KUNSTIG ØKOSYSTEM: EGENSKAPER, TYPER, FAKTORER, EKSEMPLER - MILJØ - 2026

Et kunstig økosystem er et hvis biotiske komponenter er bestemt av mennesker for spesifikke formål, for eksempel landbruksproduksjon. De krever at de opprettholdes under kontrollerte miljøforhold.

Begrepet økosystem, eller økologisk system, refererer til en naturlig, semi-naturlig eller kunstig enhet som inkluderer alle levende vesener, eller biotiske faktorer, i et gitt område, som samvirker med de fysiske og kjemiske komponentene i dets miljø, eller abiotiske faktorer.

Kilde: pixabay.com

Økosystemer kjennetegnes ved å ha en definert rekke biotiske faktorer, eller biologisk mangfold, og av deres egne mønstre av energi og næringsstrøm i og mellom deres biotiske og abiotiske faktorer. De kan klassifiseres som naturlige, semi-naturlige og kunstige.

I motsetning til kunstige, er naturlige økosystemer de som ikke er blitt merkbart endret av mennesker. Semi-naturlige økosystemer er de som beholder en betydelig del av deres opprinnelige biologiske mangfold, til tross for at de har blitt betydelig endret av mennesker.

kjennetegn

Kunstige økosystemer har et bredt utvalg av egenskaper, som varierer i henhold til formålet de ble designet for. Generelt deler de følgende:

- De har et lavere biologisk mangfold enn naturlige og halv-naturlige økosystemer. Den biotiske komponenten er sterkt dominert av fremmede arter, eller eksotiske stoffer, introdusert av mennesker. De presenterer forenklede næringskjeder. Det genetiske mangfoldet er veldig lite, selv hos introduserte arter.

- Fra menneskets behov er de mer produktive, eller lettere å bruke, enn naturlige økosystemer. Av denne grunn har de tillatt en enorm vekst av verdens menneskelige befolkning.

- De er sårbare for nedbrytning og blir angrepet av skadedyr, med tap av nytteverdi for mennesker, på grunn av fravær av biologisk mangfold og de selvregulerende mekanismene som er karakteristiske for naturlige økosystemer. Resirkulering av næringsstoffer er svært begrenset.

- De er avhengige av menneskelig intervensjon for deres utholdenhet. Når de blir forlatt, har de en tendens til i en prosess som kalles økologisk suksess gradvis å vende tilbake til tilstanden til naturlige økosystemer.

Avhengig av graden av menneskelig intervensjon og de tilgjengelige koloniserende artene, tillater denne siste prosessen å gjenvinne deler av den opprinnelige kompleksiteten og det biologiske mangfoldet.

Biotiske faktorer

I kunstige økosystemer består planter og dyr først og fremst av de artene som mennesker ønsker å være til stede. De opprinnelige artene i området fjernes for å skape plass for den ønskede arten, eller for å sikre at de sistnevnte drar fordel monopolistisk fra tilgjengelige abiotiske faktorer.

I kunstige økosystemer regnes innfødte eller introduserte arter som bytter på den ønskede arten, eller som konkurrerer med dem om abiotiske faktorer, som skadedyr, med målet om eliminering eller i det minste deres systematiske kontroll.

I kunstige økosystemer tåler mennesker tilstedeværelsen av de innfødte eller introduserte arter som ikke påvirker den ønskede arten negativt. Når det gjelder visse innfødte eller introduserte arter som er til fordel for den ønskede art, for eksempel ved å fungere som skadedyrbiokontrollere, blir deres tilstedeværelse noen ganger fremmet.

Mennesker er den mest avgjørende biotiske faktoren til kunstige økosystemer, og er ansvarlige for deres opprettelse og vedlikehold, og for banen de følger. For eksempel kan et kunstig økosystem, for eksempel et felt med avlinger, konverteres av mennesker til en annen type kunstig økosystem, for eksempel en bypark.

Abiotiske faktorer

De abiotiske faktorene, som klima og jordsmonn, av omfattende kunstige økosystemer er typisk de samme som de naturlige økosystemene som gikk foran dem i området de okkuperer.

Blant de abiotiske faktorene av helt menneskelig opprinnelse er gjødsel, plantevernmidler, kjemiske miljøgifter, varme som genereres ved forbruk av elektrisitet og fossilt brensel, støy, plastsøppel, lysforurensning og radioaktivt avfall. Eksempler på sistnevnte er i Tsjernobyl- og Fukushima-katastrofene.

En sjelden type kunstig økosystem utgjøres av lukkede økologiske systemer, som romkapsler, som er økosystemer der materialeutveksling med utsiden ikke er tillatt. Disse økosystemene er generelt små i størrelse og er til eksperimentelle formål.

I lukkede økologiske systemer bestemmes abiotiske faktorer av eksperimentøren. Hvis målet er å opprettholde mennesker eller dyr, er avfall, som karbondioksid, eller avføring og urin, abiotiske faktorer som må, med deltakelse av en autotrof organisme, omdannes til oksygen, vann og mat.

Typer og virkelige eksempler

Kunstige økosystemer kan klassifiseres på mange måter. Den vanligste klassifiseringen deler dem inn i land og akvatisk. Imidlertid er det også mulig å dele dem inn i urbane, forstadsområder og utenbyer, eller åpne og lukkede.

Selvfølgelig er det også mulig å kombinere disse klassifiseringene for å oppnå presise karakteriseringer. Således vil det for eksempel være et åpent, bylandsk kunstig økosystem, eller et lukket, vannlig, ekstra-urban kunstig økosystem.

Kunstige terrestriske økosystemer

De er veldig vanlige fordi mennesker er terrestriske organismer. Det største området er okkupert av det som er kjent som agroøkosystemer, blant dem er jordbruks- og husdyrfarmer.

Viktigheten av agroekosystemer er så stor at det innen økologi finnes en underdisiplin som kalles agroekologi, som studerer forholdene mellom dyrkede planter og husdyr til det livløse miljøet.

Offentlige og private parker og hager er også viktig. Med deres behov for konstant pleie, som fjerning av såkalte ugress, demonstrerer parker og hager manglende evne til selvregulering og selvbevaring typisk for kunstige økosystemer.

Byer er også kunstige økosystemer, i eksplosiv ekspansjon, ofte på bekostning av agroøkosystemer.

Andre eksempler på kunstige terrestriske økosystemer er skogplantasjer for produksjon av tre og masse til papir, svin og fjærkrehold, veksthus for produksjon av grønnsaker, belgfrukter og blomster, dyrehager, golfbaner, og terrarier for avl av amfibie- og leddyr krypdyr.

Kunstige akvatiske økosystemer

Vi har alle hørt om akvarier, rismarker, vanningskanaler, elvekanaler, hydroponics, reservoarer, dammer for akvakultur av fisk og reker, urbane dammer og landbruksdammer, flytende bur for havbruk av marin fisk og oksidasjonsdammer for traktat av kloakk. Dette er eksempler på kunstige akvatiske økosystemer.

Endringen av hydrosfæren, eller en del av planeten som er okkupert av hav, innsjøer, elver og andre vannmasser, for å bevisst eller tilfeldigvis lage kunstige økosystemer er av stor økologisk og økonomisk betydning.

Vår avhengighet av vannmasser og vannplanter og dyr, så vel som deres økologiske funksjoner, er avgjørende for vår overlevelse. Hydrosfæren er hjemmet til et veldig rikt biologisk mangfold, gir mat, oksygenerer atmosfæren og tjener til rekreasjon og turisme.

Forurensning av havet og elver med plast og en uendelig mengde avfall av alle slag skaper autentiske kunstige økosystemer med sterkt redusert biologisk mangfold, for eksempel den store søppeløyen i Stillehavet, som allerede er tre ganger så stor som Frankrike. Det anslås at innen år 2050 vil verdens hav ha mer plast enn fisk.

Lukkede kunstige økosystemer

Planet Earth som helhet kan betraktes som et lukket økologisk system kalt økosfæren. På grunn av den sterke og voksende menneskelige endringen, som blant annet produserer unormale klimaendringer og vil føre til tap av millioner av arter, kan økosfæren bli et lukket kunstig økologisk system.

Mennesker har laget lukkede økologiske systemer for eksperimenteringsformål. I tillegg til kapsler og romlaboratorier inkluderer disse de som er utviklet i prosjekter (Biosphere 2, MELiSSA, og BIOS-1, BIOS-2, BIOS-3) med det formål å eksperimentere med støtte til livet i miljøisolasjonsbetingelser. .

I veldig liten skala kan terrarier og akvarier brukes til å lage lukkede kunstige økosystemer som rommer planter og dyr. En lukket beholder eller flaske som inneholder mat eller drikke som er forurenset med mikroorganismer representerer også eksempler på lukkede kunstige økosystemer.

Relevans for fremtidens terrestriske liv

Når de okkuperer store områder, spesielt i tropiske regioner som er rike på biologiske endemismer, forårsaker kunstige økosystemer et stort tap av biologisk mangfold. Dette problemet illustreres av boom i afrikanske palmeplantasjer i Indonesia, og av dyrking av soyabønner og husdyr i Amazonas.

Veksten i den menneskelige befolkningen krever permanent utvidelse av kunstige økosystemer på bekostning av den naturlige verden.

Delvis kan denne utvidelsen reduseres ved å forbedre produktiviteten til eksisterende kunstige økosystemer, og ved å endre forbruksvanene (for eksempel å spise mindre kjøttprodukter) for å redusere menneskets fotavtrykk.

Kunstige økosystemer mangler kapasitet for selvregulering. Dette ville også gjelde for økosfæren hvis det ble et gigantisk kunstig økosystem, med katastrofale konsekvenser, ikke bare når det gjelder utryddelse av millioner av arter, men for menneskets overlevelse selv.

Bærekraftig bruk, det vil si bruk av naturressurser til en hastighet under deres fornyelseskapasitet, innebærer å gjøre alt for å bevare så mange unike naturlige økosystemer som mulig, og for å få kunstige økosystemer til å beholde noen av egenskapene godartede forhold i semi-naturlige økosystemer.

referanser

1. Chapin, FS III, Matson, PA, Vitousek, PM Prinsipper for terrestrisk økosystemøkologi. Springer, New York.
2. Clifford, C., Heffernan, J. 2018. Kunstige akvatiske økosystemer. Vann, 10, dx.doi.org/10.3390/w10081096.
3. Fulget, N., Poughon, L., Richalet, J., Lasseur, C. 1999. Melissa: global kontrollstrategi for det kunstige økosystemet ved å bruke første prinsippmodeller av rommene. Fremskritt innen romforskning, 24, 397–405.
4. Jørgensen, SE, red. 2009. Økosystemøkologi. Elsevier, Amsterdam.
5. Korner, C., Arnone, JA Ill. 1992. Responser til forhøyet karbondioksid i kunstige tropiske økosystemer. Vitenskap, 257, 1672-1675.
6. Molles, M. 2013. Økologi: konsepter og applikasjoner. McGraw-Hill, New York.
7. Nelson, M., Pechurkin, N. S, Allen, JP, Somova, LA, Gitelson, JI 2009. Lukkede økologiske systemer, støtte til romliv og biosfærer. I: Wang, LK, red. Håndbok for miljøteknikk, bind 10: Environmental Biotechnology. Humana Press, New York.
8. Quilleré, I., Roux, L., Marie, D., Roux, Y., Gosse, F., Morot-Gaudry, JF 1995. Et kunstig produktivt økosystem basert på en fisk / bakterier / planteforening. 2. Ytelse. Landbruk, økosystemer og miljø, 53, 9–30.
9. Ripple, WJ, Wolf, C., Newsome, TM, Galetti, M., Alamgir, M., Crist, E., Mahmoud, MI, Laurance, WF og 15 364 forskere fra 184 land. Verdensforskeres advarsel til menneskeheten: et nytt varsel. BioScience, 67, 1026-1028.
10. Rönkkö, M. 2007. Et kunstig økosystem: fremvoksende dynamikk og naturtro egenskaper. Kunstig liv, 13, 159–187.
11. Savard, J.-PL, Clergeau, P., Mennechez, G. 2000. Biodiversitetskonsepter og urbane økosystemer. Landskap og byplanlegging, 48, 131–142.
12. Swenson, W., Wilson, DS, Elias, R. 2000. Kunstig økosystemvalg. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 97, 9110–9114.