KÜNSTLICHES ÖKOSYSTEM: EIGENSCHAFTEN, TYPEN, FAKTOREN, BEISPIELE - UMGEBUNG - 2025

Ein künstliches Ökosystem ist eines, dessen biotische Komponenten vom Menschen für bestimmte Zwecke wie die landwirtschaftliche Produktion bestimmt wurden. Sie müssen unter kontrollierten Umgebungsbedingungen gewartet werden.

Der Begriff Ökosystem oder ökologisches System bezieht sich auf eine natürliche, naturnahe oder künstliche Einheit, die alle Lebewesen oder biotischen Faktoren in einem bestimmten Gebiet umfasst, die mit den physikalischen und chemischen Komponenten ihrer Umwelt interagieren, oder abiotischen Faktoren.

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Ökosysteme zeichnen sich durch eine definierte Vielfalt biotischer Faktoren oder Biodiversität sowie durch ihre eigenen Muster des Energie- und Nährstoffflusses innerhalb und zwischen ihren biotischen und abiotischen Faktoren aus. Sie können als natürlich, naturnah und künstlich klassifiziert werden.

Im Gegensatz zu künstlichen sind natürliche Ökosysteme solche, die vom Menschen nicht spürbar verändert wurden. Naturnahe Ökosysteme sind solche, die einen erheblichen Teil ihrer ursprünglichen Artenvielfalt erhalten, obwohl sie vom Menschen erheblich verändert wurden.

Eigenschaften

Künstliche Ökosysteme weisen eine Vielzahl von Merkmalen auf, die je nach Verwendungszweck variieren. Im Allgemeinen teilen sie Folgendes:

- Sie haben eine geringere Artenvielfalt als natürliche und naturnahe Ökosysteme. Seine biotische Komponente wird stark von gebietsfremden Arten oder Exoten dominiert, die vom Menschen eingeführt werden. Sie präsentieren vereinfachte Nahrungsketten. Die genetische Vielfalt ist selbst bei eingeführten Arten sehr gering.

- Unter dem Gesichtspunkt der menschlichen Bedürfnisse sind sie produktiver oder einfacher zu nutzen als natürliche Ökosysteme. Aus diesem Grund haben sie ein enormes Wachstum der menschlichen Weltbevölkerung ermöglicht.

- Sie sind anfällig für Degradation und Seuchenbefall, wobei der Nutzen für den Menschen aufgrund des Fehlens der biologischen Vielfalt und der für natürliche Ökosysteme charakteristischen Selbstregulierungsmechanismen verloren geht. Das Recycling von Nährstoffen ist sehr begrenzt.

- Sie sind auf menschliches Eingreifen angewiesen, um bestehen zu können. Wenn sie aufgegeben werden, neigen sie dazu, in einem Prozess, der als ökologische Abfolge bezeichnet wird, schrittweise zum Zustand natürlicher Ökosysteme zurückzukehren.

Abhängig vom Grad der menschlichen Intervention und den verfügbaren kolonisierenden Arten ermöglicht dieser letzte Prozess die Wiederherstellung eines Teils der ursprünglichen Komplexität und Artenvielfalt.

Biotische Faktoren

In künstlichen Ökosystemen bestehen Pflanzen und Tiere hauptsächlich aus solchen Arten, die der Mensch haben möchte. Die ursprünglichen Arten aus dem Gebiet werden entfernt, um Platz für die gewünschte Art zu schaffen oder um sicherzustellen, dass letztere monopolistisch von den verfügbaren abiotischen Faktoren profitieren.

In künstlichen Ökosystemen gelten einheimische oder eingeführte Arten, die die gewünschten Arten jagen oder mit ihnen um abiotische Faktoren konkurrieren, als Schädlinge mit dem Ziel ihrer Beseitigung oder zumindest ihrer systematischen Bekämpfung.

In künstlichen Ökosystemen tolerieren Menschen das Vorhandensein dieser einheimischen oder eingeführten Arten, die die gewünschten Arten nicht beeinträchtigen. Bei bestimmten einheimischen oder eingeführten Arten, die der gewünschten Art zugute kommen, beispielsweise indem sie als Biokontroller für Schädlinge fungieren, wird ihre Anwesenheit manchmal gefördert.

Der Mensch ist der bestimmende biotische Faktor künstlicher Ökosysteme und für seine Entstehung und Erhaltung sowie für die Flugbahn verantwortlich, der er folgt. Beispielsweise kann ein künstliches Ökosystem wie ein Feld von Kulturpflanzen vom Menschen in eine andere Art von künstlichem Ökosystem wie einen Stadtpark umgewandelt werden.

Abiotischen Faktoren

Die abiotischen Faktoren wie Klima und Boden ausgedehnter künstlicher Ökosysteme sind typischerweise die gleichen wie die der natürlichen Ökosysteme, die ihnen in dem Gebiet vorausgingen, das sie besetzen.

Zu den abiotischen Faktoren ausschließlich menschlichen Ursprungs zählen Düngemittel, Pestizide, chemische Schadstoffe, Wärme, die durch den Verbrauch von Elektrizität und fossilen Brennstoffen erzeugt wird, Lärm, Plastikmüll, Lichtverschmutzung und radioaktive Abfälle. Beispiele für letztere sind die Katastrophen von Tschernobyl und Fukushima.

Eine seltene Art von künstlichem Ökosystem sind geschlossene ökologische Systeme wie Weltraumkapseln, bei denen es sich um Ökosysteme handelt, in denen ein Materialaustausch mit der Außenwelt nicht zulässig ist. Diese Ökosysteme sind im Allgemeinen klein und dienen experimentellen Zwecken.

In geschlossenen Ökosystemen werden abiotische Faktoren vom Experimentator bestimmt. Wenn das Ziel darin besteht, das Leben von Mensch oder Tier zu erhalten, sind Abfälle wie Kohlendioxid oder Kot und Urin abiotische Faktoren, die unter Beteiligung eines autotrophen Organismus in Sauerstoff, Wasser und Nahrung umgewandelt werden müssen.

Typen und reale Beispiele

Künstliche Ökosysteme können auf viele Arten klassifiziert werden. Die häufigste Klassifizierung unterteilt sie in terrestrische und aquatische. Es ist jedoch auch möglich, sie in städtische, vorstädtische und außerstädtische oder offene und geschlossene zu unterteilen.

Natürlich ist es auch möglich, diese Klassifikationen zu kombinieren, um präzise Charakterisierungen zu erzielen. So würde es beispielsweise ein offenes städtisches terrestrisches künstliches Ökosystem oder ein geschlossenes aquatisches außerstädtisches künstliches Ökosystem geben.

Künstliche terrestrische Ökosysteme

Sie sind sehr häufig, weil Menschen terrestrische Organismen sind. Das größte Gebiet wird von sogenannten Agrarökosystemen besetzt, darunter landwirtschaftliche Betriebe und Viehzuchtbetriebe.

Die Bedeutung von Agrarökosystemen ist so groß, dass es innerhalb der Ökologie eine Unterdisziplin namens Agrarökologie gibt, die die Beziehungen von Kulturpflanzen und Haustieren zur leblosen Umwelt untersucht.

Öffentliche und private Parks und Gärten sind ebenfalls wichtig. Mit ihrem Bedürfnis nach ständiger Pflege, wie der Entfernung von sogenannten Unkräutern, zeigen Parks und Gärten die für künstliche Ökosysteme typische Unfähigkeit zur Selbstregulierung und Selbsterhaltung.

Städte sind auch künstliche Ökosysteme, die sich explosionsartig ausdehnen, oft auf Kosten von Agrarökosystemen.

Weitere Beispiele für künstliche terrestrische Ökosysteme sind Waldplantagen zur Herstellung von Holz und Zellstoff für Papier-, Schweine- und Geflügelfarmen, Gewächshäuser zur Herstellung von Gemüse, Hülsenfrüchten und Blumen, zoologische Parks, Golfplätze, und Terrarien für die Zucht von Amphibien- und Arthropodenreptilien.

Künstliche aquatische Ökosysteme

Wir haben alle von Aquarien, Reisfeldern, Bewässerungskanälen, Flusskanälen, Hydrokulturen, Stauseen, Teichen für die Aquakultur von Fischen und Garnelen, städtischen und landwirtschaftlichen Teichen, schwimmenden Käfigen für die Aquakultur von Meeresfischen und Oxidationsteichen für Verträge gehört Abwasser. Dies sind Beispiele für künstliche aquatische Ökosysteme.

Die Veränderung der Hydrosphäre oder eines Teils des Planeten, der von Ozeanen, Seen, Flüssen und anderen Gewässern besetzt ist, durch den Menschen, um absichtlich oder versehentlich künstliche Ökosysteme zu schaffen, ist von großer ökologischer und wirtschaftlicher Bedeutung.

Unsere Abhängigkeit von Gewässern und Wasserpflanzen und -tieren sowie deren ökologischen Funktionen ist entscheidend für unser Überleben. Die Hydrosphäre beherbergt eine sehr reiche Artenvielfalt, liefert Nahrung, versorgt die Atmosphäre mit Sauerstoff und dient der Erholung und dem Tourismus.

Durch die Verschmutzung des Meeres und der Flüsse mit Kunststoffen und unendlich vielen Abfällen aller Art entstehen authentische künstliche Ökosysteme mit stark reduzierter biologischer Vielfalt, wie die große Müllinsel im Pazifik, die bereits dreimal so groß ist wie Frankreich. Es wird geschätzt, dass die Ozeane des Planeten bis zum Jahr 2050 mehr Plastik als Fische haben werden.

Geschlossene künstliche Ökosysteme

Der Planet Erde als Ganzes kann als geschlossenes Ökosystem betrachtet werden, das als Ökosphäre bezeichnet wird. Aufgrund der starken und wachsenden menschlichen Veränderung, die unter anderem zu einem abnormalen Klimawandel führt und zum Verlust von Millionen Arten führen wird, könnte die Ökosphäre zu einem geschlossenen künstlichen Ökosystem werden.

Der Mensch hat zu Experimentierzwecken geschlossene Ökosysteme geschaffen. Dazu gehören neben Kapseln und Weltraumlabors auch solche, die in Projekten (Biosphere 2, MELiSSA und BIOS-1, BIOS-2, BIOS-3) mit dem Ziel entwickelt wurden, mit der Unterstützung des Lebens unter Bedingungen der Umweltisolation zu experimentieren. .

In sehr kleinem Maßstab können Terrarien und Aquarien verwendet werden, um geschlossene künstliche Ökosysteme zu schaffen, in denen Pflanzen und Tiere leben. Ein geschlossener Behälter oder eine Flasche mit Lebensmitteln oder Getränken, die mit Mikroorganismen kontaminiert wurden, sind ebenfalls Beispiele für geschlossene künstliche Ökosysteme.

Relevanz für die Zukunft des irdischen Lebens

Künstliche Ökosysteme verursachen große Gebiete, insbesondere in tropischen Regionen, die reich an biologischen Endemismen sind, und verursachen einen großen Verlust an biologischer Vielfalt. Dieses Problem wird durch den Boom der afrikanischen Palmenplantagen in Indonesien und den Anbau von Sojabohnen und Vieh im Amazonasgebiet veranschaulicht.

Das Bevölkerungswachstum erfordert die dauerhafte Erweiterung künstlicher Ökosysteme auf Kosten der natürlichen Welt.

Zum Teil könnte diese Erweiterung verringert werden, indem die Produktionseffizienz bestehender künstlicher Ökosysteme verbessert und die Konsumgewohnheiten (z. B. weniger Fleischprodukte) geändert werden, um den menschlichen Fußabdruck zu verringern.

Künstlichen Ökosystemen fehlt die Fähigkeit zur Selbstregulierung. Dies würde auch für die Ökosphäre gelten, wenn sie zu einem gigantischen künstlichen Ökosystem mit katastrophalen Folgen würde, nicht nur im Hinblick auf das Aussterben von Millionen Arten, sondern auch für das Überleben des Menschen.

Nachhaltige Nutzung, dh die Nutzung natürlicher Ressourcen mit einer Geschwindigkeit, die unter ihrer Erneuerungskapazität liegt, bedeutet, alles zu tun, um so viele einzigartige natürliche Ökosysteme wie möglich zu erhalten und künstliche Ökosysteme dazu zu bringen, einige der Merkmale beizubehalten gutartige Bedingungen naturnaher Ökosysteme.

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