Определение
Пропускная способность – это количество организмов, которые экосистема может устойчиво поддержать. Пропускная способность экосистемы для конкретного вид может зависеть от многих факторов, таких как способность регенерировать пищу, воду, атмосферу или другие потребности, необходимые для выживания населения.
Объясненная грузоподъемность
В биологии понятие несущей способности связывает количество организмов, которые могут выжить, с ресурсами в экосистеме. Экосистемы не могут превышать их пропускную способность в течение длительного периода времени. В ситуациях, когда Население плотность данного вида превышает пропускную способность экосистемы, вид истощит свой источник пищи, воды или других предметов первой необходимости. Вскоре население начнет отмирать. Население может расти только до тех пор, пока оно не достигнет пропускной способности окружающей среды. На этом этапе ресурсов будет недостаточно для продолжения роста в долгосрочной перспективе.
Примеры грузоподъемности
Североамериканский олень процветать
Пример ситуации, в которой пропускная способность среды была превышена, можно увидеть в пределах популяции оленей в Северной Америке,
После повсеместной ликвидации волков – естественного хищника северноамериканских оленей – олени размножались до тех пор, пока их потребность в пище не превысила способность окружающей среды восстанавливать их пищу. Во многих районах это привело к большому количеству голодающих оленей, пока популяция оленей не была сильно уменьшена.
До того, как европейцы колонизировали Северную Америку, одним из ее основных лесных травоядных были олени. Обычно существовали в небольших группах, популяции оленей были держать под контролем волки, главный хищник этих лесных экосистем.
Олени, будучи довольно крупным североамериканским травоядным животным, были способны питаться листьями деревьев и кустарников, а также низкорослыми растениями, такими как цветы и трава. И им требовалось много листьев, чтобы поддерживать их в движении, так как представители разных видов оленей могли весить от 50 до 1500 фунтов!
Но когда европейские поселенцы сильно истребили популяцию волков, которые, по их мнению, представляют опасность для человеческих детей и домашнего скота, это привело к неожиданным последствиям: олени начали размножаться из-под контроля, пока они не превысили пропускную способность своего окружения.
Олень в Северной Америке
В результате олени начали голодать. Виды растений также начали страдать, некоторым даже угрожают вымирание как голодный олень съел все зеленые растения, которые они могли найти.
Когда люди поняли, что происходит – и это начало влиять на их собственные источники пищи, после того, как дикие олени начали вторгаться в сады и фермы в поисках урожая – они стали помогать природе в сокращении популяции оленей.
В наше время некоторые районы «отстреливают» оленей – практика, где на оленей систематически охотятся не только на мясо или спорт, но и на предотвращение голодания оленей и повреждения растений. В других районах даже начали переселять волков, и в результате в этих районах стали здоровее экосистемы, сады и сельскохозяйственные культуры.
История североамериканских волков и оленей стала предостерегающей историей для людей, рассматривающих возможность внесения каких-либо изменений в их природную среду, которые могут иметь непредвиденные последствия.
Модель Маргаритки
Гипотетический Модель Daisyworld Это модель, разработанная учеными для изучения того, как организмы изменяют свою среду и как экосистемы саморегулируются.
В исходном математическом моделировании «Daisyworld» было только два типа форм жизни: черные ромашки, которые повышают температуру окружающей среды за счет поглощения тепла от Солнца (это реальное свойство черных материалов), и белые ромашки, которые уменьшают температура окружающей среды за счет отражения солнечного тепла (это также реальный эффект материалов белого цвета).
Каждый вид ромашек должен был жить в правильном равновесии с другими видами. Если бы белые ромашки перенаселены, мир стал бы слишком холодным. Ромашки обоих типов начнут отмирать, и мир начнет восстанавливать равновесие. То же самое относится и к черным маргариткам: если они становятся перенаселенными, мир становится теплее и теплее, пока маргаритки не начнут снова отмирать.
Реальные экосистемы намного сложнее, чем это, конечно.
каждый организм имеет много потребностей, и то, насколько хорошо окружающая среда может удовлетворить эти потребности, может зависеть от того, с какими другими организмами она разделяет окружающую среду.
Люди меняют грузоподъемность
Люди стали одним из немногих в мире видов, которые я осваиваю. Снова и снова, человеческий вид преодолел такой фактор, как доступность пищи или присутствие естественных хищников, которые ограничивали нашу популяцию.
Первый крупный взрыв человеческой популяции произошел после изобретения сельского хозяйства, когда люди узнали, что мы можем выращивать большое количество наших самых питательных пищевых растений, сохраняя семена для растение в земле. Убедившись, что эти семена получили достаточно воды и были защищены от соревнование от сорняков и от того, что нас съели другие животные, мы обеспечили стабильное снабжение продовольствием.
Когда сельское хозяйство было изобретено, человеческое население взлетело до небес – ученые считают, что без сельского хозяйства на Земле могло бы жить от 1 до 15 миллионов человек. Сегодня в одном только Чикаго проживает около 1 миллиона человек!
К средним векам, когда на каждом континенте возникло хорошо организованное сельское хозяйство, на Земле насчитывалось около 450 миллионов человек или около полумиллиарда человек.
Внедрение технологий на работу
Новая революция в способности Земли переносить людей началась в 18 и 19 веках, когда люди начал применять передовые и автоматизированные технологии в сельском хозяйстве. Использование таких изобретений, как механический сборщик кукурузы и севооборот – способ выращивания различных культур в последовательности, которая обогащает почву и приводит к более высокой урожайности, – позволило людям производить еще больше продуктов питания. В результате население мира утроилось с полумиллиарда до 1,5 миллиарда человек.
В двадцатом веке третья революция произошла, когда люди начали учиться переписывать геномы растений, используя вирусы для непосредственного введения новых генов в семена вместо того, чтобы полагаться на селекционное скрещивание и случайный мутация увеличить урожайность. Результатом стало очередное резкое увеличение способности Земли производить пищу для людей.
В течение 20-го века население Земли увеличилось более чем в четыре раза, с 1,5 миллиарда до 6,1 миллиарда. Мы прошли долгий путь от до сельскохозяйственных дней!
Но некоторые ученые обеспокоены тем, что мы, возможно, уже на пути к превышению пропускной способности Земли – или что мы, возможно, уже сделали это.
Что такое пропускная способность человека?
Хотя мы значительно расширили грузоподъемность для человеческого вида, наша деятельность не без последствий. Есть несколько возможных ограничений для человеческого рода, от которых даже технологии не могут спасти нас.
Ученые указывают на быстрое сокращение популяций пчел – которые необходимы для опыления некоторых из наших культур, и которые, как полагают многие ученые, погибают от пестицидов, которые мы используем для защиты этих же сельскохозяйственных культур, – в качестве доказательства того, что наша нынешняя практика производства пищевых продуктов может быть неустойчивой гораздо дольше.
Распространение ядовитых водоросли, который может отравить наши запасы воды и который питается тем же удобрением, которое мы используем для кормления наших культур, является еще одним тревожным признаком того, что мы можем превышать нашу пропускную способность, и может начать создавать проблемы для нас самих, если наше население будет продолжать расти.
Некоторые ученые опасаются, что люди могут превысить способность Земли переносить людей, и поощрять использование противозачаточных средств для снижения рождаемости, с тем чтобы не допустить исчерпания людьми источников пищи и других жизненно важных ресурсов.