Il equilibrio ecologico è definito come uno stato, osservabile nelle comunità ecologiche negli ecosistemi, in cui la composizione e l'abbondanza delle specie rimane relativamente stabile per lungo tempo.
L'idea di un equilibrio naturale fa parte di molti sistemi filosofici e religioni. C'è chi sostiene l'ipotesi di Gaia, secondo la quale la biosfera agirebbe come un sistema che mantiene coordinatamente, come sovra-organismo, l'equilibrio ecologico globale.
La nozione di equilibrio ecologico supporta molti atteggiamenti ambientalisti nel pubblico in generale. Gli ecologisti preferiscono pensare in termini di conservazione della biodiversità, sviluppo sostenibile e qualità ambientale.
Gli ecosistemi stabili, in cui esiste o sembra esserci un chiaro equilibrio ecologico, abbondano in natura. Per questo motivo, appaiono in primo piano nella letteratura scientifica e popolare. Tuttavia, ci sono anche ecosistemi instabili a cui storicamente è stata prestata meno attenzione.
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L'equilibrio ecologico è il risultato della capacità delle comunità ecologiche di recuperare gradualmente, attraverso un processo di successione ecologica, la loro stabilità originaria, o climax ecologico, che è andato perduto a causa di un disturbo, sia esso ambientale, biotico o umano. composizione e abbondanza delle specie.
Il termine "successione ecologica" si riferisce al processo di cambiamento direzionale in una comunità dopo che ha subito un grave disturbo. Questo cambiamento avviene per fasi e si esprime nella composizione e nell'abbondanza delle specie, che tendono ad aumentare la loro diversità. La successione ecologica è stata ampiamente studiata nelle comunità vegetali.
Quando una comunità attraversa le fasi della successione ecologica, è considerata squilibrata. Al raggiungimento della fase finale della successione, o climax ecologico, la composizione della comunità è stabile, motivo per cui si considera in uno stato di relativo equilibrio.
L'equilibrio ecologico è uno stato stazionario dinamico (omeostasi). Il feedback tra le popolazioni compensa continuamente, attenuandone l'effetto, i piccoli cambiamenti nella composizione e nell'abbondanza della popolazione della comunità causati da fattori abiotici e biotici. Di conseguenza, la comunità ritorna al suo aspetto iniziale.
L'equilibrio ecologico è il prodotto dell'interazione dinamica di due tipi di fattori. In primo luogo, i disturbi esterni, rappresentati da eventi, generalmente di breve durata, che provocano cambiamenti nella composizione e nell'abbondanza delle specie..
In secondo luogo, la neutralizzazione di questi cambiamenti mediante interazioni ecologiche tra le popolazioni che compongono la comunità.
I disturbi esterni possono essere fattori biotici che agiscono episodicamente. Ad esempio, l'emergere di specie migratrici, come le piaghe delle locuste in Africa o di agenti patogeni che causano epidemie.
I disturbi possono anche essere fattori abiotici improvvisi, come uragani, inondazioni o incendi..
Le interazioni ecologiche che determinano l'esistenza dell'equilibrio ecologico comprendono le interazioni dirette (carnivoro / preda, erbivoro / pianta, impollinatore / fiori, frugivoro / frutti, parassita / ospite) e le interazioni indirette (esempio: carnivoro / pianta) tra le popolazioni che lo compongono ogni comunità.
Come risultato degli effetti di feedback inerenti a queste interazioni, il cambiamento nella dimensione di una popolazione viene corretto, tornando al suo livello di equilibrio, in cui le oscillazioni nel numero di individui sono minime..
Gli effetti di feedback sono molto complessi, e quindi particolarmente vulnerabili alle interruzioni dovute all'azione umana, in ecosistemi molto diversi, come le foreste pluviali tropicali e le barriere coralline..
Durante l'equilibrio ecologico, le comunità raggiungono una relativa stabilità, o stato stazionario, nella composizione e nell'abbondanza delle specie. Questa stabilità è definita in termini di quattro proprietà principali, vale a dire: costanza, resistenza, resilienza e persistenza. Quest'ultimo è anche noto come inerzia.
La costanza è la capacità di rimanere invariata. La resistenza è la capacità di rimanere invariata a causa di disturbi o influenze esterne. La resilienza è la capacità di tornare allo stato stazionario originale dopo un disturbo. La persistenza è la capacità delle popolazioni di conservarsi nel tempo.
La costanza può essere misurata mediante deviazione standard o variabilità annuale. Resistenza tramite sensibilità o capacità tampone. Resilienza attraverso il tempo di ritorno, o l'entità della deviazione che consente quel ritorno. Persistenza nel tempo medio fino all'estinzione di una popolazione o altri cambiamenti irreversibili.
Ad esempio, un ecosistema che oscilla ciclicamente attorno a uno stato, come quello descritto dalle equazioni di Lotka-Volterra per descrivere l'interazione tra predatori e prede, può essere classificato come resiliente e persistente.
Tuttavia, non può essere considerato costante e resistente. In un caso come questo, sono soddisfatte due condizioni che consentono di considerarlo stabile.
L'assunzione di competizione tra le specie gioca un ruolo importante nel concetto di equilibrio ecologico. Questa ipotesi presuppone che nelle comunità vi sia un equilibrio tra produttività e respirazione, flusso di energia verso l'interno e verso l'esterno, tassi di natalità e mortalità e interazioni dirette e indirette tra le specie..
L'assunzione di competizione tra le specie presuppone anche che, anche nelle comunità che non si trovano nello stato di climax ecologico, vi sia probabilmente un certo grado di equilibrio ecologico e che sulle isole oceaniche vi sia un equilibrio tra immigrazione ed estinzione di specie ecologicamente equivalenti..
La sopravvivenza delle specie che compongono una popolazione dipende dalla persistenza di quelle stesse specie a livello di metapopolazione. Lo scambio di individui e la ricolonizzazione tra popolazioni della stessa specie che abitano le comunità vicine preserva la diversità genetica e consente di porre rimedio alle estinzioni locali.
A livello di metapopolazione, la sopravvivenza implica: a) popolazioni distribuite in microhabitas discreti; b) microhabitat abbastanza vicini da consentire la loro ricolonizzazione da altri microhabitat; c) maggiore probabilità di estinzione a livello di popolazione rispetto a livello di metapopolazione; e d) bassa probabilità di estinzione simultanea in tutti i microhabitat.
Si consideri il caso dei lupi che, dopo molti decenni di sterminio da parte degli allevatori, sono stati reintrodotti nel Parco Nazionale di Yellowstone negli Stati Uniti per ripristinare l'equilibrio ecologico perduto a causa della sovrappopolazione di grandi mammiferi erbivori..
La crescita iniziale della popolazione di lupi ha ridotto drasticamente le popolazioni di mammiferi erbivori, il che a sua volta ha posto un limite alla dimensione della popolazione del primo (meno erbivori significa che molti lupi non hanno abbastanza cibo e muoiono di fame, o non producono cuccioli).
I livelli più bassi e più stabili di popolazioni erbivore grazie alla presenza di popolazioni anche stabili di lupi hanno permesso la ricomparsa delle foreste. Questo a sua volta ha permesso la ricolonizzazione di Yellowstone da parte di un gran numero di specie di uccelli e mammiferi forestali. Il parco ha così recuperato il suo originario splendore e la sua biodiversità..
Altri esempi di comunità in apparente equilibrio ecologico si trovano all'interno di parchi nazionali e riserve marine in cui vengono applicate le leggi che li proteggono, o in aree remote a bassa densità umana, in particolare quando gli abitanti sono popolazioni indigene che fanno poco uso delle tecnologie moderne..
L'attuale tasso di distruzione ambientale supera di gran lunga la capacità degli ecosistemi di ritrovare il loro naturale equilibrio ecologico.
La situazione è insostenibile e non può continuare a lungo senza danneggiare gravemente l'umanità. La perdita di biodiversità rende sempre più difficile trovare specie per ricostruire comunità ed ecosistemi naturali.
Per la prima volta nella sua storia, l'umanità si trova ad affrontare tre pericolosi disturbi su scala planetaria: 1) il cambiamento climatico, uno dei cui aspetti più evidenti è il riscaldamento globale; 2) inquinamento e acidificazione degli oceani; e 3) un'enorme perdita, a una velocità senza precedenti, di biodiversità globale.
Questi disturbi su larga scala influenzeranno fortemente i membri più giovani delle generazioni attuali e delle generazioni future. Ci sarà un gran numero di rifugiati climatici. Le risorse della pesca diminuiranno. Vedrai un mondo privo di molte delle specie animali e vegetali selvatiche a cui siamo abituati..
A questo proposito, si consiglia di consultare il lavoro di Ripple et al. (2017). Questi autori sottolineano che per realizzare la transizione verso un equilibrio ecologico globale sarebbe necessario:
1) Creare riserve naturali che proteggano una frazione significativa degli habitat terrestri e acquatici del pianeta.
2) Fermare la conversione delle foreste e di altri habitat naturali nelle aree soggette a sfruttamento intensivo.
3) Ripristinare le comunità vegetali autoctone su larga scala, in particolare le foreste.
4) Ripopolare vaste regioni con specie autoctone, in particolare i migliori predatori.
5) Attuare politiche per porre rimedio alla defaunazione, allo sfruttamento e al commercio di specie minacciate e alla crisi globale causata dal consumo di animali selvatici.
6) Ridurre lo spreco di cibo.
7) Promuovere il consumo di alimenti vegetali.
8) Ridurre la crescita della popolazione umana attraverso l'istruzione e la pianificazione familiare volontaria.
9) Educare i bambini all'apprezzamento e al rispetto della natura.
10) Incanalare gli investimenti monetari verso un cambiamento ambientale positivo.
11) Progettare e promuovere tecnologie verdi, riducendo i sussidi per il consumo di combustibili fossili.
12) Ridurre la disuguaglianza economica e garantire che prezzi, tasse e incentivi tengano conto del costo ambientale.
13) Unire le nazioni per sostenere questi obiettivi vitali.
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