически возможное объяснение этому состоит в том, что очевидно низкая энтропия в биосфере более чем компенсируется увеличением энтропии в ее (физической) среде. Очевидно, что развитие и поддержание жизни происходит далеко от термодинамического равновесия. Это возможно только в среде, которая также далека от равновесия. Таким образом, экосистеме необходим термодинамический градиент в качестве стимула, с одной стороны, она должна получать (энергетические или материальные) ресурсы извне, а с другой стороны, она должна выделять «отходы» с более высокой энтропией, чем у окружающей среды. Ресурсы. Для Земли в целом этот градиент представляет собой разницу между высокоэнергетическим солнечным излучением и холодной Вселенной (в которую может излучаться тепло). Экосистема может существовать термодинамически только в том случае, если она превращает «ресурсы» в «отходы» быстрее, чем это могла бы сделать сопоставимая неодушевленная система.

Производство энтропии экосистемой нельзя измерить напрямую, поскольку важные частичные количества (прежде всего химическая энергия живой биомассы) не могут быть измерены (или даже не могут быть определены удовлетворительно). Экологи пытаются определить разные размеры, чтобы обойти эту проблему. С этими переменными должны быть возможны общие утверждения об экосистемах, которые позволяют делать прогнозы о структуре и развитии экосистем. Важные подходы: Восхождение (примерно: «Восхождение»), Emergie (с буквой «m» посередине), Exergy и Eco-Exergy.

Механизмы управления

В экологии до сих пор остается спорным вопрос о том, что в конечном итоге контролирует динамику и структуру экосистем. Традиционно существует два основных предположения:

  • Снизу вверх: согласно этому подходу, первичные производители производят примерно столько биомассы, сколько позволяют их ресурсы. Некоторые из них доступны основным потребителям (травоядным животным). Из-за энергетических потерь они не могут использовать более 10% пищевой энергии, используемой для создания собственной биомассы. Это продолжается и на других трофических уровнях (потребители второго, третьего ... порядка). Длина пищевой цепочки ограничена производительностью, потому что в какой-то момент оставшейся энергии уже недостаточно для другого трофического уровня. Лимнолог Раймонд Л. Линдеман считается основоположником этой теории.
  • Сверху вниз: Согласно этой модели, биомасса и производство зеленых растений контролируются и контролируются травоядными животными. Травоядные животные смогут использовать более или менее всю биомассу для себя. Единственная причина, по которой мир остается таким зеленым, заключается в том, что производство травоядных также контролируется хищниками.

Альтернативы или варианты этих базовых моделей существуют в большом количестве.

  • Более поздняя модель подчеркивает особую роль факторов экологического стресса в структуре видов. Соответственно, неблагоприятные экологические факторы оказывают большее влияние на потребителей, чем на производителей (например, поскольку окружающая среда становится менее предсказуемой, а сильные колебания оказывают более сильное влияние на виды, находящиеся на более высоких уровнях пищевой цепочки). Соответственно, в экосистемах, благоприятных для организмов, потребители будут иметь решающее значение. При неблагоприятных условиях окружающей среды (и, следовательно, низкой урожайности) конкуренция между растениями будет решающей. У каждой из этих моделей есть приверженцы экологической науки. Комбинации базовых моделей также были предложены в большом количестве. (например.).

Временное измерение экосистем

Как естественные системы, экосистемы имеют пространственное и временное измерение. На временном уровне человек пытается понять происходящие изменения, то есть динамику системы, во время исследования. Системы могут оставаться более или менее неизменными или подвергаться (направленным или случайным) изменениям. Поскольку живые организмы могут реагировать на изменения, в экосистемах могут происходить саморегулирующиеся процессы, в отличие от неодушевленных систем, которые могут затруднить прогнозирование реакции системы на изменения. Для исследовательской школы целостного организма эти саморегулирующиеся процессы имеют решающее значение, поэтому для них экосистема аналогична живому организму. Более редукционистское основное направление науки признает закономерности и закономерности, которые приводят к развитию систем, но не считает уместным сильный упор на постоянство, проистекающий из метафоры организма. Исследование изменений, происходящих в совершенно хаотичном и нерегулируемом порядке, возможно, но с научной точки зрения не очень продуктивно, поскольку полученные таким образом знания вряд ли могут быть обобщены на что-либо за пределами исследуемой системы. Поэтому исследования экосистем в основном концентрируются на более или менее постоянных системах или, по крайней мере, на тех, изменение которых можно проследить до объясняющих факторов. Поэтому отправной точкой исследования являются (как это обычно бывает в науке) закономерности и закономерности самой природы.

Динамичность и постоянство, стабильность

Во многих исследованных экосистемах не наблюдается значительных изменений в течение длительного периода времени, они стабильны во времени. Стабильность тривиальна, если факторы окружающей среды и абиотические компоненты системы не изменились. Более интересно, может ли система сохранять стабильность даже при изменении внешних факторов. Исследования этих взаимосвязей долгое время затруднялись из-за неоднозначности концепции стабильности. Гримм и Виссель нашли z. Например, в литературном исследовании 163 различных определения устойчивости относятся к 70 концепциям. Сегодня (согласно Pimm 1984) обычно различают: стойкость (при длительных наблюдениях наблюдается мало изменений), устойчивость (система возвращается в исходное состояние после сбоев), сопротивление (система остается неизменной в течение длительного времени). время в случае перебоев).

Стабильность и постоянство экосистем зависят от рассматриваемого пространственного и временного масштаба. Размер популяции вида может, например, B. колеблются из года в год, но остаются неизменными в долгосрочной перспективе. Условия устойчивости и стабильности экосистем, особенно связь между стабильностью и сложностью, являются активными областями исследований в экологических науках. Традиционные представления о том, что экосистемы обычно находятся в экологическом равновесии и что их стабильность повышается с увеличением числа видов или биоразнообразия , все чаще ставились под сомнение в течение примерно 30 лет.

Термин «нарушение»

Во временном развитии экосистемы концепция нарушения является ключевой. Без нарушений система подчиняется исключительно эндогенной динамике. B. происходят в результате взаимодействия между вовлеченными видами. В этом контексте важно, чтобы термин «нарушение» использовался в экологии без каких-либо оценочных суждений. Расстройство само по себе не так уж и плохо; часто определенные экосистемы могут поддерживаться только путем регулярных нарушений (см. ниже).

Размер популяции может регулироваться структурой отношений на определенном уровне или, например, Циклические колебания могут возникать, например, из-за запаздывающих реакций (например, для популяций млекопитающих). Направленные, постоянные изменения в системе называются преемственностью . Расстройство - это фактор, влияющий на систему и изменяющий ее извне этих внутренних отношений. Часто различают редкие и крупные разломы (катастрофы) и более мелкие и повторяющиеся разломы. Термин «расстройство» также зависит от масштаба, например Например, поедание пастбищного животного можно рассматривать как нарушение отдельного растения, но как составной и системно-имманентный фактор для экосистемы луга. Уайт и Пикетт попытались определить разломы в абсолютных терминах, а Смит дает определение экстремальных климатических явлений как разломов. Временной характер нарушений или режимов нарушения является определяющим фактором для многих экосистем, повторяющиеся нарушения, такие как кошение или выпас скота на пастбищах, наводнения в аллювиальных лесах, но также и катастрофические нарушения, такие как лесные пожары или штормы в лесных экосистемах, могут иметь решающее влияние на структура и состав экосистемы.

Угроза и оценка экосистем

оценка

«Экосистема» в биологическом и научном смысле - нейтральный термин. Поэтому разговор о существовании конкретной экосистемы или стабильности одного из ее состояний не означает положительной оценки на этом концептуальном уровне; Усилия по защите экосистем должны быть обоснованы отдельно. Естествознание не может предоставить таких обоснований, потому что от него требуется всегда предоставлять бесценные описания и объяснения. Условия, которые возникают после разрушения высокоразвитой экосистемы, должны рассматриваться как экосистема таким же образом, как и исходные условия, до тех пор, пока в них все еще существует какая-то форма жизни. Экосистема имеет ценность только в том случае, если она была присвоена ей в результате решения о ценности людьми. Одна точка зрения состоит в том, что ценностное решение находится за пределами естествознания. Это может быть подтверждено научными аргументами, но не может быть получено из науки или из научно описанной природы (ср. По этому поводу : натуралистическая ошибка , закон Юма ).

Например, сохранение человеческой цивилизации, предотвращение страданий, защита человеческой жизни, сохранение явной пригодности для жизни на Земле и поддержание или повышение качества жизни человека - это цели, которые нельзя четко классифицировать с научной точки зрения как " хорошо »: это необходимо, это субъективная оценка, основанная на этических или моральных представлениях.

Сохранение в целях экосистемных услуг по сравнению с охраной природы

Ценности, которые приписываются экосистеме, могут быть связаны с ее функциональным уровнем, тогда часто говорят о функционировании экосистемы и экосистемных услугах (англ. Ecosystem services ). Например, поддержание леса с его ролью углерода -Speicher для предотвращения глобального потепления , с его эрозией -verhütenden ролью на крутых склонах или с его положительной ролью в образовании пригодных для использования грунтовых вод, оправданной, и не в последнюю очередь за счет урожая здесь дрова или убитая дичь будет.

Экосистемные услуги часто можно заменить. Вполне возможно, что при соответствующих технических и финансовых затратах CO 2 может быть закачан в глубокие слои горных пород и, таким образом, удален из атмосферы . Защиту от эрозии также можно заменить пастбищами , защитой грунтовых вод с помощью технических фильтров или обработанной поверхностной воды. Экологические экономические исследования показывают, что затраты на техническую замену часто настолько высоки, что естественные или почти естественные экосистемы не должны подвергаться небрежной деградации по экономическим причинам. Также следует иметь в виду, что удобство использования экосистемы также может постепенно снижаться все больше и больше из-за постоянных воздействий, которые нельзя увидеть в краткосрочной перспективе. В экономике окружающей среды появилась специальная область для изучения экосистемных услуг (см. Исследование TEEB ).

Защита естественных экосистем в значительной степени не основана на этом чисто функциональном уровне. Если люди хотят сохранить биоразнообразие определенных экосистем, они обычно не делают этого по функциональным причинам (хотя есть люди, которые хотят оправдать это, например, сохранением необычных природных веществ в качестве основы для новых лекарств). Скорее, здесь ценится разнообразие и сложность природы. Экономистам-экологам довольно сложно обосновать это, потому что они не входят в универсальную среду ценностей экономики, т. Е. ЧАС. Деньги, новообращенные. В качестве альтернативы делается попытка понять ценность, задав вопрос в опросах, сколько денег респонденты готовы были бы пожертвовать на сохранение природных экосистем.

Человеческие усилия по созданию экосистем для сохранения самой природы, например B. Биоразнообразие, подлежащее защите, вкратце называется охраной природы . Большая часть усилий прилагается на функциональном уровне, т.е. ЧАС. стремление к прямому использованию и экосистемные услуги являются областью защиты окружающей среды .

Различные оправдания и ценности, которые используются для сохранения экосистем, могут противоречить друг другу. Используемые экосистемы изменяются в результате их использования и, следовательно, больше не являются полностью автономными и естественными. Сегодня, в связи с глобальными выбросами от технических процессов, можно предположить, что полностью нетронутых природных ландшафтов практически не осталось . В этом контексте экология делит экосистемы на так называемые степени гемеробии в зависимости от степени антропогенного воздействия человека . Чем ниже степень, тем меньше антропогенное влияние. Часто проводится различие между полным разрушением и деградацией экосистем из-за сильного антропогенного влияния. Наиболее нетронутые экосистемные комплексы находятся в олигогемеробных (почти естественных, слабо подверженных влиянию) районах дикой природы по всему миру. Биоразнообразие используемых экосистем часто уменьшается с увеличением гемеробии, но оно также может увеличиваться. Для наземных экосистем и их биоразнообразия в Центральной Европе интенсификация сельскохозяйственного использования благоприятных территорий с одновременным отказом от маргинальных территорий является серьезной проблемой. Культурные ландшафты, основанные на традиционных формах использования, таких как пустоши и луга, пытаются сохранить сохранение природы благодаря их биоразнообразие. Таким образом, он ограничивает их использование людьми. Эти конфликты обостряются в более бедных государствах с обширными и богатыми видами экосистемами, которые, однако, трудно использовать. Последним аргументом в пользу их сохранения часто является их важность для туризма из богатых стран. Также все чаще говорят о прямых трансфертных платежах от богатых к бедным странам.

наука

В 2017 году более 15000 ученых опубликовали срочное предупреждение для человечества , которое доказывает, что многие экосистемные услуги находятся под серьезной угрозой и что шансы на их сохранение в настоящее время оцениваются негативно.

Быстрое изменение экосистемы («коллапс экосистемы»)

Логарифмическая линейная зависимость между пространственным размером и продолжительностью 42 исследованных экосистемных коллапсов.

В марте 2020 года исследователи показали, что более крупные экосистемы могут полностью разрушиться быстрее, чем считалось ранее, тропические леса Амазонки (превращаясь в саванну) примерно через 50 лет и коралловые рифы Карибского моря примерно через 15 лет.

История концепции

Точка зрения о том, что живые существа и среды обитания должны рассматриваться вместе, в науке восходит к 19 веку, когда Джон Скотт Холдейн писал, что «части организма и его окружение образуют систему». В 1928 году лейпцигский биолог и лимнолог Ричард Вольтерек заговорил об «экологических системах форм».

В 1935 году британский биолог и геоботаник Артур Джордж Тэнсли создал современный термин «экосистема» (экосистема). Его определение «экосистемы»: «вся система (в физическом смысле), включая не только комплекс организмов, но и весь комплекс физических факторов, которые формируют то, что мы называем окружающей средой - факторы среды обитания в самом широком смысле». «(В системах) ... внутри системы происходит постоянный обмен в самых разнообразных формах, не только между организмами, но и между органическими и неорганическими областями». В этой форме все еще действует без ограничений. Его системная концепция - это ментальная изоляция, частично сконструированная наблюдателем .

Непосредственным поводом для формулировки Тэнсли стала серия статей южноафриканского эколога Джона Филлипса о природе биотического сообщества ( биотического сообщества ). Филлипса вдохновил холизм Яна Кристиана Смэтса . В этих статьях Филлипс отстаивал «сильную» интерпретацию биотического сообщества в смысле концепции сложного организма, придуманной Фредериком Эдвардом Клементсом . В своем довольно механистическом предложении Тэнсли резко выступает против использования идеалистической , эмпирически недоступной метафоры организма в эпистемологическом смысле , которой его термин должен явно служить альтернативой.

Разработка концепции экосистемы, имеющей физическую форму, имеет важные основы в водной экологии Европы и Северной Америки, особенно в лимнологии . В 1877 году кильский профессор зоологии Карл Август Мебиус ввел термин « биоценоз» для обозначения организменной социализации в устрицах . Стивен Альфред Форбс , лимнолог из Иллинойса, в 1887 году называл озера «органическими системами» с циклическим метаболизмом ( круговорот вещества ), в которых высшие механизмы контроля поддерживали баланс. В то время как работа Форбса была мало встречена за пределами Среднего Запада Америки, Август Тиенеманн с 1891 года создал гидробиологический отдел Общества кайзера Вильгельма в Плёне . Отсюда Тиенеманн распространил свой взгляд на озера как на биотические системы, являющиеся результатом взаимодействия живых существ и окружающей среды («среда обитания ( среда ) и сообщество ( биоценоз ) как прочная органическая единица», 1916). Тиенеманн использует термин «голоцен», который энтомолог Карл Фридрихс ввел в 1927 году, который в значительной степени идентичен термину «экосистема» (но ближе к целостному, организменному взгляду Клементса и Филлипса).

Начиная с 1920-х годов, начали появляться все более точные анализы пищевых цепей и происходящего в них оборота материалов и энергии (например, Чарльз Сазерленд Элтон , Э.В. Боруцкий, Чанси Джудей). В 1939 году эти исследования привели к тому, что Тиман провел различие между производителями , потребителями ( травоядными и плотоядными ) и редуцентами . Концепция экосистемы Тэнсли была впервые систематически применена эмпирически в конце 1930-х годов лимнологом Раймондом Лорелом Линдеманом , который работал в Миннесоте и представил первое полное описание оборота энергии в (озерной) экосистеме. Другим влиятельным направлением исследований была биогеохимия, основанная россиянином Владимиром Ивановичем Вернадским , который представлял обмен веществами между живыми существами и окружающей средой как обмен внутри химической системы. В 1944 году советский биолог Владимир Николаевич Сукачов создал свой термин «биогеозоеноз», который долгое время использовался в Восточной Европе вместо экосистемы (иногда до сегодняшнего дня ландшафтными экологами, находящимися под географическим влиянием). Джордж Эвелин Хатчинсон в сотрудничестве с Lindemann распространил российский подход.

Американский эколог Юджин П. Одум помог концепции экосистемы совершить международный прорыв . В 1953 году Одум опубликовал свой краткий учебник «Основы экологии». Его первые страницы неявно раскрывают исследовательскую программу, которой в основном следовали исследования экосистем до конца 1960-х годов.

Использование термина вне экологии

бизнес

Термин экосистема, первоначально заимствованный из английского языка, также переносится в сферу бизнеса и затем обозначает совокупность участников отрасли ( бизнес-экосистема ), в немецком также говорится об экономических экосистемах или корпоративных экосистемах . В частности, стремление к развитию стартапов и поощрение предпринимательства также способствует созданию экосистем и стартапов, - сказал Окосистемен . РКВ пытается установить этот срок . Самым известным примером целостной экосистемы стартапов является Кремниевая долина , а в Европе также городские кварталы Берлина .

Информационные технологии

Термин « цифровая экосистема» , образно говоря, относится к информационным технологиям , программному и аппаратному обеспечению - архитектуре , которая основана на каждом собственном устройстве, системе и начальных требованиях и, следовательно, требует соответствующих аксессуаров и производителей. Примером закрытой цифровой экосистемы являются продукты компании Apple .

Астробиология

В астробиологии этот термин также используется для обозначения возможно существующих внеземных («внеземных») экосистем на экзопланетах и экзомондах .

Смотри тоже

литература

  • Дж. Мейнард Смит: модели в экологии. Издательство Кембриджского университета, Кембридж 1974, ISBN 0-521-20262-0 .

веб ссылки

Викисловарь: экосистема  - объяснение значений, происхождение слов, синонимы, переводы

использованная литература

  1. Конвенция о биологическом разнообразии , заключенная на конференции ООН в Рио-де-Жанейро 5 июня 1992 г. (определения статьи 2). Перевод Федерального управления Швейцарии.
  2. ^ Маттиас Шефер: Биологические словари: Экология. (= Етб.430 ). 3. Издание. Густав Фишер, Йена 2002, ISBN 3-334-60362-8 , стр. 231.
  3. ^ Ф. Стюарт Чапин, Памела А. Матсон, Гарольд А. Муни: Принципы экологии наземных экосистем . Springer, 2002, ISBN 0-387-95439-2 .
  4. ^ A b Курт Джакс: Экологические единицы: определения и применение. В кн . : Ежеквартальный обзор биологии. 81 (3), 2006, стр. 237-258.
  5. Дэвид М. Олсон, Эрик Динерштейн, Эрик Д. Викраманаяке, Нил Д. Берджесс, Джордж В. Н. Пауэлл, Эмма С. Андервуд, Дженнифер А. Дамико, Иланга Итуа, Холли Э. Стрэнд, Джон К. Моррисон, Колби Дж. .Лоукс, Томас Ф. Оллнатт, Тейлор Х. Рикеттс, Юмико Кура, Джон Ф. Ламоре, Уэсли В. Веттенгель, Прашант Хедао, Кеннет Р. Кассем: Наземные экорегионы мира: новая карта жизни на Земле Новый глобальный карта наземных экорегионов представляет собой инновационный инструмент для сохранения биоразнообразия. В: Био-наука. 51 (11), 2001, стр. 933-938.
  6. Мюррей В. Нэборс : Ботаника. Pearson Studium, 2007, ISBN 978-3-8273-7231-4 , стр. 611ff.
  7. Ричард Потт : Общая геоботаника. Биогеосистемы и биоразнообразие. Springer, Берлин / Гейдельберг / Нью-Йорк 2005, ISBN 3-540-23058-0 , стр. 10-11, 356-359.
  8. Томас В. Хокстра, Тимоти Ф. Х. Аллен, Кертис Х. Флэзер: Неявное масштабирование в экологических исследованиях. В: Био-наука. Том 41, вып. 3, 1991, стр. 148-154.
  9. JA Vienna: Пространственное масштабирование в экологии. В кн . : Функциональная экология. 3, 1989, стр. 385-397.
  10. ^ Ричард Потт: Общая геоботаника. Биогеосистемы и биоразнообразие. Springer, Берлин / Гейдельберг / Нью-Йорк 2005, ISBN 3-540-23058-0 , стр. 16-17.
  11. Дэвид М. Пост, Мартин В. Дойл, Джон Л. Сабо, Жак К. Финли: Проблема границ в определении экосистем: потенциальная мина для объединения геоморфологии и экологии. В кн . : Геоморфология. Том 89, выпуски 1-2, 2007 г., стр. 111-126. DOI: 10.1016 / j.geomorph.2006.07.014
  12. Вейкко Хухта: Роль почвенной фауны в экосистемах: исторический обзор. В кн . : Педобиология. 50, 2007, стр. 489-495. DOI: 10.1016 / j.pedobi.2006.08.006 .
  13. О концепции модели: С.ТА Пикетт, М.Л. Каденассо: Экосистема как многомерная концепция: значение, модель и метафора. В кн . : Экосистемы. 5, 2002, стр. 1-10.
  14. ^ Уильям С. Карри: Единицы природы или процессы в масштабах? Концепция экосистемы в 75 лет. В кн . : Новый фитолог. 190, 2010, с. 21-34. DOI: 10.1111 / j.1469-8137.2011.03646.x
  15. Бернард С. Паттен, Юджин П. Одум: Кибернетическая природа экосистем. В кн . : Американский натуралист. Т. 118, вып. 6, 1981, стр. 886-895.
  16. ^ A b Роберт В. О'Нил: Не пора ли похоронить концепцию экосистемы? (с воинскими почестями, конечно) В кн . : Экология. 82 (12), 2001, стр. 3275-3284.
  17. Майкл Бегон, Джон Л. Харпер, Колин Р. Таунсенд: Экология. Отдельные лица, группы населения и сообщества. Перевод с английского Дитера Шредера и Беаты Хюльсен. Birkhäuser Verlag, 1991, ISBN 3-7643-1979-8 , стр. 680.
  18. по применению см. Аксель Клейдон , Ядвиндер Малхи , Питер М. Кокс : Максимальное производство энтропии в окружающей среде и экологических системах. В: Философские труды Королевского общества. Series B, Volume 365, Issue 1545, 2010. doi: 10.1098 / rstb.2010.0018 .
  19. ^ RE Ulanowicz, BM Hannon: Жизнь и производство энтропии. В: Труды Лондонского королевского общества. В, 232, 1987, стр. 181-192.
  20. HT Odum: Экологический учет: принятие решений в экстренных и экологических ситуациях. Wiley, 1996.
  21. ^ Свен Эрик Йоргенсен: Комплексная теория экосистемы. В: Анналы - Европейская академия наук. (Льеж), 2006–2007, стр. 19–33 оцифрованоhttp: //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%0A~SZ 3D ~ двусторонний% 3D ~ LT% 3D ~ PUR% 3D
  22. Обзор темы предоставлен Stijn Bruers: Energy and Ecology. О производстве энтропии и аналогии между жидкостью, климатом и экосистемами. Тезис. Universiteit Leuven, 2007. Оцифрованоhttp: //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 ~ двусторонний% 3D ~ LT% 3D ~ PUR% 3D
  23. ^ RL Lindeman: трофико-динамический аспект экологии. В кн . : Экология. 23, 1942, стр. 399-418.
  24. ^ Н. Г. Хейрстон, Ф. Е. Смит, Л. Б. Слободкин: Структура сообщества, контроль населения и конкуренция. В кн . : Американский натуралист. 44, 1960, стр. 421-425.
  25. Стивен Д. Фретвелл: Динамика пищевой цепи: центральная теория экологии? В: Ойкос. 50, ноябрь 1987 г., стр. 291-301.
  26. BA Quantity, JP Sutherland: Регулирование сообщества: изменение беспокойства, конкуренции и хищничества в связи с экологическим стрессом и вербовкой. В кн . : Американский натуралист. 130, 1987, стр. 730-757.
  27. Л. Осканен, С. Д. Фретвелл, Дж. Аруда, П. Ниемеля: Эксплуатационные экосистемы в градиентах продуктивности. В кн . : Американский натуралист. 118, 1981, стр. 240-261.
  28. ME Power: Силы сверху вниз или снизу вверх в пищевых сетях: есть ли у растений первенство? В кн . : Экология. 73, 1992, стр. 733-746.
  29. Фолькер Гримм, Кристиан Виссель: Вавилон, или дискуссии об экологической стабильности: перечень и анализ терминологии и руководство по избежанию путаницы . В кн . : Экология . Лента 109 , нет. 3 , 7 февраля 1997 г., с. 323-334 , DOI : 10.1007 / s004420050090 , PMID 28307528 .
  30. ^ Стюарт Л. Пимм: сложность и стабильность экосистем. В кн . : Природа. 307, 1984, стр. 312-326. (PDF) ( Памятка от 7 ноября 2012 г. в Интернет-архиве )
  31. Термин «устойчивость» ввел: К.С. Холлинг : « Устойчивость и стабильность экологических систем». В кн . : Ежегодный обзор экологии и систематики. 4, 1973, с. 1-23.
  32. ^ Энтони Р. Айвс, Стивен Р. Карпентер: стабильность и разнообразие экосистем. В кн . : Наука. 317, 2007, стр. 58-62. DOI: 10.1126 / science.1133258
  33. ^ ARE Sinclair: регулирование популяции млекопитающих, ключевые процессы и динамика экосистемы. В: Философские труды Лондонского королевского общества. B (2003), 358, стр. 1729-1740. скачать с rstb.royalsocietypublishing.org.
  34. см .: Питер С. Уайт, Анке Йенч: Поиск общности в исследованиях нарушений и динамики экосистем. В кн . : Прогресс ботаники. Том 62, Springer-Verlag, Берлин / Гейдельберг, 2001.
  35. Мелинда Д. Смит: Экологическая перспектива экстремальных климатических явлений: синтетическое определение и основа для направления будущих исследований. В кн . : Экологический журнал. 99, 2011, с. 656-663. DOI: 10.1111 / j.1365-2745.2011.01798.x
  36. см. Рудольф де Гроот, Люк Брандер, Сандер ван дер Плоег, Роберт Костанца, Флоренс Бернар, Леон Браат, Майк Кристи, Невилл Кроссман, Андреа Германди, Ларс Хайн, Салман Хуссейн, Пушпам Кумар, Алистар МакВитти, Розимейри Портела, Луис С. Родригес , Патрик тен Брин, Питер ван Бойкеринг (2012): Глобальные оценки стоимости экосистем и их услуг в денежных единицах. В: Экосистемные услуги. Том 1, Выпуск 1, стр. 50-61. DOI: 10.1016 / j.ecoser.2012.07.005
  37. ^ Раттан Лал (2014): Сохранение почвы и экосистемные услуги. В: Международное исследование почв и водосбережения. Том 2, Выпуск 3, стр. 36-47. DOI: 10.1016 / S2095-6339 (15) 30021-6
  38. Дж. П. Родригес, К. М. Родригес-Кларк, Дж. Э. М. Бэйли, Н. Эш, Дж. Бенсон, Т. Баучер, К. Браун, Н. Д. Берджесс, Б. Коллен, М. Дженнингс, Д. А. Кейт, Э. Николсон, К. Ревенга, Белинда Рейерс , М. Ружет , Т. Смит, М. Сполдинг, А. Табер, М. Уолпол, И. Загер, Т. Замин: Установление критериев Красного списка МСОП для находящихся под угрозой экосистем. В кн . : Биология сохранения. 25, 2011, стр. 21-29. DOI: 10.1111 / j.1523-1739.2010.01598.x
  39. Тобиас Покупатель: Добыча нефти в Эквадоре: торговля индульгенциями в тропических лесах. В: Spiegel Online. 29 июня 2009, Проверено 8 мая 2011 .
  40. Уильям Дж. Риппл, Кристофер Вольф, Томас М. Ньюсом, Мауро Галетти, Мохаммед Аламгир, Эйлин Крист, Махмуд И. Махмуд, Уильям Ф. Лоранс и 15 364 ученых- биологов из 184 стран: Предупреждение мировых ученых для человечества: второе уведомление . В: Био-наука . Лента 67 , нет. 12 , 2017, стр. 1026-1028 , DOI : 10,1093 / Biosci / bix125 .
  41. ^ A b Грегори С. Купер, Саймон Уиллкок, Джон А. Диринг: смена режима происходит непропорционально быстрее в более крупных экосистемах . В кн . : Nature Communications . 11, No. 1, 10 марта 2020 г., ISSN  2041-1723 , стр. 1175. bibcode : 2020NatCo..11.1175C . DOI : 10.1038 / s41467-020-15029-х . PMID 32157098 . PMC 7064493 (полный текст).
  42. ^ Экосистемы размером с Amazon «могут разрушиться в течение десятилетий» . В: The Guardian , 10 марта 2020 г. 
  43. Тропический лес Амазонки может исчезнуть за всю жизнь . В: EurekAlert! , 10 марта 2020 г. 
  44. Экосистемы размером с Amazon «могут разрушиться в течение десятилетий» ( ru ) В: The Guardian . 10 марта 2020 г. Проверено 13 апреля 2020 г.
  45. Ричард Вольтерек: Об особенностях среды обитания, пище и форме тела у пелагических Cladoceras и об «экологических системах форм». В: Biological Zentralblatt. 48, 1928, стр. 521-551.
  46. ^ AG Tansley: Использование и злоупотребление растительными терминами и концепциями. В кн . : Экология. 16, 1935, с. 284-307.
  47. ^ Джон Филлипс: Биотическое сообщество. В кн . : Экологический журнал . Т. 19, вып. 1, февраль 1931 г., стр. 1-24.
  48. ^ Фрэнк Бенджамин Голли: История концепции экосистемы в экологии. Больше, чем сумма частей. Издательство Йельского университета, Нью-Хейвен / Лондон, 1993, стр. 35 и далее.
  49. ^ Фрэнк Бенджамин Голли: История концепции экосистемы в экологии. Больше, чем сумма частей. Издательство Йельского университета, Нью-Хейвен / Лондон, 1993, с. 40.
  50. Курт Джакс: Холокоен и экосистема - О происхождении и исторических последствиях двух концепций . В кн . : Журнал истории биологии . Лента 31 , нет. 1 , 1998, с. 113-142 , DOI : 10,1023 / A: 1004261607170 .
  51. ^ Фрэнк Бенджамин Голли: История концепции экосистемы в экологии. Больше, чем сумма частей. Издательство Йельского университета, Нью-Хейвен / Лондон, 1993, стр. 44 и далее.
  52. ^ Фрэнк Бенджамин Голли: История концепции экосистемы в экологии. Больше, чем сумма частей. Издательство Йельского университета, Нью-Хейвен / Лондон, 1993, стр. 62 и далее.
  53. Новый журнал RKW «Место встречи: экосистема стартапов » , RKW , доступ 20 ноября 2015 г.
  54. Матти Джаласвуори и др.: Об астробиологической значимости вирусов во внеземных экосистемах. В: Международный журнал астробиологии. Том 8, Выпуск 2, 2009 г., стр. 95-100. bibcode : 2009IJAsB ... 8 ... 95J ; Исследование внеземных форм жизни в экстремальных земных условиях , europlanet-eu.org, по состоянию на 6 марта 2012 г.