ECOSISTEMA ARTIFICIALE: CARATTERISTICHE, TIPOLOGIE, FATTORI, ESEMPI - AMBIENTE - 2025

Un ecosistema artificiale è quello le cui componenti biotiche sono state determinate dall'uomo per scopi specifici, come la produzione agricola. Devono essere mantenuti in condizioni ambientali controllate.

Il termine ecosistema, o sistema ecologico, si riferisce a un'unità naturale, semi-naturale o artificiale che include tutti gli esseri viventi, o fattori biotici, in una data area, che interagiscono con le componenti fisiche e chimiche del suo ambiente, o fattori abiotici.

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Gli ecosistemi sono caratterizzati dall'avere una varietà definita di fattori biotici, o biodiversità, e dai propri modelli di flusso di energia e nutrienti all'interno e tra i loro fattori biotici e abiotici. Possono essere classificati come naturali, semi-naturali e artificiali.

A differenza di quelli artificiali, gli ecosistemi naturali sono quelli che non sono stati alterati in modo percettibile dall'uomo. Gli ecosistemi semi-naturali sono quelli che conservano una parte significativa della loro biodiversità originale, nonostante siano stati significativamente alterati dall'uomo.

caratteristiche

Gli ecosistemi artificiali hanno un'ampia varietà di caratteristiche, che variano a seconda dello scopo per il quale sono stati progettati. In generale, condividono quanto segue:

- Ospitano una biodiversità inferiore a quella degli ecosistemi naturali e seminaturali. La sua componente biotica è fortemente dominata da specie aliene, o esotiche, introdotte dall'uomo. Presentano catene alimentari semplificate. La diversità genetica è molto bassa, anche nelle specie introdotte.

- Dal punto di vista dei bisogni umani, sono più produttivi, o più facili da usare, degli ecosistemi naturali. Per questo hanno permesso un'enorme crescita della popolazione umana mondiale.

- Sono vulnerabili al degrado ea subire l'attacco di pestilenze, con perdita di utilità per l'uomo, a causa dell'assenza di biodiversità e dei meccanismi di autoregolamentazione caratteristici degli ecosistemi naturali. Il riciclaggio dei nutrienti è molto limitato.

- Dipendono dall'intervento umano per la loro persistenza. Una volta abbandonate, tendono, in un processo chiamato successione ecologica, a ritornare progressivamente alle condizioni di ecosistemi naturali.

A seconda del grado di intervento umano e delle specie colonizzatrici disponibili, quest'ultimo processo permette di recuperare parte della complessità e biodiversità originaria.

Fattori biotici

Negli ecosistemi artificiali, piante e animali sono costituiti principalmente da quelle specie che gli esseri umani desiderano essere presenti. Le specie originarie dell'area vengono rimosse per creare spazio per la specie desiderata o per garantire che quest'ultima tragga vantaggio monopolisticamente dai fattori abiotici disponibili.

Negli ecosistemi artificiali, le specie autoctone o introdotte che predano le specie desiderate, o che competono con esse per fattori abiotici, sono considerate infestanti, con l'obiettivo della loro eliminazione o, almeno, del loro controllo sistematico.

Negli ecosistemi artificiali, gli esseri umani tollerano la presenza di quelle specie native o introdotte che non influiscono negativamente sulle specie desiderate. Nel caso di alcune specie autoctone o introdotte che avvantaggiano le specie desiderate, ad esempio agendo come biocontrollori dei parassiti, la loro presenza viene talvolta promossa.

Gli esseri umani sono il fattore biotico più determinante degli ecosistemi artificiali, essendo responsabili della loro creazione e manutenzione e della traiettoria che seguono. Ad esempio, un ecosistema artificiale, come un campo coltivato, può essere riconvertito dagli esseri umani in un altro tipo di ecosistema artificiale, come un parco urbano.

Fattori abiotici

I fattori abiotici, come il clima e il suolo, degli ecosistemi artificiali estesi sono tipicamente gli stessi di quelli degli ecosistemi naturali che li hanno preceduti nell'area che occupano.

I fattori abiotici di origine interamente umana includono fertilizzanti, pesticidi, inquinanti chimici, calore generato dall'elettricità e dal consumo di combustibili fossili, rumore, rifiuti di plastica, inquinamento luminoso e rifiuti radioattivi. Esempi di questi ultimi sono nelle catastrofi di Chernobyl e Fukushima.

Un raro tipo di ecosistema artificiale è costituito dai sistemi ecologici chiusi, come le capsule spaziali, che sono ecosistemi in cui non è consentito lo scambio materiale con l'esterno. Questi ecosistemi sono generalmente di piccole dimensioni e sono a scopo sperimentale.

Nei sistemi ecologici chiusi, i fattori abiotici sono determinati dallo sperimentatore. Se l'obiettivo è il mantenimento della vita umana o animale, i rifiuti, come l'anidride carbonica, o le feci e l'urina, sono fattori abiotici che devono, con la partecipazione di un organismo autotrofico, essere convertiti in ossigeno, acqua e cibo.

Tipi ed esempi reali

Gli ecosistemi artificiali possono essere classificati in molti modi. La classificazione più comune li divide in terrestri e acquatici. Tuttavia, è anche possibile suddividerli in urbani, suburbani ed extraurbani, oppure aperti e chiusi.

Naturalmente è anche possibile combinare queste classificazioni per ottenere caratterizzazioni precise. Così, ad esempio, ci sarebbe un ecosistema artificiale terrestre urbano aperto, o un ecosistema artificiale extraurbano acquatico chiuso.

Ecosistemi terrestri artificiali

Sono molto comuni perché gli esseri umani sono organismi terrestri. L'area più vasta è occupata dai cosiddetti agroecosistemi, tra cui le aziende agricole e zootecniche.

L'importanza degli agroecosistemi è così grande che all'interno dell'ecologia esiste una sotto-disciplina chiamata agroecologia, che studia le relazioni delle piante coltivate e degli animali domestici con l'ambiente inanimato.

Anche parchi e giardini pubblici e privati ​​sono importanti. Con il loro bisogno di cure costanti, come l'eliminazione delle cosiddette erbacce, parchi e giardini dimostrano l'incapacità di autoregolamentazione e autoconservazione tipica degli ecosistemi artificiali.

Le città sono anche ecosistemi artificiali, in espansione esplosiva, spesso a scapito degli agroecosistemi.

Altri esempi di ecosistemi terrestri artificiali sono le piantagioni forestali per la produzione di legno e cellulosa per gli allevamenti di carta, suini e pollame, serre per la produzione di ortaggi, legumi e fiori, parchi zoologici, campi da golf, e terrari per l'allevamento di rettili anfibi e artropodi.

Ecosistemi acquatici artificiali

Abbiamo tutti sentito parlare di acquari, risaie, canali di irrigazione, canali fluviali, idroponica, bacini idrici, stagni per l'acquacoltura di pesci e gamberetti, stagni urbani e agricoli, gabbie galleggianti per l'acquacoltura di pesci marini e stagni di ossidazione per trattato di acque luride. Questi sono esempi di ecosistemi acquatici artificiali.

L'alterazione da parte dell'uomo dell'idrosfera, o parte del pianeta occupata da oceani, laghi, fiumi e altri corpi idrici, per creare deliberatamente o accidentalmente ecosistemi artificiali è di grande importanza ecologica ed economica.

La nostra dipendenza dai corpi idrici e dalle piante e dagli animali acquatici, nonché dalle loro funzioni ecologiche, è fondamentale per la nostra sopravvivenza. L'idrosfera ospita una biodiversità molto ricca, fornisce cibo, ossigena l'atmosfera e serve per la ricreazione e il turismo.

L'inquinamento del mare e dei fiumi con la plastica e innumerevoli rifiuti di ogni tipo sta creando autentici ecosistemi artificiali con una biodiversità notevolmente ridotta, come la grande isola dei rifiuti nel Pacifico, che è già tre volte più grande della Francia. Si stima che entro il 2050 gli oceani del pianeta avranno più plastica che pesce.

Ecosistemi artificiali chiusi

Il pianeta Terra nel suo insieme può essere considerato un sistema ecologico chiuso chiamato ecosfera. A causa della forte e crescente alterazione umana, che tra l'altro sta producendo cambiamenti climatici anormali e porterà alla perdita di milioni di specie, l'ecosfera potrebbe diventare un sistema ecologico artificiale chiuso.

Gli esseri umani hanno creato sistemi ecologici chiusi a scopo di sperimentazione. Oltre alle capsule e ai laboratori spaziali, questi includono quelli sviluppati in progetti (Biosphere 2, MELiSSA e BIOS-1, BIOS-2, BIOS-3) con l'obiettivo di sperimentare con il supporto della vita in condizioni di isolamento ambientale. .

Su scala molto piccola, terrari e acquari possono essere utilizzati per creare ecosistemi artificiali chiusi che ospitano piante e animali. Un contenitore chiuso o una bottiglia contenente cibo o bevande che sono stati contaminati da microrganismi rappresentano anche esempi di ecosistemi artificiali chiusi.

Rilevanza per il futuro della vita terrestre

Quando occupano vaste aree, in particolare nelle regioni tropicali ricche di endemismi biologici, gli ecosistemi artificiali provocano una grande perdita di biodiversità. Questo problema è illustrato dal boom delle piantagioni di palme africane in Indonesia e dalla coltivazione di soia e bestiame in Amazzonia.

La crescita della popolazione umana richiede l'espansione permanente degli ecosistemi artificiali a scapito del mondo naturale.

In parte, questa espansione potrebbe essere ridotta migliorando l'efficienza produttiva degli ecosistemi artificiali esistenti e modificando le abitudini di consumo (ad esempio, mangiare meno prodotti a base di carne) per ridurre l'impronta umana.

Gli ecosistemi artificiali non hanno la capacità di autoregolamentazione. Ciò si applicherebbe anche all'ecosfera se diventasse un gigantesco ecosistema artificiale, con conseguenze catastrofiche, non solo in termini di estinzione di milioni di specie, ma per la stessa sopravvivenza umana.

L'uso sostenibile, ovvero l'uso delle risorse naturali a un ritmo inferiore alla loro capacità di rinnovamento, implica fare tutto il possibile per conservare il maggior numero possibile di ecosistemi naturali unici e per fare in modo che gli ecosistemi artificiali mantengano alcune delle caratteristiche condizioni favorevoli degli ecosistemi semi-naturali.

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