zavar ökológia
az ökológiai közösségek éles környezeti zavaroknak vannak kitéve, például tűz, viharhullám, lavina vagy nagy állat áthaladása, amelyek hirtelen csökkentik az álló biomasszát. Az ilyen események megváltoztatják az ökoszisztéma tulajdonságait is, mint például az energiaegyensúly, a tápanyag-fluxusok, a szubsztrát textúrája és a kémia. Általában “zavaroknak” nevezik ezeket az eseményeket a környezeti változékonyság különleges formájaként különböztetik meg, mivel mind időben, mind térben viszonylag diszkrétek, és szokatlan mortalitást vagy szövetvesztést okoznak az érintett populációkban. A zavarok elősegítik a környezeti heterogenitást, és felszabadítják a korlátozó erőforrásokat, például a teret, a fényt és a tápanyagokat, ezáltal kiváltva a közösségi hasznosítás sikeres folyamatait.
a szárazföldi ökoszisztémák zavarainak széles körben elterjedt ágensei közé tartozik a tűz, a szél, a szélsőséges hőmérséklet, a kiszáradás, a gravitáció (mint a vízre, a jégre, a sziklákra és a talajra gyakorolt erő), valamint az organizmusok. A tűz kivételével a vízi rendszerekben analógok találhatók, amelyekben a fő anyagok a hő, az oldatok, az áramlatok, a kiszáradás, a hullámok, a jég, az üledékek, valamint az organizmusok. A zavarószerek mechanikai erővel működnek, megváltoztatják a fizikai–kémiai állapotokat, vagy biológiai fogyasztás és betegség révén. Gyakorlatilag bármilyen fizikai tömeg mechanikusan zavarhatja az ökoszisztémákat bizonyos méretekben, feltéve, hogy elegendő sebességgel rendelkezik az organizmusok elmozdulásához vagy a szövetek elpusztításához. Ezzel szemben a tűz által okozott zavar a biomassza kémiai égését jelenti. A szárazföldi közösségek zavara az elhúzódó elöntéssel nagyrészt az oxigénhiány okozta kémiai zavar. A torkolati és tengeri környezetekben előforduló édesvíz szintén kémiai zavar. Ezek a mechanikai és fizikai-kémiai zavarok ellentétben állnak a biológiai zavarokkal, mint például a növényevő vagy ragadozó, amelyek magukban foglalják az egyes mobil fogyasztók szöveteinek eltávolítását és emésztését.
a huszadik század első felében az ökológusok nagyobb figyelmet fordítottak a fajok helyreállításának és a közösség öröklésének posztdiszturbanciájára, mint a specifikus zavarmechanizmusokra. A zavarokat általában olyan közösségek átmeneti visszaesésének tekintették, amelyek egyébként hajlamosak egy viszonylag állandó állapot vagy “csúcspontközösség” felé fejlődni, amelynek szerkezetét és összetételét az éghajlat és más fizikai tényezők határozták meg, és endogén biológiai kölcsönhatások szabályozták. Az utóbbi időben a zavarokat gyakorlatilag minden ökológiai rendszerben felismerték, és folyamatban vannak. Közelebb figyelmet szenteltek zavar folyamatok, valamint a szerepet előmozdítása jellemző mérleg a térbeli, illetve időbeli környezeti heterogenitás, illetve a szabályozó ökoszisztéma folyamatok, populáció dinamikája, faj, kölcsönhatások, valamint a fajok sokfélesége (Paine, s Levin, 1981; Sousa, 1984; Pickett-Fehér, 1985; Turner, 2010). A zavarmechanizmusok megértésének javítására irányuló erőfeszítések felgyorsultak a globális környezeti változásoknak a zavarrendszerekre és a kapcsolódó ökoszisztéma-dinamikára gyakorolt hatása miatti aggodalmak miatt.
a gyakorlatban nem lehet könnyű megkülönböztetni a zavarokat más környezeti változásoktól. A zavarás legtöbb kórokozója kontinuumon keresztül működik, a környezeti perturbáció pedig hirtelen és súlyos, csak bizonyos referenciafeltételekhez viszonyítva és az érintett szervezetek szempontjából. Az ásó gopher által termelt talajtakaró jelentős zavar a lágyszárú növények és a talajállatok számára, de valószínűleg kevés következménnyel jár egy néhány méterre lévő nagy fához. A szélvihar, amely a nyílt szavannában fákat borít, nem lehet azonnali hatással a lombkoronán kívül rövid távolságra elhelyezkedő kis lágyszárú növényekre. Ezért fontos szem előtt tartani, hogy a zavar relativisztikus fogalom, és a térbeli és időbeli skálák igen széles skáláját képes lefedni. Nem meglepő, hogy a zavar kifejezést kissé válogatás nélkül alkalmazták az ökológiában. A zavar legáltalánosabb meghatározása – minden olyan folyamat, amely az élő biomassza hirtelen csökkenését okozza, és ökológiai erőforrásokat szabadít fel (Sousa, 1984). Egy másik széles körben használt meghatározás, amelyet a White and Pickett (1985, 7. o.) nyújt, “bármely viszonylag diszkrét esemény az időben, amely megzavarja az ökoszisztémát, a közösséget vagy a népesség szerkezetét, megváltoztatja az erőforrást, a szubsztrát rendelkezésre állását vagy a fizikai környezetet”.
a zavar abban különbözik a stressztől, hogy az utóbbi egy krónikus állapot, amely gátolja a szervezet növekedését vagy normális működését (például kulcsfontosságú tápanyagok hiánya vagy fizikai kopás). A zavart katasztrófának nevezik, ha rendkívüli ökológiai hatást okoz.
az egyetlen zavar esemény leírására általánosan használt változók közé tartozik az időzítés, a terjedelem és a magnitúdó, ahol a magnitúdó magában foglalja mind az intenzitást (pl. területenkénti energia), mind a súlyosságot (biológiai hatás). Ezek és más sztochasztikus változók, mint például az események gyakorisága vagy az események közötti ismétlődési intervallum, statisztikai tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek a zavarrendszer meghatározására szolgálnak. Tágabb értelemben a zavarrendszer egy területen működő zavarási folyamat kollektív térbeli, időbeli, fizikai és ökológiai jellemzői. A kiszámíthatóság, amely a zavarfrekvencia, a méret és a magnitúdó varianciájának inverzeként definiálható (Christensen, 1988), szintén fontos szempont. Általában a kiszámíthatóság növekszik, mivel az analízis spatio–temporális skálája a helyi (A zavarási esemény tipikus méretétől) a táj-vagy regionális tartományokig terjed (az egész terület, amelyen a zavarrendszer megnyilvánul).
mivel a zavar nagyságát az ökológiai hatásához viszonyítva határozzák meg, gyakorlatilag tautológiai, hogy a zavarrendszert viszonylag alacsony nagyságrendű és nagyfrekvenciás események uralják, míg a magasabb nagyságrendű események egyre ritkábbak. A zavar hatása azonban nem növekedhet lineárisan a méret, a frekvencia vagy az időtartam függvényében. Romme et al. (1998) megkülönböztetett három osztály zavar válasz: (1) küszöbreakció, (2) skála-független válasz, és (3) folyamatos válasz. Egyének, mind a közösségek nyilvánvaló küszöb válaszok, amikor diszkrét határértékek képesek ellenállni egy nagy zavarok (pl. a szél sebessége, amely egy fa gyökerestül kitépett). A zavarok akkor lehetnek a legnagyobb ökológiai hatásuk, ha egy vagy több esemény szorosan követi a másik sarkát, megakadályozva vagy megzavarva a normális közösségi helyreállítást (Paine et al., 1998).
a zavar bizonyos mechanizmusai, például földrengések vagy viharhullámok, exogének az érintett biológiai közösségekre, míg mások, például a faefall vagy a tűz endogénnek tekinthetők. Az előbbiben kevés vagy egyáltalán nincs visszajelzés az ökoszisztéma állapota és a zavar esemény valószínűsége között, így a zavarrendszer elsősorban a helytől és a környezeti kontextustól függ. Az utóbbiban a zavar valószínűsége az ökoszisztéma állapotától, valamint a helytől függ. Bár az endogén és exogén zavarok kategóriái némileg mesterségesek, érdemes megvizsgálni a zavarfolyamatok és a bióták közötti kapcsolódás viszonylagos erősségét. Sok esetben a zavarfolyamatok és azok hatásai szorosan kapcsolódnak az egyes szervezetek és közösségek biológiai tulajdonságaihoz. Ez az összekapcsolás elősegítheti az ökológiai mintázat meghatározott skáláinak kialakulását, és megerősíthet bizonyos ökológiai és evolúciós folyamatokat (Levin, 1992).
a mintákra és folyamatokra való gondolkodás során hasznos megkülönböztetni a térbeli szaporodást a nem propagáló zavaroktól (Reiners and Driese, 2003). Zavarok, mint tűz, árvíz elterjedt a szomszédos területek, valamint a térbeli minta “érzékeny” területen vagy szervezetek lehet, hogy egy korlátozó hatása zavar dynamics, ezáltal összekötő elterjedt előző zavar események.