Estabilidade ecológica - Ecological stability

Diz-se que um ecossistema possui estabilidade ecológica (ou equilíbrio ) se for capaz de retornar ao seu estado de equilíbrio após uma perturbação (uma capacidade conhecida como resiliência ) ou não experimentar grandes mudanças inesperadas em suas características ao longo do tempo. Embora os termos estabilidade da comunidade e estabilidade ecológica sejam às vezes usados ​​indistintamente, estabilidade da comunidade refere-se apenas às características das comunidades . É possível que um ecossistema ou comunidade seja estável em algumas de suas propriedades e instável em outras. Por exemplo, uma comunidade de vegetação em resposta a uma seca pode conservar biomassa, mas perder biodiversidade .

Sistemas ecológicos estáveis ​​são abundantes na natureza, e a literatura científica os documentou em grande medida. Os estudos científicos descrevem principalmente comunidades de plantas de pastagens e comunidades microbianas. No entanto, é importante mencionar que nem todas as comunidades ou ecossistemas da natureza são estáveis ​​(por exemplo, lobos e alces na Ilha Royale ). Além disso, o ruído desempenha um papel importante nos sistemas biológicos e, em alguns cenários, pode determinar totalmente sua dinâmica temporal.

O conceito de estabilidade ecológica surgiu na primeira metade do século XX. Com o avanço da ecologia teórica na década de 1970, o uso do termo se expandiu para uma ampla variedade de cenários. Esse uso excessivo do termo gerou polêmica sobre sua definição e implementação.

Em 1997, Grimm e Wissel fizeram um inventário de 167 definições usadas na literatura e encontraram 70 conceitos diferentes de estabilidade. Uma das estratégias que esses dois autores propõem para esclarecer o assunto é substituir a estabilidade ecológica por termos mais específicos, como constância , resiliência e persistência . A fim de descrever completamente e dar significado a um tipo específico de estabilidade, ela deve ser examinada com mais cuidado. Caso contrário, as declarações feitas sobre a estabilidade terão pouca ou nenhuma confiabilidade porque não teriam informações para fazer o backup da reclamação. Seguindo essa estratégia, um ecossistema que oscila ciclicamente em torno de um ponto fixo, como o delineado pelas equações predador-presa , seria descrito como persistente e resiliente, mas não como constante. Alguns autores, entretanto, veem boas razões para a abundância de definições, porque elas refletem a extensa variedade de sistemas reais e matemáticos.

Análise de estabilidade

Quando as abundâncias de espécies de um sistema ecológico são tratadas com um conjunto de equações diferenciais, é possível testar a estabilidade linearizando o sistema no ponto de equilíbrio. Robert May desenvolveu esta análise de estabilidade na década de 1970, que usa a matriz Jacobiana .

Tipos

Embora as características de qualquer sistema ecológico sejam passíveis de mudanças, durante um determinado período de tempo, alguns permanecem constantes, oscilam, atingem um ponto fixo ou apresentam outro tipo de comportamento que pode ser descrito como estável. Essa infinidade de tendências pode ser rotulada por diferentes tipos de estabilidade ecológica.

Estabilidade dinâmica

A estabilidade dinâmica se refere à estabilidade ao longo do tempo.

Pontos estacionários, estáveis, transitórios e cíclicos

Um ponto estável é tal que uma pequena perturbação do sistema será diminuída e o sistema voltará ao ponto original. Por outro lado, se uma pequena perturbação for ampliada, o ponto estacionário é considerado instável.

Estabilidade local e global

A estabilidade local  indica que um sistema é estável sobre pequenos distúrbios de curta duração, enquanto a estabilidade global indica um sistema altamente resistente à mudança na  composição das espécies  e / ou  dinâmica da teia alimentar .

Constância

Estudos observacionais de ecossistemas usam constância para descrever sistemas vivos que podem permanecer inalterados.

Resistência e inércia (persistência)

A resistência e a inércia lidam com a resposta inerente de um sistema a alguma perturbação.

Uma perturbação é qualquer mudança nas condições imposta externamente, geralmente acontecendo em um curto período de tempo. A resistência é uma medida de quão pouco a variável de interesse muda em resposta a pressões externas. A inércia (ou persistência) implica que o sistema vivo é capaz de resistir às flutuações externas. No contexto da mudança dos ecossistemas na América do Norte pós-glacial, EC Pielou observou no início de sua visão geral,

"Obviamente, leva um tempo considerável para que a vegetação madura se estabeleça em rochas recém-expostas ou glaciais ... também leva um tempo considerável para que ecossistemas inteiros mudem, com suas numerosas espécies de plantas interdependentes, os habitats que eles criam e os animais que vivem nos habitats. Portanto, as flutuações causadas pelo clima em comunidades ecológicas são uma versão atenuada e atenuada das flutuações climáticas que as causam. "

Resiliência, elasticidade e amplitude

Resiliência é a tendência de um sistema de reter sua estrutura funcional e organizacional e a capacidade de se recuperar após uma perturbação ou distúrbio. A resiliência também expressa a necessidade de persistência, embora de uma abordagem de gerenciamento seja expressa uma ampla gama de escolhas e os eventos devem ser vistos como uniformemente distribuídos. Elasticidade e amplitude são medidas de resiliência. A elasticidade é a velocidade com que um sistema retorna ao seu estado original / anterior. A amplitude é uma medida de quão longe um sistema pode ser movido do estado anterior e ainda retornar. A ecologia toma emprestada a ideia de estabilidade de vizinhança e um domínio de atração dateoria dos sistemas dinâmicos .

Estabilidade de Lyapunov

Os pesquisadores que aplicam modelos matemáticos da dinâmica do sistema geralmente usam a estabilidade de Lyapunov .

Estabilidade numérica

Com foco nos componentes bióticos de um ecossistema, uma população ou comunidade possui estabilidade numérica se o número de indivíduos for constante ou resiliente.

Estabilidade do sinal

É possível determinar se um sistema é estável apenas olhando para os sinais na matriz de interação. 

Estabilidade e diversidade

A relação entre diversidade e estabilidade tem sido amplamente estudada. A diversidade pode operar para aumentar a estabilidade das funções do ecossistema em várias escalas ecológicas. Por exemplo, a diversidade genética pode aumentar a resistência a perturbações ambientais. No nível da comunidade, a estrutura das cadeias alimentares pode afetar a estabilidade. O efeito da diversidade na estabilidade em modelos de teias alimentares pode ser positivo ou negativo, dependendo da coerência trófica da rede. No nível das paisagens, foi demonstrado que a heterogeneidade ambiental entre os locais aumenta a estabilidade das funções do ecossistema

História do conceito

O termo 'oecologia' foi cunhado por Ernst Haeckel em 1866. A ecologia como ciência foi desenvolvida ainda mais durante o final do século 19 e início do século 20, e uma atenção crescente foi direcionada para a conexão entre diversidade e estabilidade. Frederic Clements e Henry Gleason contribuíram com o conhecimento da estrutura da comunidade; entre outras coisas, esses dois cientistas introduziram as idéias opostas de que uma comunidade pode atingir um clímax estável ou que é em grande parte coincidência e variável . Charles Elton argumentou em 1958 que comunidades complexas e diversificadas tendiam a ser mais estáveis. Robert MacArthur propôs uma descrição matemática da estabilidade no número de indivíduos em uma teia alimentar em 1955. Depois de muito progresso feito com estudos experimentais na década de 60, Robert May avançou no campo da ecologia teórica e refutou a ideia de que diversidade gera estabilidade. Muitas definições de estabilidade ecológica surgiram nas últimas décadas, enquanto o conceito continua a ganhar atenção.

Veja também

Notas

Referências