Ekológia, TOP, Veda

Ekologická stabilita, ekologická rovnováha a spätná väzba

Hits: 10199

Eko­lo­gic­ká sta­bi­li­ta, eko­lo­gic­ká rov­no­vá­ha a spät­ná väz­ba pred­sta­vu­jú kľú­čo­vé poj­my v oblas­ti eko­ló­gie a envi­ron­men­tál­nej vedy. Tie­to kon­cep­ty sú úzko spä­té a vzá­jom­ne ovplyv­ňu­jú fun­go­va­nie eko­sys­té­mov. Eko­lo­gic­ká sta­bi­li­ta sa vzťa­hu­je na schop­nosť eko­sys­té­mu odo­lá­vať zme­ne a udr­žia­vať svo­je štruk­tú­ry a fun­kcie napriek vnú­tor­ným ale­bo von­kaj­ším vply­vom. Sta­bil­ný eko­sys­tém je schop­ný obno­viť sa po von­kaj­ších naru­še­niach a udr­žia­vať svo­je rov­no­váž­ne pod­mien­ky. Eko­lo­gic­ká rov­no­vá­ha zdô­raz­ňu­je sta­bi­li­tu v inte­rak­ciách medzi živý­mi a neži­vý­mi čas­ťa­mi eko­sys­té­mu. Táto rov­no­vá­ha vzni­ká pro­stred­níc­tvom kom­plex­ných vzťa­hov, kde orga­niz­my ovplyv­ňu­jú svo­je pro­stre­die a súčas­ne sú ovplyv­ňo­va­né tým­to pro­stre­dím. Spät­ná väz­ba je pro­ces, pri kto­rom výsle­dok ale­bo stav súvi­sí s pred­chá­dza­jú­cim sta­vom. V eko­ló­gii sa čas­to pou­ží­va na opis inte­rak­cií v rám­ci eko­sys­té­mov. Spät­ná väz­ba môže byť pozi­tív­na (zosil­ňu­jú­ca) ale­bo nega­tív­na (vyva­žu­jú­ca). Naprí­klad, ak rast­li­ny ras­tú­ce v eko­sys­té­me absor­bu­je viac CO2, môže to viesť k pozi­tív­nej spät­nej väz­be v zni­žo­va­ní cel­ko­vé­ho množ­stva skle­ní­ko­vých ply­nov v atmo­sfé­re. Úva­ha o tých­to kon­cep­toch má kľú­čo­vý význam v súvis­los­ti s glo­bál­ny­mi envi­ron­men­tál­ny­mi výzva­mi. Súčas­ný stav našej pla­né­ty jas­ne uka­zu­je, že nevy­vá­že­né ľud­ské akti­vi­ty môžu naru­šiť eko­lo­gic­kú sta­bi­li­tu a rov­no­vá­hu. Dôle­ži­té je uve­do­miť si, že eko­sys­té­my sú vzá­jom­ne pre­po­je­né a zme­na v jed­nej oblas­ti môže mať význam­né dôsled­ky v iných čas­tiach eko­sys­té­mu. Z toh­to dôvo­du je potreb­né konať s ohľa­dom na zacho­va­nie a obno­vu eko­lo­gic­kej sta­bi­li­ty, aby sme zabez­pe­či­li udr­ža­teľ­nú budúc­nosť pre našu planétu.


Eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty, eco­lo­gi­cal balan­ce, and feed­back are key con­cepts in the field of eco­lo­gy and envi­ron­men­tal scien­ce. The­se con­cepts are clo­se­ly inter­con­nec­ted and mutu­al­ly influ­en­ce the func­ti­oning of eco­sys­tems. Eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty refers to the abi­li­ty of an eco­sys­tem to resist chan­ge and main­tain its struc­tu­res and func­ti­ons des­pi­te inter­nal or exter­nal influ­en­ces. A stab­le eco­sys­tem can reco­ver from exter­nal dis­tur­ban­ces and main­tain its equ­ilib­rium con­di­ti­ons. Eco­lo­gi­cal balan­ce emp­ha­si­zes sta­bi­li­ty in inte­rac­ti­ons bet­we­en living and non-​living parts of the eco­sys­tem. This balan­ce ari­ses through com­plex rela­ti­ons­hips whe­re orga­nisms influ­en­ce the­ir envi­ron­ment, and, at the same time, are influ­en­ced by it. Feed­back is a pro­cess whe­re the out­co­me or sta­te is rela­ted to the pre­vi­ous sta­te. In eco­lo­gy, it is often used to desc­ri­be inte­rac­ti­ons wit­hin eco­sys­tems. Feed­back can be posi­ti­ve (ampli­fy­ing) or nega­ti­ve (balan­cing). For exam­ple, if plants in an eco­sys­tem absorb more CO2, it can lead to posi­ti­ve feed­back in redu­cing the ove­rall amount of gre­en­hou­se gases in the atmo­sp­he­re. Ref­lec­ti­on on the­se con­cepts is cru­cial in the con­text of glo­bal envi­ron­men­tal chal­len­ges. The cur­rent sta­te of our pla­net cle­ar­ly sho­ws that unba­lan­ced human acti­vi­ties can dis­rupt eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty and balan­ce. It’s impor­tant to rea­li­ze that eco­sys­tems are inter­con­nec­ted, and a chan­ge in one area can have sig­ni­fi­cant con­se­qu­en­ces in other parts of the eco­sys­tem. The­re­fo­re, acti­on is needed to pre­ser­ve and res­to­re eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty to ensu­re a sus­tai­nab­le futu­re for our planet.


Abs­trakt:

Ten­to člá­nok sa zaobe­rá eko­lo­gic­kou sta­bi­li­tou ako takou, a mož­nos­ťa­mi jej zis­ťo­va­nia. Popi­su­jem základ­né poznat­ky o eko­lo­gic­kej sta­bi­li­te. Už v úvo­de uvá­dzam vzá­jom­ne pozi­tív­ny vzťah eko­lo­gic­kej sta­bi­li­ty a ener­gie. Ana­ly­zu­jem mož­nos­ti jej zis­ťo­va­nia ces­tou pro­dukč­nej eko­ló­gie. Sna­žím sa popí­sať prob­lé­my s tým spo­je­né. Prav­de­po­dob­ne naj­zau­jí­ma­vej­ším názo­rom celé­ho člán­ku je hypo­té­za, že závis­losť eko­lo­gic­kej sta­bi­li­ty a ener­gie nut­nej na udr­žo­va­nie momen­tál­ne­ho sta­vu je kon­štant­ná ! Oso­bit­ne sa venu­jem spät­nej väz­be. Mys­lím, že spät­ná väz­ba má veľ­ký vplyv na eko­lo­gic­kú rov­no­vá­hu. Schvál­ne som pou­žil slo­vo rov­no­vá­hu, pre­to­že tak ako z člán­ku vyplý­va, mám veľ­ké pochyb­nos­ti o jej vply­ve na eko­lo­gic­kú stabilitu.


Abs­tract:

This artic­le is dea­ling with eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty as the scien­ce, and possi­bi­li­ties of its detec­ti­on. I desc­ri­be the basic kno­wled­ge about eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty. I have men­ti­oned other posi­ti­ve rela­ti­ons­hip bet­we­en the eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty and the ener­gy in intro­duc­ti­on. I ana­ly­se the possi­bi­li­ties of its detec­ti­on through pro­duc­ti­ve (ener­gy) eco­lo­gy. I tried to desc­ri­be troub­les joined to it. I think the most inte­res­ting opi­ni­on of the who­le artic­le is a hypot­he­sis that the depen­den­ce of eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty and ener­gy which is neces­sa­ry for sus­tai­ning of momen­ta­ry sta­te is cons­tant ! I pecu­liar­ly devo­te to feed­back. I think that feed­back has a gre­at influ­en­ce on eco­lo­gi­cal balan­ce. The artic­le indi­ca­te that the­re is my deep doubt about the influ­en­ce of feed­back on eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty that is why I have just used the word balance.


Mot­to: Naj­ne­po­cho­pi­teľ­nej­šou vecou na sve­te je fakt, že je to pocho­pi­teľ­né (Albert Einstein)


Mot­to: The most incom­pre­hen­sib­le thing in the world is that it is unders­tan­dab­le. (Albert Einstein)


MÍCHAL ET VOLOŠČUK (1991) defi­nu­jú eko­lo­gic­kú sta­bi­li­tu ako schop­nosť eko­sys­té­mu vrá­tiť sa pôso­be­ním vlast­ných vnú­tor­ných mecha­niz­mov k dyna­mic­kej rov­no­vá­he ale­bo ku svoj­mu nor­mál­ne­mu” vývo­jo­vé­mu sme­ru. Čím rých­lej­šie sa eko­sys­tém vra­cia a tým men­šie odchýl­ky vyka­zu­je, tým je sta­bil­nej­ší. Rád by som zdô­raz­nil, že eko­lo­gic­ká sta­bi­li­ta je pre­vrá­te­nou hod­no­tou vstu­pov, či už vo for­me látok ale­bo ener­gie, kto­ré je nut­né do eko­sys­té­mu vkla­dať na to, aby sme ho udr­ža­li v momen­tál­nom sta­ve. Táto situ­ácia nemá envi­ron­men­tál­ny aspekt. Neexis­tu­je pre­po­je­nie na pri­ro­dze­nosť eko­sys­té­mu. Napr. lán pše­ni­ce vyža­du­je kaž­do­roč­né mecha­nic­ké naru­šo­va­nie, hno­je­nie a kose­nie, orga­nic­ký mate­riál (sla­ma) musí byť odstra­ňo­va­ný, ale­bo aspoň eli­mi­no­va­ný – inak by úro­da v najb­liž­ších šty­roch – pia­tich rokoch nebo­la tak­mer žiad­na. Tok ener­gie je prerušovaný.

Meto­di­ky určo­va­nia koefi­cien­tu eko­lo­gic­kej sta­bi­li­ty v tvor­be ÚSES – Územ­né­ho sys­té­mu eko­lo­gic­kej sta­bi­li­ty sú do istej mie­ry intu­itív­ne. Je veľ­kým prob­lé­mom zis­tiť mie­ru eko­lo­gic­kej sta­bi­li­ty pres­nej­šie. Meto­di­ka je zalo­že­ná na zna­koch, kto­ré sa vyzna­ču­jú veľ­kým inter­va­lom a veľ­kú úlo­hu zohrá­va sub­jek­ti­vi­ta ľud­ské­ho fak­to­ra. Pro­jek­ty ÚSES vypra­cú­va­jú rôz­ni ľudia a s rôz­nym pro­fe­sij­ným zame­ra­ním – od sta­veb­ných inži­nie­rov, urba­nis­tov, archi­tek­tov cez kra­jin­ných plá­no­va­čov, bio­ló­gov, eko­ló­gov až po envi­ron­men­ta­lis­tov. V tvor­be ÚSES nie je otáz­ka pres­nej deter­mi­ná­cie eko­lo­gic­kej sta­bi­li­ty taká dôle­ži­tá, okrem iné­ho aj z dôvo­du využí­va­nia prin­cí­pu rela­tív­nos­ti v tvor­be ÚSES. Pri­rov­nal by som to k situ­ácii leká­ra, kto­rý sa sna­ží pomôcť pacien­to­vi trpia­ce­mu nevy­lie­či­teľ­nou for­mou leuké­mie. Napriek tomu, že vie, že pacien­to­vi veľa času neos­tá­va, hľa­dá opo­ru – kos­tru”, naj­hod­not­nej­šie čas­ti, kto­ré pacien­ta udr­žia v sta­ve naj­vyš­šej mož­nej rov­no­vá­hy, prí­pad­ne poci­tu spo­koj­nos­ti. Toto pri­rov­na­nie tro­chu krí­va, totiž prí­ro­da nikdy nebu­de v sta­ve pacien­ta, avšak na pocho­pe­nie rela­tív­nos­ti využi­tia pozna­nia eko­lo­gic­kej sta­bi­li­ty pre úče­lo­vú prá­cu akou ÚSES je vhodný.


MÍCHAL ET VOLOŠČUK (1991) defi­nes eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty as the abi­li­ty of an eco­sys­tem to return, through its inter­nal mecha­nisms, to dyna­mic equ­ilib­rium or its nor­mal” deve­lop­men­tal direc­ti­on. The fas­ter an eco­sys­tem returns and the smal­ler the devia­ti­ons it exhi­bits, the more stab­le it is. I would like to emp­ha­si­ze that eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty is the inver­ted value of inputs, whet­her in the form of sub­stan­ces or ener­gy, that need to be inves­ted in the eco­sys­tem to main­tain it in its cur­rent sta­te. This situ­ati­on does not have an envi­ron­men­tal aspect. The­re is no con­nec­ti­on to the natu­ral­ness of the eco­sys­tem. For exam­ple, a whe­at field requ­ires annu­al mecha­ni­cal dis­rup­ti­on, fer­ti­li­za­ti­on, and mowing; orga­nic mate­rial (straw) must be remo­ved or at least eli­mi­na­ted — other­wi­se, the crop in the next four to five years would be almost none­xis­tent. The flow of ener­gy is disrupted.

The met­ho­do­lo­gies for deter­mi­ning the coef­fi­cient of eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty in the cre­a­ti­on of ÚSES – Územ­ný sys­tém eko­lo­gic­kej sta­bi­li­ty are, to some extent, intu­iti­ve. It is a sig­ni­fi­cant chal­len­ge to ascer­tain the degree of eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty more pre­ci­se­ly. The met­ho­do­lo­gy is based on fea­tu­res cha­rac­te­ri­zed by a wide ran­ge, and sub­jec­ti­vi­ty pla­ys a sig­ni­fi­cant role. ÚSES pro­jects are car­ried out by vari­ous indi­vi­du­als with dif­fe­rent pro­fes­si­onal backg­rounds – from civil engi­ne­ers, urban plan­ners, and archi­tects to lands­ca­pe plan­ners, bio­lo­gists, eco­lo­gists, and envi­ron­men­ta­lists. In the cre­a­ti­on of ÚSES, the exact deter­mi­na­ti­on of eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty is not as cru­cial, part­ly due to the use of the prin­cip­le of rela­ti­vi­ty in its for­ma­ti­on. I would liken it to the situ­ati­on of a doc­tor try­ing to help a patient suf­fe­ring from an incu­rab­le form of leuke­mia. Des­pi­te kno­wing that the patient has limi­ted time, the doc­tor seeks sup­port, a fra­me­work,” the most valu­ab­le parts that will keep the patient in the hig­hest possib­le sta­te of equ­ilib­rium or a sen­se of satis­fac­ti­on. This ana­lo­gy is some­what ske­wed becau­se natu­re will never be in a patien­t’s sta­te, but it helps unders­tand the rela­ti­vi­ty of using kno­wled­ge of eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty for the pur­po­se­ful work that ÚSES represents.


Čo je to eko­lo­gic­ká sta­bi­li­ta a aké sú mož­nos­ti jej zis­ťo­va­nia a aké­ho­si oce­ne­nia” pre lai­kov ? To je zlo­ži­tá otáz­ka, na kto­rú sa sna­žím dať neja­ké pod­ne­ty. Môžem pou­žiť dokon­ca medi­cí­nu, či eko­nó­miu na to, aby som doká­zal pozi­tív­ny vzťah eko­lo­gic­kej sta­bi­li­ty k cie­ľom uve­de­ných odbo­rov. Ak poviem eko­nó­mo­vi, že toto úze­mie má takú a takú cenu z hľa­dis­ka eko­lo­gic­kej sta­bi­li­ty, a že na tom svo­jou správ­ne orien­to­va­nou akti­vi­tou (napr. pase­ním na lúke v Strá­žov­ských vrchoch) ušet­rí roč­ne istú sumu peňa­zí, je vhod­né, aby sme vede­li určiť eko­lo­gic­kú sta­bi­li­tu. Je vše­obec­ne zná­my pozi­tív­ny vzťah rov­no­vá­hy v prí­ro­de k zdra­viu oby­va­te­ľov. Meto­di­ky zis­ťo­va­nia koefi­cien­tu eko­lo­gic­kej sta­bi­li­ty s kto­rý­mi som sa naj­čas­tej­šie stre­tol sú zalo­že­né na zís­ka­va­ní poznat­kov o aktu­ál­nom sta­ve vege­tá­cie na jed­not­li­vých plo­chách. Vege­tá­cia je repre­zen­ta­tív­nym uka­zo­va­te­ľom, kto­rý dosta­toč­ne pres­ne odrá­ža stav eko­sys­té­mu nie­len v momen­tál­nom čase, ale je reak­ci­ou na pod­mien­ky oko­lia počas pomer­ne dlhé­ho časo­vé­ho obdo­bia. Tie­to meto­di­ky majú jeden veľ­mi exakt­ný aspekt – je ním pôvod­nosť. Napr. drvi­vá väč­ši­na lúk ako tak­mer nepô­vod­ný prvok v našich pod­mien­kach nedo­sa­hu­jú naj­vyš­ší význam pre eko­lo­gic­kú sta­bi­li­tu – hod­no­tu 5, ako tak­mer všet­ky ostat­né typy eko­sys­té­mov . To je dané nevy­hnut­nos­ťou vstu­pov ener­gie pre eko­sys­tém lúk, kto­ré musia mať zabez­pe­če­ný manaž­ment na to aby pre­trva­li vo svo­jej for­me. Keď som uva­žo­val o pres­nej­šom postu­pe pre zis­ťo­va­nie stup­ňa eko­lo­gic­kej sta­bi­li­ty usú­dil som, že prav­de­po­dob­ne naje­xakt­nej­šia metó­da mera­nia stup­ňa eko­lo­gic­kej sta­bi­li­ty je ces­ta využí­va­jú­ca metó­dy pro­dukč­nej eko­ló­gie. Len­že to má dva hlav­né okru­hy problémov.

Prvý prob­lém je v tom, že jed­not­li­vé eko­sys­té­my majú rôz­nu výš­ku pro­duk­cie, a rôz­nu výš­ku potreb­ných vstu­pov. Dru­hý prob­lém spo­čí­va v nasle­du­jú­com. Téza hovo­rí: eko­lo­gic­ká sta­bi­li­ta je nepria­mo úmer­ná ener­gii nut­nej na udr­žo­va­nie momen­tál­ne­ho sta­vu (MÍCHAL ET VOLOŠČUK, 1991). Ako sa dá zis­tiť koľ­ko nevy­hnut­nej ener­gie tre­ba. Je mož­né pomer­ne pres­ne vyčís­liť ener­giu, kto­rá je do eko­sys­té­mu vkla­da­ná člo­ve­kom, ale ako mož­no odhad­núť aké množ­stvo je nut­né na udr­ža­nie rov­na­ké­ho sta­vu? Okrem toho eko­sys­tém sa kaž­do­roč­ne mení, nie­kto­ré dru­hy gra­du­jú, kaž­dý rok je iný prí­sun zrá­žok, napriek tomu sa sta­bi­li­ta nemu­sí zme­niť. Na eko­lo­gic­ky nesta­bil­ných plo­chách by tie­to prob­lé­my narastali.

Je zná­me, že exis­tu­je závis­losť medzi eko­lo­gic­kou sta­bi­li­tou, ener­gi­ou nut­nou na udr­žo­va­nie momen­tál­ne­ho sta­vu a ener­gi­ou dodá­va­nou do eko­sys­té­mu pri­ro­dze­ne. Mys­lím si dokon­ca, že táto závis­losť je kon­štant­ná pre všet­ky typy eko­sys­té­mov. V akom vzťa­hu je ener­gia dodá­va­ná do eko­sys­té­mu ume­lo ku ener­gii dodá­va­nej pri­ro­dze­ne vzhľa­dom na jeho sta­bi­li­tu ? Dnes vie­me len tom, že v nepria­mo úmer­nom. Veď napo­kon je to logic­ké, však ? Akým spô­so­bom je mož­né zis­tiť ten­to vzťah ? Ja sa naz­dá­vam, že ces­ta je schod­ná prá­ve pro­stred­níc­tvom pro­dukč­nej eko­ló­gie. Veľ­kým prob­lé­mom však je prav­de­po­dob­ne zis­tiť pres­né množ­stvo ener­gie, kto­ré je nut­né pre pri­ro­dze­ný vývoj naj­mä v nepri­ro­dze­ných eko­sys­té­moch. Ak by sa zis­ti­li ener­gie a vypo­čí­tal by sa ich vzá­jom­ný podiel, mohol by sa porov­nať s meto­di­kou zis­ťo­va­nia eko­lo­gic­kej sta­bi­li­ty pou­ží­va­nou v tvor­be ÚSES a potom už by nemal byť väč­ší prob­lém mate­ma­tic­kým apa­rá­tom s veľ­kou pres­nos­ťou odhad­núť vzťah eko­lo­gic­kej sta­bi­li­ty a energie.


What is eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty and what are the possi­bi­li­ties of deter­mi­ning it and some kind of reward” for lay­pe­op­le? This is a com­plex ques­ti­on that I am try­ing to pro­vi­de some insights into. I can even use medi­ci­ne or eco­no­mics to demon­stra­te a posi­ti­ve rela­ti­ons­hip bet­we­en eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty and the goals of the­se fields. If I tell an eco­no­mist that this area has a cer­tain value in terms of eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty and that, through pro­per­ly orien­ted acti­vi­ties (such as gra­zing in the mea­do­ws of the Strá­žov­ské vrchy moun­tains), a cer­tain amount of money can be saved annu­al­ly, it is app­rop­ria­te to be able to deter­mi­ne eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty. The gene­ral­ly kno­wn posi­ti­ve rela­ti­ons­hip bet­we­en balan­ce in natu­re and the health of the popu­la­ti­on sup­ports this idea. Met­hods for deter­mi­ning the coef­fi­cient of eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty that I have encoun­te­red most fre­qu­en­tly are based on acqu­iring kno­wled­ge about the cur­rent sta­te of vege­ta­ti­on on indi­vi­du­al are­as. Vege­ta­ti­on is a repre­sen­ta­ti­ve indi­ca­tor that accu­ra­te­ly ref­lects the sta­te of the eco­sys­tem not only at the pre­sent time but is a res­pon­se to envi­ron­men­tal con­di­ti­ons over a rela­ti­ve­ly long peri­od. The­se met­hods have a very pre­ci­se aspect — ori­gi­na­li­ty. For exam­ple, the vast majo­ri­ty of mea­do­ws, as an almost non-​original ele­ment in our con­di­ti­ons, do not achie­ve the hig­hest impor­tan­ce for eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty — a value of 5, like almost all other types of eco­sys­tems. This is due to the neces­si­ty of ener­gy inputs for mea­dow eco­sys­tems, which must have mana­ge­ment in pla­ce to sur­vi­ve in the­ir form. When I con­si­de­red a more pre­ci­se app­ro­ach to deter­mi­ne the degree of eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty, I conc­lu­ded that pro­bab­ly the most accu­ra­te met­hod for mea­su­ring the degree of eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty is a path uti­li­zing met­hods of pro­duc­ti­on eco­lo­gy. Howe­ver, this has two main circ­les of problems.

The first prob­lem is that indi­vi­du­al eco­sys­tems have vary­ing levels of pro­duc­ti­on and dif­fe­rent levels of requ­ired inputs. The second prob­lem is as fol­lo­ws. The the­sis sta­tes: eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty is indi­rect­ly pro­por­ti­onal to the ener­gy neces­sa­ry to main­tain the cur­rent sta­te (MÍCHAL ET VOLOŠČUK, 1991). How can one deter­mi­ne how much neces­sa­ry ener­gy is requ­ired? It is possib­le to fair­ly accu­ra­te­ly quan­ti­fy the ener­gy being input into the eco­sys­tem by humans, but how can one esti­ma­te the amount needed to main­tain the same sta­te? Addi­ti­onal­ly, the eco­sys­tem chan­ges eve­ry year, some spe­cies gra­du­ate, the­re is a dif­fe­rent annu­al pre­ci­pi­ta­ti­on influx, yet sta­bi­li­ty may not chan­ge. On eco­lo­gi­cal­ly uns­tab­le are­as, the­se prob­lems would escalate.

It is kno­wn that the­re is a depen­den­ce bet­we­en eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty, the ener­gy needed to main­tain the cur­rent sta­te, and the ener­gy natu­ral­ly supp­lied to the eco­sys­tem. I even belie­ve that this depen­den­ce is cons­tant for all types of eco­sys­tems. In what rela­ti­ons­hip is the ener­gy arti­fi­cial­ly supp­lied to the eco­sys­tem to the natu­ral­ly supp­lied ener­gy con­cer­ning its sta­bi­li­ty? Today, we only know that it is inver­se­ly pro­por­ti­onal. After all, it is logi­cal, isn’t it? How can we deter­mi­ne this rela­ti­ons­hip? I think the way is through pro­duc­ti­on eco­lo­gy. Howe­ver, a sig­ni­fi­cant prob­lem is pro­bab­ly deter­mi­ning the exact amount of ener­gy needed for natu­ral deve­lop­ment, espe­cial­ly in unna­tu­ral eco­sys­tems. If the ener­gies were deter­mi­ned, and the­ir mutu­al ratio cal­cu­la­ted, it could be com­pa­red with the met­ho­do­lo­gy used to deter­mi­ne eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty in the cre­a­ti­on of ÚSES. Then, the­re should be no major prob­lem to esti­ma­te the rela­ti­ons­hip bet­we­en eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty and ener­gy with gre­at pre­ci­si­on using mat­he­ma­ti­cal tools.


Spät­ná väz­ba veľ­mi výraz­ným spô­so­bom vplý­va na eko­lo­gic­kú sta­bi­li­tu. Je to vzá­jom­né, nená­hod­né pôso­be­nie medzi prv­ka­mi (prí­pad­ne sub­sys­té­ma­mi) toho isté­ho sys­té­mu, pri kto­rom dochá­dza k zosil­ňu­jú­ce­mu – pozi­tív­ne­mu, ale­bo zosla­bu­jú­ce­mu – nega­tív­ne­mu pôso­be­niu veli­či­ny B, kto­rá bola pria­mo, ale­bo nepria­mo zme­ne­ná veli­či­nou A, na túto veli­či­nu A. Spät­ná väz­ba je naj­dô­le­ži­tej­ším auto­re­gu­lač­ným mecha­niz­mom všet­kých sys­té­mov bez výnim­ky (MÍCHAL ET VOLOŠČUK, 1991, p. 28), a pre­to ma vzťah k eko­lo­gic­kej sta­bi­li­te. Dôkaz takej­to spät­nej väz­by pri­ná­ša uži­toč­né infor­má­cie o cho­va­ní sys­té­mu (okrem iné­ho o jeho sta­bi­li­te) i v prí­pa­de, že mecha­niz­mus toh­to pôso­be­nia pre nás ostá­va nezná­my (MÍCHAL ET VOLOŠČUK, 1991, p. 28). Pri pozi­tív­nej spät­nej väz­be pôso­bí kaž­dý z dvoch pre­men­ných prv­kov v inte­rak­cii zhod­ným sme­rom, tak­že sa navzá­jom zosil­ňu­jú v pozi­tív­nom, či nega­tív­nom zmys­le. Napr., čím viac čle­nov popu­lá­cie A je v plod­nom veku, tým viac potom­stva B sa môže naro­diť. Potom, čím viac potom­stva B doras­tá do plod­né­ho veku, tým rých­lej­šie naras­tá popu­lá­cia. Dochá­dza teda k posil­ňo­va­niu obi­dvoch pre­men­ných prv­kov inte­rak­cia v čase a výsled­kom je zná­ma expo­nen­ciál­na ras­to­vá kriv­ka tva­ru J” (MÍCHAL ET VOLOŠČUK, 1991, p. 2829). Pozi­tív­na spät­ná väz­ba posil­ňu­je odchýl­ky a nerov­no­váž­ne sta­vy a spra­vid­la slú­ži dyna­mic­ké­mu ras­tu sys­té­mu. Ten však časom nará­ža na urči­tú hra­ni­cu – limi­ty svoj­ho von­kaj­šie­ho pro­stre­dia. Kva­li­ta­tív­ne zme­ny vlast­nos­tí prv­kov inte­rak­cie sa potom môžu pre­ja­viť prin­ci­piál­ne dvo­ma spô­sob­mi (MÍCHAL ET VOLOŠČUK, 1991, p. 28 – 29):

  • pre­me­nia dote­raj­šiu pozi­tív­nu spät­nú väz­bu na nega­tív­nu a expo­nen­ciál­ny úsek ras­to­vej kriv­ky sa tak sploš­tí a nado­bud­ne tvar S” a prej­de do sta­vu dyna­mic­kej rov­no­vá­hy s náhod­ným kolí­sa­ním – fluk­tu­áci­ou hod­nôt. Nega­tív­na spät­ná väz­ba je hlav­ným sta­bi­li­zač­ným prin­cí­pom, spo­loč­ným pre živé i neži­vé sub­sys­té­my (Míchal a Vološ­čuk, 1991).
  • pri zacho­va­ní pozi­tív­nej spät­nej väz­by sa pre­pó­lu­je” a jej nosi­te­lia zme­nia zna­mien­ko” na závis­losť typu čím menej A – tým menej B” (MÍCHAL ET VOLOŠČUK, 1991).

Pato­lo­gic­ké javy vyvo­la­né stre­som sú v spät­no­väz­bo­vej sché­me fak­to­rom naviac” k sché­me pozi­tív­nej väz­by. S ras­tú­cim počtom plod­nej čas­ti popu­lá­cie naras­ta­jú nie­len počty potom­stva, ale prog­re­sív­ne ras­tie nedos­ta­tok potra­vy a pries­to­ru a ďal­ších zdro­jov nevy­hnut­ných pre exis­ten­ciu ďal­ších čle­nov popu­lá­cie, prí­pad­ne ras­tie zne­čis­ťo­va­nie pro­stre­dia samot­nou popu­lá­ci­ou. Tie­to ras­tú­ce nega­tív­ne vply­vy v pro­stre­dí popu­lá­cie pri­ná­ša­jú jej jedin­com takú záťaž, že sa to pre­ja­ví pato­lo­gic­ký­mi zme­na­mi cho­va­nia, kto­ré môžu viesť i v prí­rod­ných pod­mien­kach k prud­kým pokle­som popu­lač­nej hus­to­ty sme­rom k mini­mu (MÍCHALVOLOŠČUK, 1991). Z toho vyplý­va, že pozi­tív­na spät­ná väz­ba, naj­mä vo vrcho­lo­vých čas­tiach kriv­ky spô­so­bu­je zní­že­nie stup­ňa eko­lo­gic­kej sta­bi­li­ty. Pýtam sa, či môže mať spät­ná väz­ba ako prí­rod­ný a pri­ro­dze­ný pro­ces auto­re­gu­lá­cie eko­sys­té­mov nega­tív­ny vplyv na eko­lo­gic­kú sta­bi­li­tu ako schop­nosť eko­sys­té­mu ? Napr. v takom eko­sys­té­me ako je taj­ga je regis­tro­va­né pra­vi­del­né výraz­né kolí­sa­nie počet­nos­ti vtá­kov a sta­vov­cov. Napriek tomu sta­bi­li­ta toh­to eko­sys­té­mu je vyso­ká, jeho schop­nosť vyspo­ria­dať sa s vnú­tor­ný­mi i von­kaj­ší­mi fak­tor­mi pro­stre­dia je obdi­vu­hod­ná. Cha­rak­te­ris­ti­ka pome­rov v taj­ge môže viesť k názo­ru, že daný eko­sys­tém je nevy­vá­že­ný, roz­ko­lí­sa­ný, jed­no­du­cho že nie je v sta­ve eko­lo­gic­kej rov­no­vá­hy. Avšak ten­to eko­sys­tém pokiaľ nie pria­mo ohro­zo­va­ný člo­ve­kom sa vyzna­ču­je vyso­kým stup­ňom eko­lo­gic­kej sta­bi­li­ty. Mecha­niz­mus pre­tr­vá­va­jú­ce­ho zabez­pe­čo­va­nia rov­no­vá­hy je prav­de­po­dob­ne spät­ná väz­ba. MÍCHAL ET VOLOŠČUK (1991) hovo­ria o tom, že ak fluk­tu­ácia zlo­žiek eko­sys­té­mu neve­die k dlho­do­bej deštruk­cii jeho štruk­túr, môže byť kolí­sa­nie počet­nos­ti urči­tej popu­lá­cie výra­zom ochran­ných akti­vít ria­de­ných spät­ný­mi väz­ba­mi. Spät­ná väz­ba je pros­tried­kom regu­lá­cie, môže spô­so­biť eko­lo­gic­kú rov­no­vá­hu, ale pochy­bu­jem o tom, že nega­tív­ne vplý­va na eko­lo­gic­kú stabilitu.


Feed­back sig­ni­fi­can­tly affects eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty. It is a mutu­al, non-​random inte­rac­ti­on bet­we­en ele­ments (or sub­sys­tems) of the same sys­tem in which the­re is an ampli­fy­ing – posi­ti­ve, or atte­nu­ating – nega­ti­ve influ­en­ce of variab­le B, which was direct­ly or indi­rect­ly chan­ged by variab­le A, on this variab­le A. Feed­back is the most impor­tant self-​regulating mecha­nism of all sys­tems wit­hout excep­ti­on (MÍCHAL ET VOLOŠČUK, 1991, p. 28), and the­re­fo­re, it is rela­ted to eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty. Evi­den­ce of such feed­back pro­vi­des use­ful infor­ma­ti­on about the beha­vi­or of the sys­tem (inc­lu­ding its sta­bi­li­ty) even if the mecha­nism of this acti­on remains unkno­wn to us (MÍCHAL ET VOLOŠČUK, 1991, p. 28). In posi­ti­ve feed­back, each of the two variab­le ele­ments in the inte­rac­ti­on acts in the same direc­ti­on, so they mutu­al­ly rein­for­ce each other posi­ti­ve­ly or nega­ti­ve­ly. For exam­ple, the more mem­bers of popu­la­ti­on A are in the fer­ti­le age, the more offs­pring B can be born. Then, the more offs­pring B gro­ws into the fer­ti­le age, the fas­ter the popu­la­ti­on gro­ws. Thus, both variab­le ele­ments rein­for­ce each other in time, resul­ting in the well-​known expo­nen­tial gro­wth cur­ve in the sha­pe of J” (MÍCHAL ET VOLOŠČUK, 1991, p. 28 – 29). Posi­ti­ve feed­back strengt­hens devia­ti­ons and unba­lan­ced sta­tes and gene­ral­ly ser­ves the dyna­mic gro­wth of the sys­tem. Howe­ver, over time, it encoun­ters a cer­tain limit – the limits of its exter­nal envi­ron­ment. Quali­ta­ti­ve chan­ges in the pro­per­ties of inte­rac­ti­on ele­ments can then mani­fest them­sel­ves in two fun­da­men­tal­ly dif­fe­rent ways (MÍCHAL ET VOLOŠČUK, 1991, p. 28 – 29):

  • It trans­forms the pre­vi­ous posi­ti­ve feed­back into nega­ti­ve, and the expo­nen­tial gro­wth pha­se of the gro­wth cur­ve flat­tens out, taking the sha­pe of an S,” trans­i­ti­oning into a sta­te of dyna­mic equ­ilib­rium with ran­dom fluc­tu­ati­ons – the fluc­tu­ati­on of valu­es. Nega­ti­ve feed­back is the main sta­bi­li­zing prin­cip­le, com­mon to both living and non-​living sub­sys­tems (Míchal and Vološ­čuk, 1991).
  • Whi­le main­tai­ning posi­ti­ve feed­back, it rever­ses,” and its car­riers chan­ge signs” to a depen­den­ce of the type the less A, the less B” (MÍCHAL ET VOLOŠČUK, 1991).

Pato­lo­gi­cal phe­no­me­na indu­ced by stress are an addi­ti­onal fac­tor in the posi­ti­ve feed­back loop. With the inc­re­a­sing num­ber of the fer­ti­le part of the popu­la­ti­on, not only the num­bers of offs­pring inc­re­a­se, but the­re is a prog­res­si­ve­ly gro­wing shor­ta­ge of food, spa­ce, and other resour­ces neces­sa­ry for the exis­ten­ce of other mem­bers of the popu­la­ti­on, or pol­lu­ti­on of the envi­ron­ment inc­re­a­ses due to the popu­la­ti­on itself. The­se gro­wing nega­ti­ve impacts in the popu­la­ti­on’s envi­ron­ment impo­se such a bur­den on its indi­vi­du­als that it mani­fests as pat­ho­lo­gi­cal chan­ges in beha­vi­or, which can lead, even in natu­ral con­di­ti­ons, to sharp dec­li­nes in popu­la­ti­on den­si­ty towards the mini­mum (MÍCHAL and VOLOŠČUK, 1991). The­re­fo­re, posi­ti­ve feed­back, espe­cial­ly in the upper parts of the cur­ve, cau­ses a reduc­ti­on in the degree of eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty. I won­der if feed­back as a natu­ral and inhe­rent pro­cess of eco­sys­tem self-​regulation can have a nega­ti­ve impact on the abi­li­ty of the eco­sys­tem, such as the tai­ga, to main­tain sta­bi­li­ty? For exam­ple, in the tai­ga, the­re is regu­lar­ly sig­ni­fi­cant fluc­tu­ati­ons in the abun­dan­ce of birds and mam­mals. Des­pi­te this, the sta­bi­li­ty of this eco­sys­tem is high, and its abi­li­ty to cope with inter­nal and exter­nal envi­ron­men­tal fac­tors is admi­rab­le. The cha­rac­te­ris­tics of rela­ti­ons­hips in the tai­ga may lead to the opi­ni­on that the eco­sys­tem is unba­lan­ced, fluc­tu­ating, sim­ply not in a sta­te of eco­lo­gi­cal balan­ce. Howe­ver, as long as it is not direct­ly thre­a­te­ned by humans, this eco­sys­tem exhi­bits a high degree of eco­lo­gi­cal sta­bi­li­ty. The mecha­nism of main­tai­ning balan­ce is pro­bab­ly feed­back. MÍCHAL and VOLOŠČUK (1991) sta­te that if the fluc­tu­ati­on of eco­sys­tem com­po­nents does not lead to the long-​term des­truc­ti­on of its struc­tu­res, the fluc­tu­ati­on in the abun­dan­ce of a par­ti­cu­lar popu­la­ti­on may be an expres­si­on of pro­tec­ti­ve acti­vi­ties regu­la­ted by feed­back. Feed­back is a means of regu­la­ti­on; it can cau­se eco­lo­gi­cal balan­ce, but I doubt that it nega­ti­ve­ly affects eco­lo­gi­cal stability.


Lite­ra­tú­ra

MÍCHAL, I., ET VOLOŠČUK, I., 1991: Roz­ho­vo­ry o eko­ló­gii a ochra­ne prí­ro­dy, ENVIRO, Martin.

Use Facebook to Comment on this Post