KEINOTEKOINEN EKOSYSTEEMI: OMINAISUUDET, TYYPIT, TEKIJÄT, ESIMERKIT - YMPÄRISTÖ - 2025

Keinotekoinen ekosysteemi on sellainen, jonka bioottisten komponenttien on määritetty ihmisillä tiettyihin tarkoituksiin, kuten maataloustuotantoa. Niitä on ylläpidettävä valvotuissa ympäristöolosuhteissa.

Käsitteellä ekosysteemi tai ekologinen järjestelmä tarkoitetaan luonnollista, puoliluonnollista tai keinotekoista yksikköä, joka sisältää kaikki tietyllä alueella olevat elävät olennot tai bioottiset tekijät, jotka ovat vuorovaikutuksessa ympäristönsä fysikaalisten ja kemiallisten komponenttien kanssa, tai abioottiset tekijät.

Lähde: pixabay.com

Ekosysteemeille on tunnusomaista, että niillä on määritelty joukko bioottisia tekijöitä tai biologista monimuotoisuutta ja omat energian ja ravintoaineiden virtausmallit bioottisten ja abioottisten tekijöiden sisällä ja niiden välillä. Ne voidaan luokitella luonnollisiksi, puoliluonnollisiksi ja keinotekoisiksi.

Toisin kuin keinotekoiset, luonnolliset ekosysteemit ovat sellaisia, joita ihmiset eivät ole muuttaneet havaittavasti. Semi-luonnolliset ekosysteemit ovat sellaisia, jotka säilyttävät merkittävän osan alkuperäisestä biologisesta monimuotoisuudestaan ​​huolimatta siitä, että ihmiset ovat muuttaneet niitä merkittävästi.

ominaisuudet

Keinotekoisilla ekosysteemeillä on laaja valikoima ominaisuuksia, jotka vaihtelevat sen mukaan, mihin ne on suunniteltu. Yleensä heillä on seuraava:

- Niillä on alhaisempi biologinen monimuotoisuus kuin luonnollisissa ja puoliluonnollisissa ekosysteemeissä. Sen bioottista komponenttia hallitsevat voimakkaasti vieraat lajit eli eksoottiset ihmiset, joita ihmiset ovat tuoneet esiin. He esittävät yksinkertaistettuja ruokaketjuja. Geneettinen monimuotoisuus on hyvin pieni, jopa tuotujen lajien kohdalla.

- Ihmisen tarpeiden kannalta ne ovat tuottavampia tai helpompi käyttää kuin luonnolliset ekosysteemit. Tästä syystä he ovat mahdollistaneet maailman väestön valtavan kasvun.

- He ovat alttiita hajoamiselle ja ruttojen hyökkäyksille. Menetys ihmisille on heikentynyt biologisen monimuotoisuuden ja luonnollisille ekosysteemeille ominaisten itsesääntelymekanismien puuttumisen vuoksi. Ravinteiden kierrätys on hyvin rajallista.

- Pysyvyys riippuu ihmisen väliintulosta. Kun ne hylätään, niillä on taipumus palata asteittain luonnollisten ekosysteemien tilaan ekologisessa peräkkäin kutsutussa prosessissa.

Ihmisen interventioasteesta ja käytettävissä olevista kolonisoivista lajeista riippuen tämä viimeinen prosessi mahdollistaa osan alkuperäisen monimutkaisuuden ja biologisen monimuotoisuuden palauttamisesta.

Bioottiset tekijät

Keinotekoisissa ekosysteemeissä kasvit ja eläimet koostuvat pääasiassa niistä lajeista, joita ihmiset haluavat esiintyvän. Alkuperäiset lajit poistetaan alueelta, jotta voidaan luoda tilaa halutulle lajille tai varmistaa, että jälkimmäiset hyötyvät saatavissa olevista abioottisista tekijöistä monopolistisesti.

Keinotekoisissa ekosysteemeissä luonnonmukaisia ​​tai tuotuja lajeja, jotka saalistavat haluamiaan lajeja tai kilpailevat niiden kanssa abioottisista tekijöistä, pidetään tuholaisina tavoitteena niiden poistaminen tai ainakin niiden systemaattinen torjunta.

Keinotekoisissa ekosysteemeissä ihmiset sietävät sellaisten kotoperäisten tai tuotujen lajien läsnäoloa, jotka eivät vaikuta haitallisesti lajeihin. Tiettyjen kotoperäisten tai tuotujen lajien, jotka hyödyttävät haluttuja lajeja, esimerkiksi toimimalla tuholaisten biokontrollereina, niiden läsnäoloa edistetään joskus.

Ihmiset ovat kaikkein määräävin keinotekoisten ekosysteemien bioottinen tekijä, ja ne ovat vastuussa niiden luomisesta ja ylläpidosta sekä seuraavasta etenemissuunnasta. Ihmiset voivat muuntaa esimerkiksi keinotekoisen ekosysteemin, kuten satokentän, muun tyyppiseksi keinotekoiseksi ekosysteemiksi, kuten kaupunkipuistoksi.

Abioottiset tekijät

Laajojen keinotekoisten ekosysteemien abiottiset tekijät, kuten ilmasto ja maaperä, ovat tyypillisesti samat kuin luonnollisissa ekosysteemeissä, jotka edeltävät niitä alueellaan, jota he käyttävät.

Ihmisistä peräisin oleviin abioottisiin tekijöihin kuuluvat lannoitteet, torjunta-aineet, kemialliset pilaavat aineet, sähkön ja fossiilisten polttoaineiden kulutuksen tuottama lämpö, ​​melu, muovijätteet, kevyt pilaantuminen ja radioaktiiviset jätteet. Esimerkkejä jälkimmäisistä ovat Tšernobylin ja Fukushiman katastrofit.

Harvinainen keinotekoisen ekosysteemin tyyppi muodostuu suljetuista ekologisista järjestelmistä, kuten avaruuskapselista, jotka ovat ekosysteemejä, joissa materiaalien vaihto ulkopuolelta ei ole sallittua. Nämä ekosysteemit ovat yleensä kooltaan pieniä ja ovat kokeellisiin tarkoituksiin.

Suljetuissa ekologisissa järjestelmissä kokeilija määrittelee abioottiset tekijät. Jos tavoitteena on ihmisten tai eläinten elämän ylläpitäminen, jätteet, kuten hiilidioksidi tai uloste ja virtsat, ovat abioottisia tekijöitä, jotka on muutettava yhdessä autotrofisen organismin kanssa happea, vettä ja ruokaa varten.

Tyypit ja todelliset esimerkit

Keinotekoiset ekosysteemit voidaan luokitella monin tavoin. Yleisin luokittelu jakaa ne maa- ja vesieliöihin. On kuitenkin myös mahdollista jakaa ne kaupunkien, esikaupunkien ja kaupunkien ulkopuolisiin tai avoimiin ja suljettuihin.

Tietenkin on myös mahdollista yhdistää nämä luokitukset tarkan karakterisoinnin saavuttamiseksi. Siten esimerkiksi olisi avoin kaupunkien maanpäällinen keinotekoinen ekosysteemi tai suljettu kaupunkien ulkopuolinen keinotekoinen ekosysteemi.

Keinotekoiset maan ekosysteemit

Ne ovat hyvin yleisiä, koska ihmiset ovat maaperäisiä organismeja. Suurimman alueen miehittää ns. Agroekosysteemit, joihin kuuluvat maatalous- ja karjatilat.

Agroekosysteemien merkitys on niin suuri, että ekologiassa on alaosa, nimeltään agroekologia, joka tutkii viljeltyjen kasvien ja kotieläinten suhteita elottomaan ympäristöön.

Julkiset ja yksityiset puistot ja puutarhat ovat myös tärkeitä. Kun he tarvitsevat jatkuvaa hoitoa, kuten niin kutsuttujen rikkakasvien poistaminen, puistot ja puutarhat osoittavat keinotekoisille ekosysteemeille tyypillisen itsesääntelyn ja itsesäilytyksen kyvyttömyyden.

Kaupungit ovat myös keinotekoisia ekosysteemejä räjähtävässä laajentumisessa, usein agroekosysteemien kustannuksella.

Muita esimerkkejä keinotekoisista maanpäällisistä ekosysteemeistä ovat puun ja sellun tuotantoa varten tarkoitetut metsänistutukset paperi-, sika- ja siipikarjatiloille, kasvihuoneet vihannesten, palkokasvien ja kukkien tuotantoon, eläintarhat, golfkentät, ja terraariumit sammakkoeläinten ja niveljalkaisten matelijoiden kasvattamiseksi.

Keinotekoiset vesiekosysteemit

Olemme kaikki kuulleet akvaarioista, riisin paddyista, kastelukanavista, jokikanavista, vesiviljelylaitoksista, säiliöistä, kalojen ja katkarapujen vesiviljelyä varten olevista lampista, kaupunkien ja maatalouden lampista, kelluvista häkeistä merikalajen vesiviljelyyn ja hapetuslammeista sopimusta varten viemäri. Nämä ovat esimerkkejä keinotekoisista vesiekosysteemeistä.

Ihmisen muuttamalla hydrosfäärin tai valtameren, järvien, jokien ja muiden vesistöjen miehittämän osan osaa luoda tarkoituksellisesti tai vahingossa keinotekoisia ekosysteemejä on erittäin ekologinen ja taloudellinen merkitys.

Riippuvuus vesistöistä, vesikasveista ja eläimistä sekä niiden ekologiset toiminnot ovat kriittisiä hengissä säilymiselle. Hydrosfäärissä asuu hyvin rikas biologinen monimuotoisuus, se tarjoaa ruokaa, hapettaa ilmakehän ja palvelee virkistys- ja matkailua.

Meri- ja jokien pilaantuminen muovilla ja kaikenlaisen jätteen äärettömyydellä luo aitoja keinotekoisia ekosysteemejä, joiden biologinen monimuotoisuus on vähentynyt huomattavasti, kuten Tyynenmeren suuri jätesaari, joka on jo kolminkertainen Ranskaan. Arvioidaan, että vuoteen 2050 mennessä planeetan valtamereissä on enemmän muovia kuin kaloja.

Suljetut keinotekoiset ekosysteemit

Maapallon planeetta kokonaisuutena voidaan pitää suljettuna ekologisen järjestelmän nimeltään ekosfääri. Ihmisten voimakkaan ja kasvavan muutoksen vuoksi, joka muun muassa aiheuttaa epänormaaleja ilmastomuutoksia ja johtaa miljoonien lajien menetykseen, ekosfääristä voi tulla suljettu keinotekoinen ekologinen järjestelmä.

Ihmiset ovat luoneet suljetut ekologiset järjestelmät kokeilutarkoituksiin. Kapselien ja avaruuslaboratorioiden lisäksi niihin kuuluvat ne, jotka on kehitetty projekteissa (Biosphere 2, MELiSSA ja BIOS-1, BIOS-2, BIOS-3), joiden tarkoituksena on kokeilla elämän tukea ympäristön eristämisolosuhteissa..

Pienessä mittakaavassa terraarioita ja akvaarioita voidaan käyttää suljettujen keinotekoisten ekosysteemien luomiseen, joissa kasveja ja eläimiä. Suljettu astia tai pullo, joka sisältää elintarvikkeita tai juomia, jotka ovat saastuneet mikro-organismeilla, ovat myös esimerkkejä suljetuista keinotekoisista ekosysteemeistä.

Merkitys maanpäällisen elämän tulevaisuuteen

Kun ne sijaitsevat suurilla alueilla, erityisesti trooppisilla alueilla, joissa on runsaasti biologisia endemismejä, keinotekoiset ekosysteemit aiheuttavat suuren biologisen monimuotoisuuden menetyksen. Tätä ongelmaa kuvaa Indonesian afrikkalaisten palmuviljelmien nousu ja Amazonin soijapapujen ja karjan viljely.

Ihmisväestön kasvu edellyttää keinotekoisten ekosysteemien jatkuvaa laajentumista luonnon kustannuksella.

Osittain tätä laajentumista voitaisiin vähentää parantamalla olemassa olevien keinotekoisten ekosysteemien tuottavuutta ja muuttamalla kulutustottumuksia (esimerkiksi syömällä vähemmän lihatuotteita) ihmisen jalanjäljen vähentämiseksi.

Keinotekoisilla ekosysteemeillä ei ole itsesääntelykykyä. Tämä pätee myös ekosfääriin, jos siitä tulisi jättimäinen keinotekoinen ekosysteemi, jolla olisi katastrofaalisia seurauksia paitsi miljoonien lajien sukupuuttoon, myös ihmisten itsensä selviytymiseen.

Kestävä käyttö, toisin sanoen luonnonvarojen käyttö nopeammin kuin niiden uusintakyky, tarkoittaa sen tekemistä kaikkensa, jotta voidaan säilyttää mahdollisimman monta ainutlaatuista luonnon ekosysteemiä ja saada keinotekoiset ekosysteemit säilyttämään joitain ominaisuuksista puoliluonnollisten ekosysteemien hyvänlaatuiset olosuhteet.

Viitteet

1. Chapin, FS III, Matson, PA, Vitousek, PM Maan ekosysteemin ekologian periaatteet. Springer, New York.
2. Clifford, C., Heffernan, J. 2018. Keinotekoiset vesiekosysteemit. Vesi, 10, dx.doi.org/10.3390/w10081096.
3. Fulget, N., Poughon, L., Richalet, J., Lasseur, C. 1999. Melissa: keinotekoisen ekosysteemin globaali hallintastrategia käyttämällä osastojen ensimmäisiä periaatteellisia malleja. Advances in Space Research, 24, 397–405.
4. Jørgensen, SE, toim. 2009. Ekosysteemin ekologia. Elsevier, Amsterdam.
5. Korner, C., Arnone, JA Ill. 1992. Vastaus kohonneeseen hiilidioksidiin keinotekoisissa trooppisissa ekosysteemeissä. Science, 257, 1672-1675.
6. Molles, M. 2013. Ekologia: käsitteet ja sovellukset. McGraw-Hill, New York.
7. Nelson, M., Pechurkin, N. S, Allen, JP, Somova, LA, Gitelson, JI 2009. Suljetut ekologiset järjestelmät, avaruuselämän tuki ja biosfäärit. Julkaisussa: Wang, LK, toim. Ympäristötekniikan käsikirja, osa 10: Ympäristöbiotekniikka. Humana Press, New York.
8. Quilleré, I., Roux, L., Marie, D., Roux, Y., Gosse, F., Morot-Gaudry, JF 1995. Keinotekoinen tuottava ekosysteemi, joka perustuu kalojen / bakteerien / kasvien yhdistykseen. 2. Suorituskyky. Maatalous, ekosysteemit ja ympäristö, 53, 9–30.
9. Ripple, WJ, Wolf, C., Newsome, TM, Galetti, M., Alamgir, M., Crist, E., Mahmoud, MI, Laurance, WF ja 15 364 tutkijaa 184 maasta. Maailman tiedemiesten varoitus ihmiskunnalle: toinen huomautus. BioScience, 67, 1026-1028.
10. Rönkkö, M. 2007. Keinotekoinen ekosysteemi: syntyvä dynamiikka ja elinikäiset ominaisuudet. Keinotekoinen elämä, 13, 159–187.
11. Savard, J.-PL, Clergeau, P., Mennechez, G. 2000. Biodiversiteettiset käsitteet ja kaupunkien ekosysteemit. Maisema- ja kaupunkisuunnittelu, 48, 131–142.
12. Swenson, W., Wilson, DS, Elias, R. 2000. Keinotekoisen ekosysteemin valinta. USA: n kansallisen tiedeakatemian julkaisut, 97, 9110–9114.