perturbarea ecologiei
comunitățile ecologice sunt supuse unor perturbații de mediu ascuțite, cum ar fi trecerea unui incendiu, a unui val de furtună, a unei avalanșe sau a unui animal mare, care reduc brusc biomasa în picioare. Astfel de evenimente modifică, de asemenea, proprietățile ecosistemului, cum ar fi echilibrul energetic, fluxurile de nutrienți, textura substratului și chimia. Denumite în general „tulburări”, aceste evenimente se disting ca o formă specială de variabilitate a mediului, deoarece sunt relativ discrete atât în timp, cât și în spațiu și provoacă mortalitate neobișnuită sau pierderi de țesut la populațiile afectate. Perturbările promovează eterogenitatea mediului și eliberează resurse limitative, cum ar fi spațiul, lumina și nutrienții, declanșând astfel procese succesive de recuperare a comunității.agenții răspândiți ai perturbării ecosistemelor terestre includ focul, vântul, temperatura extremă, deshidratarea, gravitația (ca forță asupra apei, gheții, rocilor și solului) și organismele. Cu excepția focului, se pot găsi analogi în sistemele acvatice, în care agenții principali sunt căldura, substanțele dizolvate, curenții, deshidratarea, valurile, gheața, sedimentele și organismele. Agenții de perturbare funcționează prin exercitarea forței mecanice, modificarea condițiilor fizico-chimice sau prin consumul biologic și boala. Practic, orice masă fizică poate perturba mecanic ecosistemele la o anumită scară, cu condiția să aibă o viteză suficientă pentru a disloca organismele sau a ucide țesuturile. În schimb, perturbarea prin foc implică arderea chimică a biomasei. Perturbarea comunităților terestre prin inundație prelungită este în mare parte o perturbare chimică rezultată din epuizarea oxigenului. Freshets în mediile estuare și marine sunt, de asemenea, tulburări chimice. Aceste tulburări mecanice și fizico– chimice contrastează cu tulburări biologice, cum ar fi erbivorul sau prădarea, care implică îndepărtarea și digestia țesuturilor de către consumatorii mobili individuali.
în prima jumătate a secolului al XX-lea, ecologiștii au acordat mai multă atenție proceselor postdisturbante de recuperare a speciilor și succesiunea comunității decât mecanismelor specifice de perturbare. Perturbarea a fost în general tratată ca un obstacol temporar pentru comunitățile care altfel ar tinde să se dezvolte spre o stare relativ constantă sau „comunitate climatică” a cărei structură și compoziție au fost determinate de climă și alți factori fizici și au fost reglementate de interacțiuni biologice endogene. Recent, perturbarea a fost recunoscută ca intrinsecă și continuă în aproape toate sistemele ecologice. O atenție mai mare a fost acordată proceselor de perturbare și rolului lor în promovarea scalelor caracteristice ale eterogenității mediului spațial și temporal și în reglarea proceselor ecosistemice, a dinamicii populației, a interacțiunilor speciilor și a diversității speciilor (Paine și Levin, 1981; Sousa, 1984; Pickett și White, 1985; Turner, 2010). Eforturile de îmbunătățire a înțelegerii mecanismelor de perturbare s-au accelerat din cauza îngrijorării cu privire la efectele schimbărilor globale de mediu asupra regimurilor de perturbare și a dinamicii ecosistemelor asociate.
în practică, este posibil să nu fie ușor să distingem perturbațiile de alte variații de mediu. Majoritatea agenților de perturbare funcționează pe un continuum, iar perturbarea mediului este bruscă și severă doar în raport cu un set de condiții de referință și din perspectiva organismelor afectate. Movila de sol produsă de un gopher în vizuină este o perturbare semnificativă a plantelor erbacee subiacente și a animalelor din sol, dar este probabil să aibă o mică consecință pentru un copac mare, la câțiva metri distanță. O furtună de vânt care răstoarnă copacii într-o savană deschisă nu poate avea niciun efect imediat asupra plantelor erbacee mici situate la o distanță scurtă în afara baldachinului. Astfel, este important să rețineți că perturbarea este un concept relativist și poate cuprinde o gamă foarte largă de scale spațiale și temporale. Nu este surprinzător că termenul de perturbare a fost aplicat oarecum fără discriminare în ecologie. Definiția cea mai generală a unei perturbări – orice proces care determină o scădere bruscă a biomasei vii în picioare și eliberează resursele ecologice (Sousa, 1984), este probabil cel mai lipsit de ambiguitate. O altă definiție utilizată pe scară largă, furnizată de White și Pickett (1985, p. 7) este „orice eveniment relativ discret în timp care perturbă ecosistemul, comunitatea sau structura populației și schimbă resursele, disponibilitatea substratului sau mediul fizic”.
o tulburare diferă de un stres prin faptul că acesta din urmă este o afecțiune mai cronică care inhibă creșterea sau funcționarea normală a unui organism (de exemplu, lipsa nutrienților cheie sau abraziunea fizică). O perturbare este numită catastrofă dacă provoacă un impact ecologic extraordinar.variabilele utilizate în mod obișnuit pentru a descrie un singur eveniment de perturbare includ Calendarul, amploarea și magnitudinea, unde magnitudinea cuprinde atât intensitatea (de exemplu, energia pe zonă pe timp), cât și severitatea (impactul biologic). Acestea și alte variabile stocastice, cum ar fi frecvența evenimentelor sau intervalul de recurență între evenimente, au proprietăți statistice care servesc la definirea unui regim de perturbare. Mai larg, un regim de perturbare este caracteristicile colective spațiale, temporale, fizice și ecologice ale unui proces de perturbare care operează într-o zonă. Predictibilitatea, care poate fi definită ca inversul varianței în frecvența, dimensiunea și magnitudinea perturbațiilor (Christensen, 1988), este, de asemenea, un aspect important. În general, predictibilitatea crește pe măsură ce scara spațio–temporală a analizei este extinsă de la local (dimensiunea tipică a unui eveniment de perturbare) la peisaj sau domenii regionale (întreaga zonă peste care se manifestă regimul de perturbare).
deoarece magnitudinea perturbării este definită în raport cu impactul său ecologic, este practic tautologic ca regimurile de perturbare să fie dominate de evenimente de magnitudine relativ scăzută și frecvență ridicată, în timp ce evenimentele de magnitudine mai mare sunt din ce în ce mai rare. Cu toate acestea, impactul unei perturbări nu poate crește liniar cu dimensiunea, frecvența sau durata. Romme și colab. (1998) au distins trei clase de răspuns la perturbări: (1) răspuns prag, (2) Răspuns independent de scară și (3) Răspuns continuu. Indivizii și comunitățile manifestă răspunsuri de prag atunci când există limite discrete în capacitatea lor de a rezista unei perturbări mari (de exemplu, Viteza vântului cu care un copac este dezrădăcinat). Tulburările pot avea cel mai mare impact ecologic atunci când unul sau mai multe evenimente urmează aproape de altul, împiedicând sau perturbând recuperarea normală a comunității (Paine și colab., 1998).unele mecanisme de perturbare, cum ar fi cutremurele sau valurile de furtună, sunt exogene pentru comunitățile biologice afectate, în timp ce altele, cum ar fi căderea copacilor sau focul, ar putea fi considerate endogene. În primul rând, există un feedback redus sau deloc între starea ecosistemului și probabilitatea unui eveniment de perturbare, astfel încât regimul de perturbare depinde în principal de locație și de contextul de mediu. În acesta din urmă, probabilitatea unei perturbări depinde de starea ecosistemului, precum și de locație. Deși categoriile de tulburări endogene și exogene sunt oarecum artificiale, este util să se examineze puterea relativă a cuplării dintre procesele de perturbare și biota. În multe cazuri, procesele de perturbare și efectele lor sunt strâns legate de proprietățile biologice ale organismelor și comunităților individuale. Această cuplare poate promova formarea unor scale specifice de model Ecologic și poate consolida anumite procese ecologice și evolutive (Levin, 1992).
în gândirea tiparelor și proceselor, este de asemenea util să distingem propagarea spațială de tulburările nonpropagante (Reiners și Driese, 2003). Tulburări precum focul și inundațiile s-au răspândit din zonele învecinate, iar modelul spațial al zonelor sau organismelor „sensibile” poate avea un efect constrângător asupra dinamicii perturbării, legând astfel răspândirea de evenimentele de perturbare anterioare.