ECOSISTEMA ARTIFICIAL: CARACTERÍSTIQUES, TIPUS, FACTORS, EXEMPLES - MEDI AMBIENT - 2025

Un ecosistema artificial és aquell els components biòtics han estat determinats pels humans amb propòsits específics, com ara la producció agrícola. Requereixen ser mantinguts sota condicions ambientals controlades.

El terme ecosistema, o sistema ecològic, es refereix a una unitat natural, seminatural, o artificial que inclou a tots els éssers vius, o factors biòtics, d'una àrea donada, els quals interactuen amb els components físics i químics del seu ambient, o factors abiòtics.

Font: pixabay.com

Els ecosistemes es caracteritzen per posseir una varietat definida de factors biòtics, o biodiversitat, i per patrons propis de flux d'energia i nutrients dins i entre els seus factors biòtics i abiòtics. Poden classificar-se en naturals, seminaturals i artificials.

A diferència dels artificials, els ecosistemes naturals són aquells que no han estat alterats perceptiblement pels humans. Els ecosistemes seminaturals són aquells que retenen una part significativa de la seva biodiversitat original, malgrat haver estat alterats perceptiblement pels humans.

Característiques

Els ecosistemes artificials tenen una gran varietat de característiques, que varien segons el propòsit amb el qual van ser dissenyats. De manera general, comparteixen les següents:

- Alberguen 1 biodiversitat més baixa que la dels ecosistemes naturals i seminaturals. El seu component biòtic està fortament dominat per espècies alienes a el lloc, o exòtiques, introduïdes pels humans. Presenten cadenes tròfiques simplificades. La diversitat genètica és molt baixa, fins i tot en les espècies introduïdes.

- Des del punt de vista de les necessitats humanes, són més productius, o més fàcils d'utilitzar, que els ecosistemes naturals. Per això, han permès un enorme creixement de la població humana mundial.

- Són vulnerables a degradar ia patir l'atac de plagues, amb pèrdua d'utilitat per als humans, a causa de l'absència de la biodiversitat i els mecanismes autorregulatoris característics dels ecosistemes naturals. El reciclatge de nutrients és molt limitat.

- Depenen de la intervenció humana per a la seva persistència. A l'ésser abandonats, tendeixen, en un procés anomenat successió ecològica, a tornar progressivament a la condició d'ecosistemes naturals.

Depenent de l'grau d'intervenció humana, i de les espècies colonitzadores disponibles, aquest últim procés permet recuperar part de complexitat i biodiversitat original.

factors biòtics

En els ecosistemes artificials, les plantes i animals consisteixen principalment en aquelles espècies que els humans desitgen que siguin presents. Les espècies originals de l'àrea s'eliminen amb la finalitat de crear espai per a les espècies desitjades, o per assegurar que aquestes últimes es beneficiïn monopólicamente dels factors abiòtics disponibles.

En els ecosistemes artificials, les espècies natives o introduïdes que depreden a les espècies desitjades, o que competeixen amb elles pels factors abiòtics, es consideren plagues, tenint-se com objectiu la seva eliminació o, al menys, el seu control sistemàtic.

En els ecosistemes artificials, els humans toleren la presència d'aquelles espècies natives o introduïdes que no afecten negativament a les espècies desitjades. En el cas de certes espècies natives o introduïdes que beneficien les espècies desitjades, per exemple actuant com biocontroladores de plagues, de vegades es promou la seva presència.

Els humans són el factor biòtic més determinant dels ecosistemes artificials, sent responsables de la seva creació i manteniment, i de la trajectòria que segueixen. Per exemple, un ecosistema artificial, com ara un camp de cultius, pot ser reconvertit pels humans en un altre tipus d'ecosistema artificial, tal com un parc urbà.

factors abiòtics

Els factors abiòtics, com ara el clima i els sòls, dels ecosistemes artificials extensos són típicament els mateixos dels ecosistemes naturals que els van precedir en l'àrea que ocupen.

Entre els factors abiòtics d'origen enterament humà es troben els fertilitzants, els pesticides, els contaminants químics, la calor generada pel consum elèctric i de combustibles fòssils, el soroll, les escombraries plàstica, la contaminació lumínica, i residus radioactius. Exemples d'aquests últims estan en les catàstrofes de Txernòbil i Fukushima.

Un tipus poc comú d'ecosistema artificial el constitueixen els sistemes ecològics tancats, com ara les càpsules espacials, que són ecosistemes en els quals no es permet intercanvi de matèria amb l'exterior. Aquests ecosistemes en general són de mida petita i tenen fins experimentals.

En els sistemes ecològics tancats, els factors abiòtics estan determinats per l'experimentador. Si l'objectiu és mantenir vida humana o animal, les deixalles, com ara el diòxid de carboni, o la femta i l'orina, són factors abiòtics que deuen, amb la participació d'un organisme autòtrof, ser convertits en oxigen, aigua i aliment.

Tipus i exemples reals

Els ecosistemes artificials poden classificar-se de moltes maneres. La classificació més comuna els divideix en terrestres i aquàtics. No obstant això, també és possible dividir-los en urbans, suburbans i extraurbans, oa oberts i tancats.

Per descomptat, també és possible combinar aquestes classificacions per aconseguir caracteritzacions precises. Així es tindria, per exemple, un ecosistema artificial terrestre urbà i obert, o un ecosistema artificial extraurbà aquàtic i tancat.

Ecosistemes artificials terrestres

Són molt comuns per ser els humans organismes terrestres. La major extensió la ocupa el que es coneix com agroecosistemes, entre els quals es troben les granges agrícoles i ramaderes.

La importància dels agroecosistemes és tan gran que dins de l'ecologia ha una subdisciplina anomenada agroecologia, que estudia les relacions de les plantes cultivades i els animals domèstics amb l'ambient inanimat.

També són importants els parcs i jardins, públics i privats. Amb la seva necessitat de cura constant, com ara la remoció de les anomenades males herbes, els parcs i jardins demostren la incapacitat d'autoregulació i autoconservació típica dels ecosistemes artificials.

Les ciutats també són ecosistemes artificials, que es troben en una expansió explosiva, moltes vegades a costa dels agroecosistemes.

Altres exemples d'ecosistemes artificials terrestres el constitueixen les plantacions forestals destinades a la producció de fusta i de polpa per a paper, les granges porcines i aviàries, els hivernacles per a la producció de verdures, llegums i flors, els parcs zoològics, les pistes de golf, i els terraris per a la cria de rèptils amfibis i artròpodes.

Ecosistemes artificials aquàtics

Tots hem sentit a parlar d'aquaris, arrossars, canals de reg, canals fluvials, cultius hidropònics, embassaments, estanys per aqüicultura de peixos i gambetes, estanys urbans i agrícoles, gàbies flotants per a l'aqüicultura de peixos marins, i llacunes d'oxidació per al tractat d'aigües servides. Aquests són exemples d'ecosistemes artificials aquàtics.

L'alteració per l'home de la hidrosfera, o part de la planeta ocupada per oceans, llacs, rius i altres masses d'aigua, per crear deliberada o accidentalment ecosistemes artificials té gran importància ecològica i econòmica.

La nostra dependència dels cossos d'aigua i de les plantes i animals aquàtics, així com de les seves funcions ecològiques, és fonamental per a la nostra supervivència. La hidrosfera alberga una biodiversitat molt rica, aporta aliment, oxigena l'atmosfera, i serveix per a la recreació i el turisme.

La contaminació de la mar i dels rius amb plàstics i infinitat de deixalles de tot tipus està creant autèntics ecosistemes artificials amb biodiversitat molt reduïda, com ara la gran illa d'escombraries de el Pacífic, que ja és tres vegades més gran que França. S'estima que per a l'any 2050 els oceans de la planeta tindran més plàstic que peixos.

Ecosistemes artificials tancats

El planeta Terra en el seu conjunt es pot considerar un sistema ecològic tancat anomenat ecosfera. A causa de la forta i creixent alteració humana, que entre altres coses s'està produint un canvi climàtic anormal i portarà a la pèrdua de milions d'espècies, l'ecosfera podria arribar a ser un sistema ecològic artificial tancat.

Els humans hem creat sistemes ecològics tancats per a fins d'experimentació. A més de les càpsules i laboratoris espacials, aquests inclouen els desenvolupats en projectes (Biosphere 2, MELiSSA, and the BIOS-1, BIOS-2, BIOS-3) amb l'objectiu d'experimentar amb la sustentació de la vida en condicions d'aïllament ambiental.

A molt petita escala, terraris i aquaris, poden ser usats per a crear ecosistemes artificials tancats que alberguen plantes i animals. Un recipient o una ampolla tancats, contentivos d'aliment o begudes que han estat contaminats amb microorganismes, també representen exemples d'ecosistemes artificials tancats.

Rellevància per al futur de la vida terrestre

Quan ocupen grans extensions, particularment en regions tropicals riques en endemismes biològics, els ecosistemes artificials ocasionen una pèrdua gran de biodiversitat. Aquest problema el il·lustren l'auge de les plantacions de palma africana a Indonèsia, i de l'cultiu de la soja i la ramaderia a l'Amazònia.

El creixement de la població humana requereix l'expansió permanent dels ecosistemes artificials a costa d'el món natural.

En part, aquesta expansió podria reduir millorant l'eficiència productiva dels ecosistemes artificials existents, i modificant els hàbits de consum (per exemple menjar menys productes carnis) per reduir la petjada humana.

Els ecosistemes artificials no tenen capacitat d'autoregulació. Això també seria aplicable a l'ecosfera si es convertís en un gegantesc ecosistema artificial, amb conseqüències catastròfiques, no només en termes de l'extinció de milions d'espècies, sinó per a la pròpia supervivència humana.

L'ús sostenible, és a dir, l'aprofitament dels recursos naturals a una taxa inferior a la seva capacitat de renovació, implica fer el possible per conservar el major nombre possible d'ecosistemes naturals únics, i per fer que els ecosistemes artificials retinguin algunes de les característiques benignes dels ecosistemes seminaturals.

referències

1. Chapin, FS III, Matson, PA, Vitousek, PM Principles of terrestrial ecosystem ecology. Springer, Nova York.
2. Clifford, C., Heffernan, J. 2018. Artificial aquatic ecosystems. Water, 10, dx.doi.org/10.3390/w10081096.
3. Fulget, N., Poughon, L., Richalet, J., Lasseur, C. 1999. Melissa: global control strategy of the artificial ecosystem by using first principles models of the compartments. Advances in Space Research, 24, 397-405.
4. Jørgensen, SE, ed. 2009. Ecosystem ecology. Elsevier, Amsterdam.
5. Korner, C., Arnone, JA Ill. 1992. Responses to elevated carbó dioxide in artificial tropical ecosystems. Science, 257, 1672-1675.
6. Molles, M. 2013. Ecology: concepts and applications. McGraw-Hill, Nova York.
7. Nelson, M., Pechurkin, N. S, Allen, JP, Somova, LA, Gitelson, JI 2009. Closed ecological systems, space life support, and biospheres. En: Wang, LK, ed. Handbook of environmental engineering, Volume 10: Environmental Biotechnology. Humana Press, New York.
8. Quilleré, I., Roux, L., Casa, D., Roux, I., Gosse, F., Morot-Gaudry, JF 1995. An artificial productive ecosystem based on a fish / bacteri / plant association. 2. Performance. Agriculture, Ecosystems and Environment, 53, 9-30.
9. Ripple, WJ, Wolf, C., Newsome, TM, Galetti, M., Alamgir, M., Crist, E., Mahmoud, MI, Laurance, WF, i 15,364 científics de 184 països. World scientists 'revisió de resultats to humanity: a second notice. BioScience, 67, 1026-1028.
10. Rönkkö, M. 2007. An artificial ecosystem: emergent dynamics and Lifelike properties. Artificial Life, 13, 159-187.
11. Savard, J.-PL, Clergeau, P., Mennechez, G. 2000. Biodiversity concepts and urban ecosystems. Landscape and Urban Planning, 48, 131-142.
12. Swenson, W., Wilson, DS, Elias, R. 2000. Artificial ecosystem selection. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 97, 9110-9114.