Estabilidade e Funcionamento dos Ecossistemas

A capacidade dos ecossistemas de resistir e recuperar-se de perturbações, e como a sua biodiversidade sustenta os processos que os mantêm, são questões centrais para a compreensão de um mundo em mudança.

Definition

A estabilidade e o funcionamento dos ecossistemas referem-se à capacidade de um ecossistema manter os seus processos e recuperar de perturbações, e como a diversidade e as características dos seus organismos governam esses processos.

Scope

Este tópico abrange a estabilidade, resiliência e funcionamento dos ecossistemas: a distinção entre resistência, resiliência e estabilidade de engenharia versus ecológica; a relação entre biodiversidade e funcionamento do ecossistema; características funcionais e redundância; estados estáveis alternativos e mudanças de regime; e a prestação de serviços ecossistémicos. Trata de como a diversidade influencia a produtividade e a estabilidade e como os ecossistemas respondem a perturbações.

Core questions

• O que significam resistência e resiliência para os ecossistemas?
• Como a biodiversidade influencia a produtividade e a estabilidade dos ecossistemas?
• O que são estados estáveis alternativos e mudanças de regime?
• Como os ecossistemas fornecem os serviços dos quais os humanos dependem?

Key theories

Resiliência e estados estáveis alternativos

Holling distinguiu a resiliência — a capacidade de absorver perturbações e reorganizar-se mantendo a função — da estabilidade local, e mostrou que os ecossistemas podem possuir múltiplos estados estáveis separados por limiares através dos quais podem mudar abruptamente.

Biodiversidade e funcionamento do ecossistema

Experiências mostram que uma maior diversidade de espécies e funcional tende a aumentar a produtividade e a estabilizar os processos do ecossistema através de efeitos de complementaridade e seguro, embora a força da relação varie.

Mechanisms

A estabilidade resulta da forma como um ecossistema responde a uma perturbação: a resistência é o grau em que os processos permanecem inalterados, enquanto a resiliência é a taxa e a capacidade de recuperação. A diversidade pode melhorar o funcionamento quando as espécies utilizam os recursos de formas complementares ou quando algumas são mais produtivas, e pode estabilizar as propriedades agregadas através do efeito de seguro, pelo qual um conjunto variado de espécies amortece a função à medida que as condições mudam. Fortes retroalimentações não lineares podem criar limiares onde um pequeno stress adicional inverte o sistema para um estado contrastante que resiste ao retorno.

Clinical relevance

Estes conceitos sustentam a avaliação e gestão dos serviços ecossistémicos, a avaliação de como a perda de biodiversidade ameaça a fiabilidade dos ecossistemas e a antecipação de mudanças de regime, como a eutrofização de lagos ou o colapso de recifes de coral. Este é um contexto educacional, não uma prescrição de gestão.

History

Um longo debate sobre se a complexidade gera estabilidade foi reformulado pelo trabalho teórico de May na década de 1970 e pelo conceito de resiliência de Holling em 1973. Experiências de biodiversidade-funcionamento-ecossistema lideradas por Tilman, Naeem e outros na década de 1990 levaram a questão para o campo, e o pensamento de resiliência desenvolveu-se num quadro para a gestão de sistemas socioecológicos.

Debates

A diversidade gera estabilidade?

A questão de saber se ecossistemas mais diversos são inerentemente mais estáveis foi contestada depois de May ter mostrado que sistemas complexos aleatórios podem ser menos estáveis; conciliar a teoria com experiências que mostram que a diversidade estabiliza a função agregada continua a ser uma área ativa.

Key figures

• C. S. Holling
• Robert May
• David Tilman
• Shahid Naeem

Seminal works

• holling1973
• tilman1997
• chapin2011

Frequently asked questions

Qual é a diferença entre resistência e resiliência?

Resistência é o quanto um ecossistema permanece inalterado quando perturbado, enquanto resiliência é a rapidez e a totalidade com que se recupera depois; um ecossistema pode ser alto em um e baixo no outro.

O que é uma mudança de regime?

Uma mudança de regime é uma reorganização abrupta, muitas vezes persistente, de um ecossistema para um estado diferente, como um lago límpido que se torna turvo, que ocorre quando um limiar é ultrapassado e é difícil de reverter.