생태 안정성

Ecological stability

생태계는 섭동 후 평형 상태로 돌아갈 수 있거나([1]탄력성으로 알려진 능력) 시간에 걸쳐 예기치 않은 큰 변화를 겪지 않는다면 생태학적 안정성(또는 균형)을 갖는다고 한다.지역사회 안정과 생태 안정이라는 용어는 때때로 서로 [2]바꿔서 사용되기도 하지만, 지역사회 안정은 지역사회 특성만을 지칭한다.생태계나 공동체가 그들의 특성 중 일부는 안정적이고 다른 일부는 불안정할 수 있다.예를 들어, 가뭄에 대응한 식물 군락은 바이오매스를 보존하지만 생물 다양성을 [3]잃을 수 있다.

안정된 생태계가 자연에 풍부하고, 과학 문헌은 그것들을 상당히 많이 기록하고 있다.과학적 연구는 주로 초원 식물 군집과 미생물 [4]군집을 묘사한다.그럼에도 불구하고, 자연에 있는 모든 공동체나 생태계가 안정적인 것은 아니라는 것을 언급하는 것이 중요합니다(예를 들어, 아일랜드 로얄의 늑대와 무스).또한 소음은 생물학적 시스템에 중요한 역할을 하며, 일부 시나리오에서는 소음의 시간적 역학을 완전히 결정할 수 있다.

생태 안정의 개념은 20세기 전반기에 나타났다.1970년대 이론 생태학의 발전과 함께, 이 용어의 사용은 매우 다양한 시나리오로 확장되었다.이 용어의 남용은 정의와 [3]시행에 대한 논란으로 이어졌다.

1997년, 그림(Grim)과 위셀(Wissel)은 문헌에 사용된 167개의 정의 목록을 작성하고 70개의 다른 안정성 개념을 [5]찾아냈다.이 두 저자가 이 주제를 명확히 하기 위해 제안한 전략 중 하나는 생태학적 안정성을 항상성, 탄력성 및 지속성과 같은 보다 구체적인 용어로 대체하는 것이다.특정 안정성에 대해 충분히 설명하고 의미를 부여하기 위해서는 보다 신중하게 검토해야 합니다.그렇지 않으면,[6] 안정성에 관한 진술은 주장을 뒷받침할 정보가 없기 때문에 신뢰성이 거의 또는 전혀 없습니다.이 전략에 따라 포식자-사료 방정식에 의해 묘사된 것과 같은 고정된 점 주위에서 주기적으로 진동하는 생태계는 지속적이고 탄력적이지만 일정하지는 않다고 설명될 것이다.그러나 일부 저자들은 정의가 풍부하다는 타당한 이유를 발견하는데, 그 이유는 정의가 매우 다양하고 실제와 수학적인 [3]것으로 반영하기 때문이다.

안정성 분석

생태계의 종의 풍부함을 일련의 미분방정식으로 처리할 때, [7]평형점에서 시스템을 선형화함으로써 안정성을 시험할 수 있다.로버트 메이는 1970년대에 야코비 행렬을 이용한 안정성 분석을 개발했다.

종류들

생태계의 특성은 변화에 영향을 받기 쉽지만, 정의된 기간 동안 일부는 일정하게 유지되거나, 진동하거나, 고정된 지점에 도달하거나,[8] 안정적이라고 묘사될 수 있는 다른 유형의 행동을 보인다.이러한 다양한 경향은 다양한 유형의 생태적 안정성에 의해 분류될 수 있다.

동적 안정성

동적 안정성은 시간에 따른 안정성을 의미합니다.

정지점, 안정점, 과도점 및 주기점

안정된 포인트는 시스템의 작은 섭동이 감소하고 시스템이 원래 포인트로 돌아오는 것입니다.반면, 작은 섭동이 확대되면 정지점은 불안정한 것으로 간주됩니다.

로컬 및 글로벌 안정성

국소 안정성은 시스템이 작은 단수명 장애에 대해 안정적이라는 것을 나타내며, 글로벌 안정성은 시스템이 종 구성 및/또는 먹이 거미줄 역학의 변화에 매우 내성이 높다는 것을 나타낸다.

항상성

생태계에 대한 관찰 연구는 변하지 않는 살아있는 시스템을 설명하기 위해 항상성을 사용합니다.

저항 및 관성(지속성)

저항과 관성은 어떤 섭동에 대한 시스템의 고유한 반응을 다룬다.

섭동은 외부에서 부과되는 조건의 변화이며, 일반적으로 짧은 시간 내에 발생합니다.저항은 관심 변수가 외부 압력에 반응하여 얼마나 적게 변화하는지를 나타내는 척도입니다.관성(또는 지속성)은 살아있는 시스템이 외부 변동에 저항할 수 있음을 의미합니다.E.C. Pielou는 빙하 이후 북미의 생태계를 변화시키는 맥락에서 개요의 첫머리에서 다음과 같이 말했다.

"새로 드러난 얼음이나 빙하 위에 성숙한 식물이 정착하는 데는 분명 상당한 시간이 걸리고... 또한 그들의 수많은 상호의존적인 식물 종, 그들이 만드는 서식지, 그리고 서식지에 사는 동물들과 함께 전체 생태계가 변화하는데 상당한 시간이 걸립니다.따라서 생태계의 변동은 [9]기후 변동의 완만하고 완화된 형태입니다."

복원력, 탄력성 및 진폭

복원력은 기능적, 조직적 구조와 섭동이나 [10]교란 후에 회복하는 능력을 유지하는 시스템의 경향이다.복원력은 또한 지속성의 필요성을 나타내지만, 관리 접근법에서는 선택의 폭이 넓으며 사건은 균등하게 [11]분포되어 있다고 볼 수 있다.탄성과 진폭은 탄력성의 척도이다.탄력성은 시스템이 원래/이전 상태로 돌아가는 속도입니다.진폭은 시스템을 이전 상태에서 이동한 후 복귀할 수 있는 거리를 측정한 값입니다.생태학은 역동적인 시스템 이론으로부터 이웃의 안정과 매력 영역의 개념을 차용한다.

랴푸노프 안정성

시스템 다이내믹스의 수학적 모델을 적용하는 연구자는 보통 [12][13]랴푸노프의 안정성을 사용합니다.

수치 안정성

생태계의 생물적 요소에 초점을 맞추어 개체 수가 일정하거나 [14]탄력적인 경우 개체군 또는 공동체는 수치적 안정성을 갖는다.

부호 안정성

교호작용 행렬의 부호만 봐도 시스템이 안정적인지 여부를 확인할 수 있습니다.

안정성과 다양성

다양성과 안정성의 관계는 널리 [4][15]연구되어 왔다.다양성은 다양한 생태학적 규모로 [16]생태계 기능의 안정성을 높이기 위해 작동할 수 있습니다.예를 들어, 유전적 다양성은 환경적 [17]동요에 대한 저항력을 강화시킬 수 있다.지역사회 차원에서 먹이사슬의 구조는 안정성에 영향을 미칠 수 있다.네트워크의 [18]영양적 일관성에 따라 푸드웹 모델의 안정성에 대한 다양성의 영향은 긍정적일 수도 부정적일 수도 있다.경관 수준에서는 여러 장소에 걸친 환경적 이질성이 생태계 [19]기능의 안정성을 높이는 것으로 나타났다.안정성 다양성 트레이드오프는 최근 인간과 스폰지 숙주 [20]환경의 미생물 군집에서도 관찰되었습니다.

개념의 역사

'외과학'이라는 용어는 1866년 에른스트 해켈에 의해 만들어졌다.과학으로서의 생태학은 19세기 후반에서 20세기 초반에 더욱 발전하였고, 다양성과 [21]안정성의 연관성에 대한 관심이 높아졌습니다.프레데릭 클레멘트와 헨리 글리슨은 공동체 구조에 대한 지식에 기여했습니다; 무엇보다도, 이 두 과학자는 공동체가 안정적인 클라이맥스에 도달할 수 있거나 대부분 우연하고 가변적이라는 상반된 생각을 소개했습니다.1958년 찰스 엘튼은 복잡하고 다양한 공동체가 더 안정적인 경향이 있다고 주장했다.로버트 맥아더는 1955년 [22]먹이망에서 개체 수의 안정성에 대한 수학적인 설명을 제안했다.60년대 실험 연구로 많은 발전을 이룬 후에, 로버트 메이는 이론 생태학의 분야를 발전시켰고 다양성이 [23]안정성을 가져온다는 생각을 반박했다.생태 안정성에 대한 많은 정의들이 지난 수십 년 동안 등장했고, 그 개념은 계속해서 주목을 받고 있다.

「 」를 참조해 주세요.

메모들

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