Language
Country/Area
No result found
От лугов до микробов: какие экосистемы демонстрируют удивительную стабильность?
В экологии под устойчивостью экосистемы понимается ее способность быстро возвращаться в состояние равновесия при столкновении с нарушениями, или устойчивость. В отличие от стабильности сообщества, экологическая стабильность предполагает более целостный взгляд на функционирование всей экосистемы и может быть стабильной по одним характеристикам и нестабильной по другим. В научной литературе показано, что стабильные экосистемы можно встретить повсюду в природе, причем наиболее часто изучаемыми являются сообщества травянистых растений и микроорганизмов.
Не каждое сообщество или экосистема стабильны, и зачастую они сталкиваются с неожиданными изменениями и проблемами.
Понятие устойчивости постепенно формировалось в начале 20 века, и сфера использования этого термина продолжала расширяться по мере развития теоретической экологии. Чтобы прояснить значение этого термина, многие ученые предложили заменить его более конкретными терминами, такими как постоянство, устойчивость и настойчивость. Однако такие изменения также сделали концепцию экологической стабильности более размытой, в результате чего появилось около 70 различных определений и концепций.
Анализ устойчивости
Когда численность видов описывается системой уравнений, устойчивость обычно проверяют путем линеаризации системы. Этот подход основан на анализе стабильности, который Роберт Мэй использовал в 1970-х годах, исследуя взаимосвязь между разнообразием и стабильностью с помощью матрицы Якоби.
Критерий устойчивости Мэя подразумевает, что динамическая устойчивость ограничивается разнообразием, а строгость этого ограничения связана с амплитудой флуктуаций взаимодействия.
Тип стабильности
Характеристики стабильности меняются со временем, при этом некоторые системы остаются неизменными или демонстрируют циклические изменения. Эти тенденции можно разделить на несколько типов, включая динамическую устойчивость, локальную устойчивость и глобальную устойчивость.
Динамическая устойчивость
Динамическая устойчивость относится к устойчивости системы с течением времени. Способность системы вернуться в исходное состояние при небольших возмущениях является важной основой для оценки устойчивости. Устойчивая точка означает, что небольшие возмущения будут подавлены, в то время как небольшое возмущение может быть усилено и считается неустойчивым. Локальная устойчивость подчеркивает устойчивость системы в течение короткого периода времени, в то время как глобальная устойчивость подразумевает устойчивость всей экосистемы.
Сопротивление и инерция
Сопротивление относится к сопротивлению системы внешним воздействиям, тогда как инерция относится к способности системы оставаться стабильной после внешних возмущений. По словам Э. К. Пиелу, время, необходимое для формирования зрелых экосистем, означает, что изменения в экосистемах, как правило, происходят медленно, и они, как правило, не сразу адаптируются к быстрым изменениям климата.
Стабильность и разнообразие
Взаимосвязь между стабильностью и разнообразием тщательно изучалась. Разнообразие повышает устойчивость экосистем перед лицом экологических нарушений, и его влияние можно наблюдать на генетическом уровне, уровне сообществ и уровне ландшафта. Некоторые исследования даже показывают, что разнообразие микробных сообществ может демонстрировать разную устойчивость в разных средах. Историческая справка
Термин «экология» впервые был введен Эрнстом Геккелем в 1866 году. В последующие десятилетия многие ученые проводили глубокие исследования структуры и разнообразия экосистем, сформировав богатую теоретическую базу.
По сей день устойчивость экосистем остается важной темой исследований, и ученые продолжают поднимать новые вопросы, чтобы исследовать больше экологических явлений. В конечном итоге мы не можем не задаться вопросом: насколько стабильными могут оставаться наши экосистемы в условиях постоянно меняющейся окружающей среды?
