UMJETNI EKOSUSTAV: KARAKTERISTIKE, VRSTE, FAKTORI, PRIMJERI - OKOLIŠ - 2026

Umjetni ekosustav je onaj čije biotičke komponente su određena od strane ljudi za određene svrhe, kao što su poljoprivredne proizvodnje. Oni se moraju održavati u kontroliranim uvjetima okoliša.

Izraz ekosustav, ili ekološki sustav, odnosi se na prirodnu, poluprirodnu ili umjetnu jedinicu koja uključuje sva živa bića ili biotske čimbenike u određenom području, koji djeluju na fizičke i kemijske sastavnice njegova okoliša, ili abiotski faktori.

Izvor: pixabay.com

Za ekosustave je karakteristično da imaju definiranu raznolikost biotskih čimbenika, ili bioraznolikosti, te vlastitim obrascima protoka energije i hranjivih tvari unutar i između njihovih biotskih i abiotskih faktora. Mogu se klasificirati kao prirodne, poluprirodne i umjetne.

Za razliku od umjetnih, prirodni ekosustavi su oni koje ljudi nisu vidljivo promijenili. Polu-prirodni ekosustavi su oni koji zadržavaju značajan dio svoje izvorne biološke raznolikosti, iako su ih ljudi znatno izmijenili.

karakteristike

Umjetni ekosustavi imaju široku paletu karakteristika, koje se razlikuju prema namjeni za koju su dizajnirani. Oni dijele sljedeće:

- Imaju manju bioraznolikost od prirodnih i poluprirodnih ekosustava. Njegovom biotskom komponentom snažno dominiraju vanzemaljske vrste, ili egzotika, koje su uveli ljudi. Oni predstavljaju pojednostavljene lance hrane. Genetska raznolikost je vrlo mala, čak i kod uvelih vrsta.

- S gledišta ljudskih potreba, oni su produktivniji ili jednostavniji za upotrebu od prirodnih ekosustava. Zbog toga su omogućili ogroman rast svjetske ljudske populacije.

- Osjetljivi su na degradaciju i trpe napad kuga, uz gubitak korisnosti za ljude, zbog nedostatka biološke raznolikosti i samoregulirajućih mehanizama karakterističnih za prirodne ekosustave. Recikliranje hranjivih sastojaka je vrlo ograničeno.

- O svojoj upornosti ovise o ljudskoj intervenciji. Kada su napušteni, skloni su se, u procesu zvanom ekološka sukcesija, progresivno vraćati u stanje prirodnih ekosustava.

Ovisno o stupnju ljudske intervencije i raspoloživim kolonizacijskim vrstama, ovaj posljednji postupak omogućuje vraćanje dijela izvorne složenosti i biološke raznolikosti.

Biotski čimbenici

U umjetnim ekosustavima biljke i životinje sastoje se prije svega od onih vrsta koje ljudi žele biti prisutni. Izvorne se vrste uklanjaju s područja kako bi se stvorio prostor za željenu vrstu ili kako bi se omogućilo da ove potonje monopolistički profitiraju od dostupnih abiotskih čimbenika.

U umjetnim ekosustavima domorodačke ili unesene vrste koje plijene željenim vrstama ili se natječu s njima zbog abiotskih čimbenika smatraju se štetočinama s ciljem njihovog uklanjanja ili, barem, njihovog sustavnog suzbijanja.

U umjetnim ekosustavima čovjek tolerira prisutnost autohtonih ili uvedenih vrsta koje ne utječu negativno na željenu vrstu. U slučaju određenih zavičajnih ili unesenih vrsta koje daju prednost željenim vrstama, na primjer, djelujući kao biokontroleri štetočina, ponekad se promiče njihova prisutnost.

Ljudi su najvažniji biotički faktor umjetnih ekosustava, odgovorni su za njihovo stvaranje i održavanje i za putanju kojom slijede. Na primjer, umjetni ekosustav, poput polja usjeva, čovjek može pretvoriti u drugu vrstu umjetnog ekosustava, poput urbanog parka.

Abiotski čimbenici

Abiotički čimbenici, poput klime i tla, opsežnih umjetnih ekosustava obično su isti kao i prirodnih ekosustava koji su im prethodili na području koje su zauzeli.

Abiotički faktori potpuno ljudskog podrijetla uključuju gnojiva, pesticide, kemijska onečišćujuća sredstva, toplinu koja nastaje zbog potrošnje električne energije i fosilnih goriva, buku, plastično smeće, svjetlosno zagađenje i radioaktivni otpad. Primjeri potonjeg su katastrofe u Černobilu i Fukušimi.

Rijetku vrstu umjetnog ekosustava čine zatvoreni ekološki sustavi, poput svemirskih kapsula, koji su ekosustavi u kojima nije dopuštena razmjena materijala s vanjskom. Ti su ekosustavi uglavnom male i za eksperimentalne su svrhe.

U zatvorenim ekološkim sustavima ispitivač određuje abiotske čimbenike. Ako je cilj održavanje života ljudi ili životinja, otpad, poput ugljičnog dioksida ili izmeta i mokraće, su abiotski čimbenici koji se moraju, uz sudjelovanje autotrofičnog organizma, pretvoriti u kisik, vodu i hranu.

Vrste i stvarni primjeri

Umjetni ekosustavi mogu se klasificirati na više načina. Najčešća klasifikacija dijeli ih na kopnene i vodene. Međutim, također ih je moguće podijeliti na urbane, prigradske i izvangradne ili otvorene i zatvorene.

Naravno, također je moguće kombinirati te klasifikacije kako bi se postigle precizne karakterizacije. Tako bi, na primjer, postojao otvoreni urbani kopneni umjetni ekosustav ili zatvoreni vodeni izvangradski umjetni ekosustav.

Umjetni kopneni ekosustavi

Vrlo su česte jer su ljudi zemaljski organizmi. Najveće područje zauzimaju agroekosustavi, među kojima su poljoprivredne i stočarske farme.

Važnost agroekosustava je tako velika da unutar ekologije postoji poddisciplina pod nazivom agroekologija, koja proučava odnos uzgajanih biljaka i domaćih životinja s neživim okolišem.

Javni i privatni parkovi i vrtovi također su važni. S njihovom potrebom za stalnom njegom, poput uklanjanja korova, parkova i vrtova, pokazuje se nesposobnost samoregulacije i samoočuvanja tipične za umjetne ekosustave.

Gradovi su također umjetni ekosustavi, u eksplozivnoj ekspanziji, često na štetu agroekosustava.

Ostali primjeri umjetnih zemaljskih ekosustava su šumske plantaže za proizvodnju drva i pulpe za papir, farme svinja i živine, staklenici za proizvodnju povrća, mahunarki i cvijeća, zoološki vrtovi, igrališta za golf, i terariji za uzgoj vodozemaca gmizavaca i člankonožaca.

Umjetni vodeni ekosustavi

Svi smo čuli za akvarije, rižu, kanale za navodnjavanje, riječne kanale, hidroponike, akumulacije, ribnjake za akvakulturu riba i škampi, urbane i poljoprivredne bare, plutajuće kaveze za akvakulturu morskih riba i oksidacijske bare za obradu kanalizacije. Ovo su primjeri umjetnih vodenih ekosustava.

Izmjena hidrosfere ili dijela planeta koji zauzimaju oceani, jezera, rijeke i druga vodena tijela, kako bi namjerno ili slučajno stvorili umjetne ekosustave, od velike je ekološke i ekonomske važnosti.

Naša ovisnost o vodama i vodenim biljkama i životinjama, kao i njihovim ekološkim funkcijama, presudne su za naš opstanak. U hidrosferi dom je vrlo bogata biološka raznolikost, osigurava hranu, oksigenira atmosferu i služi za rekreaciju i turizam.

Zagađenje mora i rijeka plastikom i bezbrojnim otpadom svih vrsta stvara autentične umjetne ekosustave sa znatno smanjenom biološkom raznolikošću, poput velikog otoka smeća na Tihom oceanu, koji je već tri puta veći od Francuske. Procjenjuje se da će do 2050. u oceanima planete biti više plastike nego ribe.

Zatvoreni umjetni ekosustavi

Planeta Zemlja u cjelini može se smatrati zatvorenim ekološkim sustavom koji se naziva ekosfera. Zbog snažne i rastuće ljudske izmjene, koja između ostalog proizvodi i nenormalne klimatske promjene i dovest će do gubitka milijuna vrsta, ekosfera bi mogla postati zatvoreni umjetni ekološki sustav.

Ljudi su stvorili zatvorene ekološke sustave za potrebe eksperimentiranja. Osim kapsula i svemirskih laboratorija, oni uključuju one razvijene u projektima (Biosfera 2, MELiSSA i BIOS-1, BIOS-2, BIOS-3) sa ciljem eksperimentiranja s podrškom životu u uvjetima izolacije iz okoliša., U vrlo malom obimu, terariji i akvariji mogu se koristiti za stvaranje zatvorenih umjetnih ekosustava u kojima se nalaze biljke i životinje. Zatvoreni spremnik ili boca s hranom ili pićima koji su kontaminirani mikroorganizmima također su primjeri zatvorenih umjetnih ekosustava.

Značaj za budućnost zemaljskog života

Kad zauzimaju velike površine, posebno u tropskim regijama bogatim biološkim endemizmima, umjetni ekosustavi uzrokuju veliki gubitak biološke raznolikosti. Ovaj problem ilustrira porast plantaža afričkih palmi u Indoneziji i uzgoj soje i stoke u Amazoni.

Rast ljudske populacije zahtijeva trajno širenje umjetnih ekosustava na štetu prirodnog svijeta.

Dijelom bi se to širenje moglo smanjiti poboljšanjem produktivne učinkovitosti postojećih umjetnih ekosustava i izmjenom navika konzumiranja (na primjer, jedenje manje mesnih proizvoda) da bi se smanjio ljudski trag.

Umjetnim ekosustavima nedostaje sposobnost za samoregulaciju. To bi se odnosilo i na ekosferu ako bi ona postala gigantski umjetni ekosustav, s katastrofalnim posljedicama, ne samo u smislu izumiranja milijuna vrsta, već i samog opstanka čovjeka.

Održiva upotreba, odnosno upotreba prirodnih resursa brzinom ispod njihove obnove, podrazumijeva da se učini sve što je moguće kako bi se sačuvalo što više jedinstvenih prirodnih ekosustava i umjetni ekosustavi zadržali neke karakteristike benigni uvjeti poluprirodnih ekosustava.

Reference

1. Chapin, FS III, Matson, PA, Vitousek, PM Načela kopnene ekologije ekosustava. Springer, New York.
2. Clifford, C., Heffernan, J. 2018. Umjetni vodeni ekosustavi. Voda, 10, dx.doi.org/10.3390/w10081096.
3. Fulget, N., Poughon, L., Richalet, J., Lasseur, C. 1999. Melissa: globalna strategija kontrole umjetnog ekosustava primjenom modela prvih principa odjeljaka. Napredak u svemirskim istraživanjima, 24, 397–405.
4. Jørgensen, SE, ur. 2009. Ekosistem ekologije. Elsevier, Amsterdam.
5. Korner, C., Arnone, JA Ill. 1992. Odgovori na povišeni ugljični dioksid u umjetnim tropskim ekosustavima. Znanost, 257, 1672-1675.
6. Molles, M. 2013. Ekologija: koncepti i primjene. McGraw-Hill, New York.
7. Nelson, M., Pechurkin, N. S, Allen, JP, Somova, LA, Gitelson, JI 2009. Zatvoreni ekološki sustavi, podrška životu u svemiru i biosfere. U: Wang, LK, ur. Priručnik za okolišni inženjering, svezak 10: Biotehnologija u okolišu. Humana Press, New York.
8. Quilleré, I., Roux, L., Marie, D., Roux, Y., Gosse, F., Morot-Gaudry, JF 1995. Umjetni produktivni ekosustav zasnovan na povezanosti riba / bakterija / biljka. 2. Performanse. Poljoprivreda, ekosustavi i okoliš, 53, 9–30.
9. Ripple, WJ, Wolf, C., Newsome, TM, Galetti, M., Alamgir, M., Crist, E., Mahmoud, MI, Laurance, WF i 15.364 znanstvenika iz 184 zemlje. Upozorenje svjetskih znanstvenika čovječanstvu: druga obavijest. BioScience, 67, 1026-1028.
10. Rönkkö, M. 2007. Umjetni ekosustav: nova dinamika i životna svojstva. Umjetni život, 13, 159–187.
11. Savard, J.-PL, Clergeau, P., Mennechez, G. 2000. Pojmovi biološke raznolikosti i urbani ekosustavi. Krajolik i urbanizam, 48, 131–142.
12. Swenson, W., Wilson, DS, Elias, R. 2000. Umjetni odabir ekosustava. Zbornik radova Nacionalne akademije znanosti SAD, 97, 9110–9114.