Ökológiai egyensúly

Szerényi Gábor

2004. április 01. 11:44

"Túl sok a busa a Balatonban, félő, hogy veszélyezteti a tó ökológiai egyensúlyát..." olvashattuk a múltkor egyik napilapunkban. A különböző ökológiai folyamatok vizsgálatakor vagy jelenségek elemzésekor gyakran találkozni az "ökológiai egyensúly" fogalmával.

Néha csak "biológiai egyensúlyt" említenek a szerzők, máskor a társulások és a környezet egyensúlyának elemzésével egészen konkrét utalás történik a fogalom tartalmára. Mégsem egyértelmű mindig, hogy éppen milyen relációban, hogyan használható a kifejezés, és mit is takar egészen pontosan. A szukcesszió kapcsán például az alábbi szerepel az egyik középiskolai tankönyvben : " a folyamat végén kialakuló zárótársulás a legbonyolultabb összetételű, a legbonyolultabb működésű, amely már nem változik, nem fejlődik tovább, mert egyensúlyba került környezetével", vagy azt, hogy az emberi beavatkozás következtében megbomlott a "vízi társulások természetes egyensúlya" stb. Először szedjük szét a szókapcsolatot, nézzük meg mit is jelent valójában az egyensúly fogalma. Az egyensúly fizikai definíciója egy állapot leírása. A testnek az az állapota, amelyben az ellentétes irányból ható erők egyenlők, és ezért a test nyugalmi helyzetben marad. Egyensúlyban van például egy kétkarú emelő, ha mindkét karjára ugyanolyan nagyságú erő hat. Egyensúlyról beszélhetünk azonban akkor is, ha egy rendszerben az ellentétes folyamatok, törekvések, mozzanatok ellentétes hatásúak, és ezért éppen kiegyenlítik egymást. Az egyensúlynak ez a megfogalmazása már közelít az ökológia egyensúly jelenségéhez, mert a rendszer nyugalma csak látszólagos, az ellentétes hatású mozzanatok, törekvések stb. mozgást, dinamizmust sejtetnek. Valóban így is van. Egy üveglappal lefedett pohár víz feletti légtér hamar telítődik a pohárból elpárolgó vízzel. Attól kezdve a vízből kilépő újabb molekulák száma meg egyezik a vizes fázisba visszalépő vízmolekulák számával, hiszen a telített vízgőztérben egyetlen újabb vízmolekula számára is csak akkor lesz hely, ha egy másik visszalépett onnan. A rendszer megfelel az egyensúly kritériumának, mert bármelyik időpillanatban is néznénk meg a gőzteret mindig ugyanannyi vízmolekulát találnánk benne, mégsincs nyugalomban, hanem szüntelen mozgás jellemző rá, mert minden pillanatban mások lesznek a légtérben lévő vízmolekulák. Az egyensúlyi állapotot tehát szüntelen mozgás jellemzi, ezért dimanikus egyensúlynak tekinthető. Ha bármilyen ökológiai rendszer egyensúlyáról is beszélünk soha nem valamiféle statikus fizikai egyensúlyra, hanem szüntelen mozgással jellemezhető dinamikus egyensúlyra kell gondolnunk. Vajon melyek azok az ellentétes törekvések, hatások, mozzanatok, amelyek egy ökológiai rendszerben hatnak, és amelyek eredményeképpen valamiféle dinamikus egyensúlyi állapot kialakulhat ? A kérdés megválaszolásához először pontosítanunk kell az ökológiai rendszer, azon belül pedig először is magának a rendszernek a fogalmát. A rendszer ( a rendszerelmélet kritériumainak megfelelő) definíciója három fontos mozzanatot emel ki jellemzésükre: egyrészt egymással szoros kapcsolatban álló összetevőkből, komponensekből állnak, másrészt, ezek a komponensek bonyolult kölcsönhatásokban vannak egymással, amelyek eredményeképpen egy új, működő struktúra jön létre, harmadrészt ez a működés szabályozott. Az összetevők az egyes rendszerek jellegétől függően mások és mások lehetnek. Az ökológiai rendszerekben a komponensek az egy helyen együtt élő populációk, amelyek egy magasabb egyed feletti szerveződési szintté, a biocönózisokká vagy társulásokká szerveződnek. A populációk közötti kapcsolatok és kölcsönhatások nagyon sokfélék lehetnek, lehet kölcsönösen előnyös, egyes populációk számára előnyös, mások számára hátrányos de lehet éppen közömbös is. Alapvető kapcsolat egy ilyen rendszerben a táplálkozási, trofikus kapcsolatok hálózata, amely a rendszert működtető anyag és energia áramlása. A rendszer alrendszerei a termelők, a fogyasztók és a lebontók, amelyek természetesen külön-külön is az önálló alrendszernek tekinthető környezeti tényezők együttesével is szoros kapcsolatban és kölcsönhatásban állnak. Ökológiai rendszerek komponensei azonban biocönózisok is lehetnek, ha a belőlük szerveződő új struktúra megfelel egy rendszer kritériumainak. Egy rendszer működése abban nyilvánul meg, hogy a külső hatásokra reagál, arra valamilyen formában válaszol. Másképpen fogalmazva, egy rendszert minden időpillanatban az adott körülmények között egy adott állapot jellemzi. A szüntelenül érő külső hatások ennek az állapotnak a megváltozására irányulnak, amelyekre a rendszer valamilyen formában reagál. Az ökológiai rendszerek nyílt rendszerek vagyis egymással és az élettelen környezetükkel anyag, energia és információ áramlás és csere révén kapcsolatban állnak. A működő rendszerek szabályozottsága pedig azt jelenti, hogy a külső hatások ellenére, azaz az azokra válaszként kialakított belső változások eredményeképpen a rendszerre jellemző állapotok állandóak maradnak. Felmerülhet a kérdés, melyek azok a belső változások, amelyek önszabályozó mechanizmusként a rendszer működésének adott állapotban tartását biztosítani képesek? Az ökológiai rendszerekben ezek egyrészt a populációdinamikai mechanizmusok, a demográfiai változások, ami az egyes komponensek - azaz populációk - egyedszámváltozását jelentik, másrészt az addig ki nem használt környezeti tartalékok, a talajban, vízen, levegőben. Ez a biogeokémikus szabályozás negatív visszacsatolással biztosítja például a tápanyagok megfelelő szintjét. Ha egy működő ökológiai rendszer jellemző állapota - azaz komponenseinek arányai és működésének legfontosabb mutatói - hosszú időn keresztül csak minimális ingadozást mutatnak, statisztikusan állandók, aminek következtében a működése zavartalan, egyensúlyban lévőnek tekintjük. A fentiekből kiderül, hogy egy ilyen ökológiai egyensúly csak a környezettel szoros összhangban, a környezet sajátosságaitól függően képes megvalósulni. Minden rendszer működésének és fennmaradásának kérdése a stabilitásától függ. Attól, mennyire képes tolerálni a kívülről érkező hatásokat, meddig képes mechanizmusaival a belső szabályozásra. A stabil ökológiai rendszerek nagyobb környezeti változások ellenére képesek megőrizni a populációk korábbi jellemzőit, a diverzitást, a trofikus struktúrákat, a produktivitást stb. Ha a viszonylag kis külső hatásokra is alapvető változások következnek be az ökológiai rendszerben, akkor az kis stabilitású, sérülékeny. A természetes ökológiai rendszerek, amelyek a bioszféra evolúciója során alakultak ki stabilaknak tekinthetők. A stabilitás azonban nem téveszthető össze az állandósággal. Ugyanis ez a megállapítás akkor is igaz, ha egyes rendszerek fokozatos, lassú változáson mennek keresztül. Ez zajlik a biotikus szukcesszió során. Egy pionír biocönózis, majd az egyre zártabb és zártabb társulások a környezettel kölcsönhatásban, a környezeti tényezők megváltoztatásával (vízmegőrzés képességének növekedése, szerves anyag felhalmozás, talajképzés stb.) egyre fejlettebb, a saját maguk által is létrehozott új körülmények között azokhoz jobban alkalmazkodó, ám ugyancsak stabil rendszerekké alakulnak át, amelyek ökológiai egyensúlyban vannak környezetükkel. Az ökológiai egyensúly felborulásáról akkor beszélünk, ha egy külső változás hatását a rendszer önszabályozó mechanizmusa nem tudja közömbösíteni. Ilyen környezeti változások természetes körülmények között az élővilág evolúciója során sokszor bekövetkeztek, amelyek eredménye a szekuláris szukcesszió is. Az utóbbi néhány évszázadban azonban - amely evolúciós léptékben gondolkozva jelentéktelen idő - az ember tevékenysége okozta változások eredményeztek környezeti hatásokat. Sőt az ilyenirányú hatások az elmúlt évtizedekben hatványozottan sokasodtak, komoly veszélybe sodorva a bioszférát, mint egységes egészként működő ökológiai rendszert is. Tudjuk, hogy egy természetes kis tóba folytonosan bekerülő hígtrágya vagy nagy mennyiségben hitelen bejutó műtrágya olyan demográfiai robbanását eredményezheti egyes algafajoknak, amely a víz ökológiai egyensúlyának teljes összeomlásával járhat. Egyetlen külső hatásról, a foszfor vagy nitrát szint ugrásszerű növekedéséről van szó, amely a rendszer egy vagy néhány komponensének egyedszám növekedését eredményezi. A tó, mint önszabályozó rendszer ezt megpróbálja tolerálni, meg fog nőni az egysejtű algákkal táplálkozó fogyasztói szint egyedszáma is. Ha azonban a hatás erős (nagy mennyiségű a bekerülő anyag) az el nem fogyasztott elpusztuló egysejtű algák és a táplálékláncban ugyancsak felszaporodott egysejtű növényevők nagy tömegben keletkező tetemeit a lebontók tevékenysége nem tudja hasznosítani. Ugyan az ő egyedszámuk is növekedni fog, az ökológiai egyensúly azonban felborulhat. Számtalan más hasonlóan egyszerű és közismert példán belátható, hogy az emberi tevékenységek, a terjeszkedő urbanizáció, a környezetszennyezés, milyen jelentős módon veszélyezteti a természetes ökológia rendszereket, amelyek fennmaradása azaz egyensúlyuk megőrzése a földi élet alapkritériuma.

hirdetés

hirdetés

hirdetés

hirdetés

hirdetés

hirdetés

hirdetés