بخشی از مقاله
چکیده
همان طوریکه براي بشر، سلامتی مفهومی است که براي شرایط کل بدن به کار می رود، سلامت اکوسیستم نیز به شرایط کل اکوسیستم برمی گردد و به همین دلیل مطالعه و توصیف اکوسیستم براي اندازهگیري صحیح سلامت اکوسیستم اساسی است.
روند رو به رشد تخریبهاي محیط زیست، اهمیت این مساله را دوچندان کرده است. جهت ارزیابی وضعیت سلامت اکوسیستم از نمایهها و شاخصهائی استفاده میشود که با توجه به مقیاس مطالعه متفاوتند. در این مقاله شاخصهاي انرژي که دید کلی و جامعی از اکوسیستم را در اختیار قرار میدهند، جهت ارزیابی سلامت اکوسیستم معرفی شدهاند.
.1 مقدمه
فعالیتهاي انسانی موجب گردیده است که توانایی اکوسیستمهاي جهانی در تولید پایدار آینده نتواند ادامه داشته باشد. رد پاي اکولوژیک١ انسان رو به افزایش است و از ظرفیت اکولوژیک زمین از سال 1987 فراتر رفته است. اگر چه انقراض گونههاي گیاهی و جانوري بخشی از پدیده طبیعی تکامل است، اما تعداد گونههاي ناپدید شده در سال از دهه 1800 افزایش چشمگیري داشته است و به طور مستقیم ارتبط با رشد جمعیت و اثرات فعالیتهاي انسان بر محیط زیست دارد
گونههاي در خطر انقراض لیست قرمز ٢IUCN، 40/1 درصد کل گونهها بوده که بر این اساستقریباً 19/2 درصد حیوانات و 20/9 درصد گیاهان در طبقه تهدید شده٣ قرار دارد که به طور مستقیم به از دست دادن زیستگاه ناشی از تخریب، تغییر، تکهتکه شدن اکوسیستم از طریق استفاده بیش از حد از مواد شیمیایی، تکنیکهاي کشاورزي فشرده، شکار و آشفتگیهاي انسانی ارتباط دارد
مطمئنترین راه براي حفظ بازده محصولات و خدمات منابع طبیعی، حفظ یکپارچگی و بهرهوري از سیستمهاي اکولوژیک است که آنها را تولید میکند
در این خصوص، این سوال مطرح میشود که چگونه میتوان وضعیت سلامت اکولوژیک اکوسیستم را ارزیابی کرد؟ در پاسخ میتوان از مفهوم سلامت اکوسیستم کمک گرفت. ارزیابی سلامت اکوسیستم یک رویکرد یکپارچه است که بر کیفیت تنوع زیستی تاکید داشته و قوائد و دستورات لازم جهت احیاء اکوسیستمهاي تخریب شده را فراهم میآورد
در این پژوهش ضمن ارائه تعریفی از سلامت اکوسیستم به معرفی شاخصهاي انرژي مربوط به سلامت اکوسیستم در مقیاسهاي بزرگ استفاده میشود، پرداخته شده است.
.1-1 مفهوم سلامت اکوسیستم
تا کنون پژوهشگران و کارشناسان نتوانستهاند به توافقی در مورد تعریف دقیقی این مفهوم دست یابند 3] و .[13 اغلب پژوهشگران سلامت اکوسیستم را از نقطه نظر رشته هاي گوناگون و مطالعات موردي تعریف کردهاند. به عنوان نمونه David Rapport و همکاران در سال 1998سلامت اکوسیستم را به عنوان علم بین رشتهاي تعریف کرد که شامل مطالعه ساختار و کارکرد اکوسیستم در شرایط سلامت فاکتورهاي اقتصادي اجتماعی و انسان است.
بر اساس نظر Costanza در سال 1992 سلامت اکوسیستم یک سنجه جامع، چند مقیاسه، پویا و سلسله مراتبی از بازگشتپذیري، توان و سازماندهی سیستم است. این مفهوم در واژه پایداري نهفته است که بر توانایی سیستم براي حفظ ساختار و کارکرد خود در طول زمان در برابر تنشهاي خارجی دلالت دارد. یک سیستم سالم همچنین باید در بستري که در آن قرار دارد - سیستم بزرگتري که این سیستم بخشی از آن است - و همچنین اجزائش - سیستم هاي کوچکتري که آن سیستم را تشکیل میدهند - تعریف شود.
با در نظر گرفتن کارکردهاي خدماتی اکوسیستم براي جامعه انسانی، تعریف سلامت اکوسیستم میتواند به دو دسته اصلی شامل تعریف بیولوژیک- اکولوژیک و تعریف اکولوژیک- اقتصادي تقسیم شود:
تعریف بیولوژیک- اکولوژیک:
این تعریف در اوایل دهه 90 توسط کاستانزا [3] ارائه شده است. اما این نوع از تعریف بیشتر به سیستمهاي بیولوژیک که بعد طبیعی یا اکولوژیک یک اکوسیستم را دربر میگیرد، می پردازد و از جنبههاي اقتصادي- اجتماعی و سلامت انسانی چشم پوشی میکند.
تعریف اکولوژیک- اقتصادي:
بر خلاف تعریف اول، این تعریف به فعالیتهاي انسانی به عنوان یکی از اجزاء اکوسیستم در کنار سلامت اکولوژیک آن توجه میکند و کارکردهاي خدماتی اکوسیستم را که نشاندهنده میزان تواناییهاي اکوسیستم در برآوردن نیازهاي انسانی است، در نظر میگیرد. این دیدگاه توسط راپورت و همکاران [11] در اواخر دهه 90 ارایه شده است.
به طور کلی تعریف اکولوژیک- اقتصادي نشان دهنده آخرین دستاوردهاي پژوهشی در مورد سلامت اکوسیستم است و به وسیله بیشتر پژوهشگران نیز مورد قبول قرار گرفته است.
.2 شاخصهاي انرژي سلامت اکوسیستم
بر اساس پیشنهاد Costanza سلامت اکوسیستم را میتوان با سه مشخصه توان، ساختمان شبکه و انعطافپذیري سیستم شناخت .[3] این سه خصوصیت کلی سیستم، به ترتیب جریان انرژي کل داخل شبکه، تنظیم این جریانات در داخل یک شبکه سازمان یافته و جریان انرژي اضافی براي رشد یک اکوسیستم که میتواند جهت بازیابی از آشفتگی استفاده شوند، را نشان میدهد.
این سه خصوصیت مرتبط با اکوسیستمها و کارکردشان در طول زمان بوده و بنابراین آنالیز سیستمها و شبیهسازي آنها ابزارهاي بنیادي مورد نیاز براي تعیین سلامت اکوسیستم هستند. از دیدگاه انرژي شاخص هایی که میتوان براي سلامت اکوسیستم در نظر گرفت در این مقاله مطرح میشود.
اکوسیستمها شامل عناصر زنده و غیر زنده است که سازمان یافتهاند به عنوان ساختار، گرادیانها1 و جریانها، که از قواعد ترمودینامیک با به دام انداختن و تبدیل انرژي در دسترس دوري میکنند. چنین سازماندهی به طور متناوب به وسیله گرایشات مخرب ساختارهاي مستقر شده و گرادیانها در داخل سیستم و اطرافش تهدید و منقطع میشود. قانون دوم ترمودینامیک میگوید که این تمایلات به سمت بینظمی بوده و اکوسیستمها مانند موجودات زنده باید به طور مداوم انرژي در دسترس را براي بازسازي و خنثی کردن آنها به کار گیرند.
براي اکوسیستم ها بسیاري از نیروهاي خارجی مانند تابش خورشیدي، حرارت، باد، عناصر غذایی و موجودات زنده میتوانند به عنوان منابع انرژي در دستري و یا نیروهاي بی نظم کننده باشند که بستگی به فرمشان، بزرگی و یا تراکمشان دارد. دوام1 و رشد اکوسیستم وابسته به جریان مداوم انرژي در دسترس و نقل و انتقال آن در داخل سیستم جهت خود تجدید شدن2 آن در شرایطی که با آن مواجه است، میباشد. زمانیکه ساختارها، گرادیانها و جریانهاي داخل اکوسیستم جهت ایجاد قابلیت نگهداري و خود تجدید شدن، سازمان یافتند، نتیجه، نشو و نماي پایدار اکوسیستم خواهد بود و اکوسیستم سالم است. تئوري سیستمهاي انرژي٣ فرضیه هایی دارد که در آن اصل قدرت حداکثر٤ کسب انرژي را به وسیله اکوسیستمها، کنترل میکند.
مطابق این اصل، اکوسیستمی غالب است که نرخ کل انرژي کسب شده و تبدیل شده کافی در مقایسه با نرخهاي کسب انرژي سایر اکوسیستم هاي جایگزین داشته باشد. اگر این اصل درست باشد، سلامت اکوسیستم وابسته به وجود این معیار براي بقاء در رقابت تکاملی است و سیستمهاي سالم جریان هاي قدرت کلی نزدیک به حداکثر ممکن براي یک مجموعه از وروديها خواهند داشت. جهت کسب انرژي در دسترس بیشتر از منابع خارجی، اکوسیستمها باید بالانس مناسبی بین کاربردهاي ویژه این انرژي جهت نگهداري ساختارها و کارکردهاي داخلی توسعه دهند.
بر اساس قدرت حداکثر، اکوسیستمهاي سالم، نقل و انتقالات انرژي موثر٥ و چرخش عناصر غذایی را براي جذب انرژي حداکثر از منابع انرژي در دسترس، بهینه نگه خواهند داشت. اکوسیستمهاي سالم همچنین حاوي انرژي و اطاعت ذخیره شده جهت ایستادگی و یا سازگاري با تغییرات بوده و بنابراین در مواجهه با فاکتورهاي مخرب، انعطاف پذیري ازخود نشان میدهند
.1-2 اندازهگیري مستقیم سلامت اکوسیستم با شاخصهاي انرژي
در این خصوص شاخصهاي زیر مطرح میباشند:
-1 بایمس: انرژي ذخیره شده
اندازهگیري بایمس مستقیمترین و سریعترین راه اندازهگیري وضعیت و پویایی انرژي است.
-2 حاصلخیزي :
نرخ جریان انرژي با اندازهگیري تولید ناخالص اولیه که نسبت به بایمس به تغییرات سلامتی حساستر است و شاخص تنوع - نمایه شانون-وینر - تولید - جریان هاي انرژي در میان جمعیتهاي یک اکوسیستم - را میتوان جهت اندازهگیري سلامت اکوسیستم استفاده کرد.
-3 تنفس:
اتلاف انرژي از آنجائیکه تنفس ارتباط نزدیکی با فرآیندهاي نگهداري و بازیابی دارد، میتوان از آن به عنوان شاخصی جهت اندازهگیري سلامت اکوسیستم استفاده کرد. به محض اینکه استرسی بر سیستم وارد میشود، تقاضا براي این دو فرآیند افزایش مییابد که خود موجب افزایش تنفس میشود و بنابراین تاثیر عکس بر سلامت اکوسیستم دارد.
