Se dice que un ecosistema posee estabilidad (o equilibrio ) ecológico si es capaz de volver a su estado de equilibrio después de una perturbación (una capacidad conocida como resiliencia ) o no experimenta grandes cambios inesperados en sus características a lo largo del tiempo. [1] Aunque los términos estabilidad comunitaria y estabilidad ecológica a veces se usan indistintamente, [2] estabilidad comunitaria se refiere solo a las características de las comunidades . Es posible que un ecosistema o una comunidad sea estable en algunas de sus propiedades e inestable en otras. Por ejemplo, una comunidad de vegetación en respuesta a una sequía podría conservarbiomasa pero pierden biodiversidad . [3]
Los sistemas ecológicos estables abundan en la naturaleza y la literatura científica los ha documentado en gran medida. Los estudios científicos describen principalmente comunidades de plantas de pastizales y comunidades microbianas. [4] No obstante, es importante mencionar que no todas las comunidades o ecosistemas de la naturaleza son estables (por ejemplo, lobos y alces en Isle Royale ). Además, el ruido juega un papel importante en los sistemas biológicos y, en algunos escenarios, puede determinar completamente su dinámica temporal.
El concepto de estabilidad ecológica surgió en la primera mitad del siglo XX. Con el avance de la ecología teórica en la década de 1970, el uso del término se ha expandido a una amplia variedad de escenarios. Este uso excesivo del término ha generado controversias sobre su definición e implementación. [3]
En 1997, Grimm y Wissel hicieron un inventario de 167 definiciones utilizadas en la literatura y encontraron 70 conceptos de estabilidad diferentes. [5] Una de las estrategias que estos dos autores propusieron para aclarar el tema es reemplazar la estabilidad ecológica por términos más específicos, como constancia , resiliencia y persistencia . Para describir completamente y dar sentido a un tipo específico de estabilidad, debe examinarse más detenidamente. De lo contrario, las declaraciones hechas sobre estabilidad tendrán poca o ninguna confiabilidad porque no tendrían información para respaldar la afirmación. [6] Siguiendo esta estrategia, un ecosistema que oscila cíclicamente alrededor de un punto fijo, como el delineado por las ecuaciones depredador-presa , se describiría como persistente y resiliente, pero no como constante. Algunos autores, sin embargo, ven buenas razones para la abundancia de definiciones, porque reflejan la extensa variedad de sistemas matemáticos y reales. [3]
Análisis de estabilidad
Cuando las abundancias de especies de un sistema ecológico se tratan con un conjunto de ecuaciones diferenciales, es posible probar la estabilidad linealizando el sistema en el punto de equilibrio. [7] Robert May desarrolló este análisis de estabilidad en la década de 1970 que utiliza la matriz jacobiana .
Tipos
Si bien las características de cualquier sistema ecológico son susceptibles a cambios, durante un período de tiempo definido, algunos se mantienen constantes, oscilan, alcanzan un punto fijo o presentan otro tipo de comportamiento que puede calificarse de estable. [8] Esta multitud de tendencias puede ser etiquetada por diferentes tipos de estabilidad ecológica.
Estabilidad dinámica
La estabilidad dinámica se refiere a la estabilidad a lo largo del tiempo.
Puntos estacionarios, estables, transitorios y cíclicos
Un punto estable es tal que una pequeña perturbación del sistema disminuirá y el sistema volverá al punto original. Por otro lado, si se magnifica una pequeña perturbación, el punto estacionario se considera inestable.
Estabilidad local y global
La estabilidad local indica que un sistema es estable sobre pequeñas perturbaciones de corta duración, mientras que la estabilidad global indica un sistema altamente resistente al cambio en la composición de especies y / o la dinámica de la red alimentaria .
Constancia
Los estudios de observación de ecosistemas utilizan la constancia para describir sistemas vivos que pueden permanecer sin cambios.
Resistencia e inercia (persistencia)
La resistencia y la inercia se ocupan de la respuesta inherente de un sistema a alguna perturbación.
Una perturbación es cualquier cambio en las condiciones impuesto externamente, que generalmente ocurre en un período corto de tiempo. La resistencia es una medida de cuán poco cambia la variable de interés en respuesta a presiones externas. La inercia (o persistencia) implica que el sistema vivo es capaz de resistir las fluctuaciones externas. En el contexto de los ecosistemas cambiantes en la América del Norte posglacial , EC Pielou comentó al comienzo de su descripción general,
"Obviamente, se necesita un tiempo considerable para que la vegetación madura se establezca en rocas recién expuestas limpiadas con hielo o hasta glaciares ... también se necesita un tiempo considerable para que los ecosistemas completos cambien, con sus numerosas especies de plantas interdependientes, los hábitats que crean y los animales. que viven en los hábitats. Por lo tanto, las fluctuaciones climáticas en las comunidades ecológicas son una versión amortiguada y suavizada de las fluctuaciones climáticas que las causan ". [9]
Resiliencia, elasticidad y amplitud
La resiliencia es la tendencia de un sistema a retener su estructura funcional y organizativa y la capacidad de recuperarse después de una perturbación o alteración. [10] La resiliencia también expresa la necesidad de persistencia, aunque desde un enfoque de gestión se expresa que hay una amplia gama de opciones y los eventos deben considerarse distribuidos de manera uniforme. [11] La elasticidad y la amplitud son medidas de resiliencia. La elasticidad es la velocidad con la que un sistema vuelve a su estado original / anterior. La amplitud es una medida de qué tan lejos se puede mover un sistema del estado anterior y aún regresar. La ecología toma prestada la idea de estabilidad del vecindario y un dominio de atracción de la teoría de sistemas dinámicos .
Estabilidad de Lyapunov
Los investigadores que aplican modelos matemáticos de la dinámica de sistemas suelen utilizar la estabilidad de Lyapunov . [12] [13]
Estabilidad numérica
Centrándose en los componentes bióticos de un ecosistema, una población o una comunidad posee estabilidad numérica si el número de individuos es constante o resiliente. [14]
Estabilidad de la señal
Es posible determinar si un sistema es estable con solo mirar los signos en la matriz de interacción.
Estabilidad y diversidad
La relación entre diversidad y estabilidad ha sido ampliamente estudiada. [4] La diversidad puede operar para mejorar la estabilidad de las funciones de los ecosistemas en varias escalas ecológicas. [15] Por ejemplo, la diversidad genética puede mejorar la resistencia a las perturbaciones ambientales. [16] A nivel comunitario, la estructura de las redes tróficas puede afectar la estabilidad. El efecto de la diversidad sobre la estabilidad en los modelos de redes alimentarias puede ser positivo o negativo, dependiendo de la coherencia trófica de la red. [17] A nivel de paisajes, se ha demostrado que la heterogeneidad ambiental entre ubicaciones aumenta la estabilidad de las funciones de los ecosistemas [18]
Historia del concepto
El término "oekología" fue acuñado por Ernst Haeckel en 1866. La ecología como ciencia se desarrolló aún más a finales del siglo XIX y principios del XX, y se prestó cada vez más atención a la conexión entre diversidad y estabilidad. [19] Frederic Clements y Henry Gleason contribuyeron con el conocimiento de la estructura de la comunidad; entre otras cosas, estos dos científicos introdujeron las ideas opuestas de que una comunidad puede alcanzar un clímax estable o que es en gran parte coincidente y variable . Charles Elton argumentó en 1958 que las comunidades complejas y diversas tendían a ser más estables. Robert MacArthur propuso una descripción matemática de la estabilidad en el número de individuos en una red alimentaria en 1955. [20] Después de mucho progreso realizado con estudios experimentales en los años 60, Robert May avanzó en el campo de la ecología teórica y refutó la idea de que la diversidad engendra estabilidad. . [21] Muchas definiciones de estabilidad ecológica han surgido en las últimas décadas, mientras que el concepto sigue ganando atención.
Ver también
- Equilibrio dinámico
- Resiliencia ecológica
- especie clave
- Principio de sucesión faunística
- Análisis de sistemas
- Coherencia trófica
Notas
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Referencias
- Hall, Charles AS (fecha de publicación poco clara). " " Ecology "(Consultado en el centro de referencia en línea de World Book)" . Archivado desde el original el 8 de junio de 2011 . Consultado el 16 de junio de 2009 . Verifique los valores de fecha en:
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( ayuda ) - Página de inicio, para publicaciones de Charles AS Hall con. "Publicaciones de Hall sobre ecología" . Consultado el 8 de octubre de 2009 .Consulte la lista completa de publicaciones en la sección Publicaciones .