Ökologisches Gleichgewicht: Was ist das?

Geschrieben und geprüft von dem Biologen Samuel Sanchez

Letzte Aktualisierung: 06. Juni 2023

Ökosysteme sind biologische Systeme, die aus einer Gemeinschaft lebender Organismen (Biozönose) und einer inerten, aber sich verändernden physikalischen Umgebung (Biotop) bestehen. Innerhalb eines Ökosystems bilden sich Nahrungsketten und Energieflüsse sowie intra- und interspezifische Beziehungen, die die Umwelt und Populationen modulieren. All diese Faktoren sind unabdingbar, um das ökologische Gleichgewicht zu erhalten.

Ökosysteme müssen in der Lage sein, konstant zu bleiben, sich aber auch mit Effizienz und minimalen Verlusten an natürliche Veränderungen anzupassen. Leider ist der Anpassungsbedarf für diese Systeme in den letzten Jahrhunderten “explodiert”. Dies ist auf das schnelle Wachstum menschlicher Eingriffe und alles, was damit verbunden ist, zurückzuführen. Erfahre bei uns alles, was man über das ökologische Gleichgewicht wissen sollte.

Was ist ökologisches Gleichgewicht?

Der Begriff ökologisches Gleichgewicht (auch bekannt als natürliches Gleichgewicht) bezieht sich auf eine Reihe von Theorien, die die langfristige Erhaltung von Ökosystemen untersuchen. Nach diesen Postulaten wird jedes feste Ökosystem im ständigen Gleichgewicht gehalten (Homöostase) und jede externe Störung wird durch negative Rückkopplung korrigiert.

In Ökosystemmodellen stellen wir uns jedes Tier wie eine “Maschine” vor, die ihren Energieeinsatz maximiert, um Biomasse aus anderen Organismen zu gewinnen. Mit anderen Worten, Energie ist der “Preis”, den Lebewesen zahlen, um in der Umwelt zu verbleiben, sei es bei der Jagd, der Nahrungssuche oder dem Wettbewerb mit anderen Arten um eine bestimmte Nische.

In Anlehnung an das Marktgleichgewicht ergibt sich ein kurzfristiges Ökosystemgleichgewicht, wenn alle Lebewesen in allen möglichen Nischen die gleiche Menge an Energie/Biomasse verbrauchen und fordern. Wenn eine Art zu groß wird und ein Ungleichgewicht auftritt, wird erwartet, dass auch ihre Räuber zunehmen. Im Ergebnis würde dies das Ungleichgewicht durch die oben erwähnte negative Rückkopplung regulieren.

Das Gleichgewicht des Ökosystems ist erreicht, wenn alle Arten in einer bestimmten Umgebung gleichermaßen „einfordern“ und „geben“.

Stabilitäts-Parameter

Obwohl all diese Begriffe sehr vage erscheinen, gibt es in Wirklichkeit Parameter, die sie quantifizieren können. Wie aus professionellen Quellen hervorgeht, sind dies einige der Werte, die auf die Beständigkeit des Ökosystems im Laufe der Zeit hinweisen:

• Technische Belastbarkeit. Gemäß diesem Parameter ist das System um so lebensfähiger, je weniger es braucht, um nach einer Störung seinen ursprünglichen Zustand zu erreichen. Wenn es in der Lage ist, Probleme schnell zu lösen, wird das Ökosystem durch die Veränderungen nur minimal geschädigt.
• Varianzstabilität. Die Variation der Populationszahlen der Art im Laufe der Zeit. Je stärker dieser Wert schwankt, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit des Aussterbens.
• Minimale Stabilität. Die minimale globale Artendichte. Mit anderen Worten, je stabiler und ausgedehnter die lebenden Populationen in einem Ökosystem sind, desto schwieriger wird es für ein negatives Ereignis, einen bestimmten Teil der Umwelt zum Aussterben zu bringen.
• Nachhaltigkeit. Ein Ökosystem ist nachhaltig, wenn die Arten trotz äußerer Störungen erhalten bleiben können.

Alle diese Parameter spiegeln wider, dass ein Gleichgewicht in einem Ökosystem möglicherweise leichter zu erreichen ist als in einem anderen. Je schlechter jedoch die “Gesundheit” der dort lebenden Bevölkerung ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass es nach einer Katastrophe oder Störung zu einem Zusammenbruch kommt.

Interaktionen zwischen Raubtieren und Beutetieren

Auch in Nahrungsketten wird das Gleichgewicht im Ökosystem aufrechterhalten, da ohne konstanten Energiefluss kein offenes System aufrechterhalten wird. Um die Beziehung zwischen Beute und Raubtieren in einer Umgebung zu erklären, machen die Lotka-Volterra-Gleichungen die folgenden Annahmen.

1. Die Beutepopulation hat eine konstante Nahrungsquelle. Da die Arten, die gejagt werden, in der Regel pflanzenfressend sind, wird ihre Populationsgrenze aufgrund des Nahrungsmangels nicht erreicht.
2. Die Nahrungsmenge für Raubtiere hängt ganz von der Beutepopulation ab.
3. Die Veränderungsrate der Bevölkerungszahl ist direkt proportional zur Größe der Bevölkerung.
4. Während der Interaktionen ändert sich die Umgebung nicht, um eine der Parteien zu begünstigen.
5. Raubtiere haben einen unbegrenzten Appetit, das heißt, sie fangen so viel Beute wie möglich.

Obwohl diese Annahmen nicht in allen Fällen erfüllt sind, dienen sie als Beispiel für die typischsten Modelle der Räuber-Beute-Interaktion. Einfach ausgedrückt, die Gleichung postuliert, dass je mehr Beutetiere in einem System vorhanden sind, desto mehr Raubtiere werden geboren, um sie zu jagen. Sobald die Population der Beute reduziert ist, sterben die überschüssigen Raubtiere aufgrund von mangelnder Nahrung.

Nach dieser Postulat zeigen Raub- und Beutepopulationen im Laufe der Zeit Höhen und Tiefen. Eine Art steht immer im Einklang mit der anderen.

Stoffe, die das Gleichgewicht des Ökosystems stören

Wie man sich vorstellen kann, ist ein Ökosystem in der Lage, Veränderungen und Variationen bis zu einem gewissen Grad zu „absorbieren“. Wenn der Schaden jedoch zu groß ist, können die Kompensationsmechanismen nicht mehr funktionieren. Hier sind einige Aktionen – insbesondere menschlichen Ursprungs – die dieses Gleichgewicht eines Ökosystems stören können.

Massives Fällen von Bäumen

Laut der spanischen Zeitung El País verlor die Welt 2017 15,8 Millionen Hektar tropischer Wälder. Die Katastrophe wird deutlicher, wenn man bedenkt, dass 80 % der terrestrischen Biomasse in Form von Kohlenstoff in Bäumen und Pflanzen enthalten ist. Wenn solche Mengen an Pflanzenmaterial aus einem einzigen Ökosystem entfernt werden, werden trophische Ketten irreversibel destabilisiert.

Einführung exotischer Arten

Die Lotka-Volterra-Gleichung kann in einem System erfüllt werden, in dem sich beide Parteien seit Tausenden von Jahren in derselben Umgebung entwickelt haben. Wenn jedoch eine “Beute”-Population in ein Ökosystem eindringt, in dem es keine natürlichen Feinde gibt, birgt die exotische Art ein sehr gefährliches invasives Potenzial.

Eine an ein fremdes Ökosystem angepasste Art kann exponentiell wachsen, wenn sie sich gut genug etabliert. In diesen Fällen kann das Gleichgewicht des Ökosystems verloren gehen und die Nahrungsketten werden ernsthaft gestört.

Menschliche Konstruktionen

Ackerland, Städte und Industriegebiete können von selbst zu Mikroökosystemen werden. Sie sind jedoch für das gesamte System, in dem sie eingerichtet wurden, nicht von Vorteil. Es ist notwendig, vor dem Bau in einem Ökosystem gründliche Pläne und Umweltverträglichkeitsprüfungen zu erstellen, da dies Schäden minimiert und einen Verlust des Gleichgewichts verhindert.

Artenverlust

Eine exotische Art in einer Umgebung kann gefährlich sein, aber es ist genauso schlimm, dass eine bereits etablierte Art verschwindet. Wie aus der Roten Liste der IUCN hervorgeht, sind 28 % der bewerteten Arten gefährdet. Dadurch sind viele Ökosysteme gefährdet, insbesondere dann, wenn die aussterbenden Arten dem System eine beträchtliche Menge an Biomasse zur Verfügung stellen.

Ökosysteme sind nicht unzerbrechlich

Wie du siehst, ist der Begriff Ökobilanz etwas unbestimmt. Er kann jedoch quantifiziert werden, indem einige numerische Variablen berücksichtigt werden, die sich aus den Beziehungen zwischen Lebewesen ergeben. Mit anderen Worten, es ist möglich abzuleiten, ob eine Umgebung im Laufe der Zeit stabil bleiben kann oder nicht.

Nach diesen Postulaten sind Ökosysteme in der Lage, sich nach einer schädlichen Veränderung bis zu einem gewissen Punkt “selbst zu reparieren”, aber sie können sicherlich nicht der vom Menschen festgelegten Veränderungsrate folgen. Wenn sich Produktionsmodelle und unser Verständnis von Natur nicht ändern, müssen wir möglicherweise in Zukunft mit dem Verlust lebenswichtiger Umwelten rechnen.