Tragfähigkeit Definition
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Tragfähigkeit Definition
Was ist Tragfähigkeit? In der Biologie und Umweltwissenschaft bezieht sich die Tragfähigkeit einer biologischen Art in einem bestimmten Lebensraum auf die maximale Anzahl von Individuen (dieser Art), die die Umwelt unter Berücksichtigung ihrer geografischen oder physischen Merkmale tragen und aufrechterhalten kann.,
In der Ökologie wird die Tragfähigkeit als maximale Belastung einer Umgebung gemessen. (Ref.1) Die in der Umwelt vorhandenen physikalischen Eigenschaften wirken als limitierende Faktoren (z. B. Nahrung, Wasser, Wettbewerb usw.).). Daher kann erwartet werden, dass die Bevölkerungsgrenze von diesen Faktoren abhängt. Im Wesentlichen ist die Verfügbarkeit von Nahrungsmitteln eine wichtige Variable, da sie die Populationsgröße der Art beeinflusst. Dies geschieht so, dass, wenn die Nahrungsmittelnachfrage über einen bestimmten Zeitraum nicht gedeckt wird, die Bevölkerungsgröße schließlich abnimmt, bis die Ressourcen ausreichend sind., Wenn dagegen das Nahrungsmittelangebot die Nachfrage übersteigt, wird die Bevölkerungsgröße bald zunehmen und nicht mehr zunehmen, wenn die Quelle folglich erschöpft ist.
Die Tragfähigkeit kann auch als die Bevölkerungsgröße definiert werden, bei der die Bevölkerungswachstumsrate gleich Null ist. (Ref.2) Es sollte nicht mit dem Begriff Gleichgewichtspopulation verwechselt werden, der als Population definiert ist, in der die Genfrequenzen ein Gleichgewicht zwischen Mutationsdruck und Selektionsdruck erreicht haben. (Ref.,3)
In der Archäologie bezieht sich die Tragfähigkeit auf die Größe und Dichte antiker Populationen, wie sie von einer bestimmten Region unterstützt werden. (Ref.4) In diesem Wissenschaftsbereich bestimmt die maximale Population über einen bestimmten Zeitraum die Tragfähigkeit dieser Umgebung. Studien zur Menschheitsgeschichte, obwohl, Beweise dafür liefern, dass das Konzept, in dem die menschliche Bevölkerungsgröße das maximale Niveau erreicht, relativ nicht so häufig ist. Die meiste Zeit passt sich die Bevölkerungsdichte des Menschen an, zumal die tatsächliche Nahrungsmittelproduktion für dieses Gebiet oder diese Region schwankt. (Ref.,4)
Tragfähigkeitsgraph
Das folgende Bild zeigt ein Beispiel eines Tragfähigkeitsgraphen (Abbildung 1). Hier wird die Tragfähigkeit (Symbol: K) für eine biologische Spezies durch die rot gepunktete horizontale Linie markiert, um die Anzahl der Organismen zu beschreiben, die die Umwelt für eine bestimmte Zeit nachhaltig unterstützen kann.,
Beachten Sie, dass es mit dem stabilen Gleichgewicht übereinstimmt, das sich auf die Populationsgröße bezieht, die einen Steady-State erreicht hat, wenn es mit der Tragfähigkeit übereinstimmt. Dieser Punkt zeigt „Nullwachstum“an. Das Wachstum wird als S-förmig dargestellt (ein Merkmal eines logistischen Wachstums). Das logistische Wachstum der S-Form bildet sich, wenn die Wachstumsrate zuerst langsam ist (Verzögerungsphase) und sich dann beschleunigt (exponentielle Phase). Dann verlangsamt sich die Rate wieder, wenn die Bevölkerungsgröße die Tragfähigkeit erreicht.,
In der realen Welt tendiert die Bevölkerungsgröße jedoch eher dazu, aufgrund der Tragfähigkeit als aufgrund einer flachen Linie, wie in der Grafik dargestellt, zu steigen und in Schwingungen zu sinken.
Zur Berechnung der Tragfähigkeit (K) kann die Gleichung für die Änderung der Grundgesamtheit zur Ableitung einer Formel für K (Ref.,5):
wobei r die intrinsische Steigerungsrate ist,
N die Bevölkerungsgröße ist,
und dN/dt die Änderung der Bevölkerungsgröße ist.
Ein Beispielarbeitsblatt zur Tragfähigkeit und Populationsbiologie finden Sie hier.,
Tragfähigkeit eines Ökosystems
Die Populationen wachsen mit einer Geschwindigkeit, die durch die Verfügbarkeit der Ressourcen der Erde begrenzt ist. Eine Population kann schneller wachsen und einer J-förmigen Kurve folgen. Wenn die Geburtenrate die Sterblichkeitsrate der Art übersteigt, führt dies zu exponentiellem Wachstum. Dieser Trend ändert sich jedoch bald, wenn die Ressourcen begrenzt werden. Die Wachstumsrate verlangsamt sich.
Bald erreicht es ein stabiles Gleichgewicht, in dem die Biomasse in dem gegebenen Gebiet über einen bestimmten Zeitraum unverändert zu sein scheint., Zu diesem Zeitpunkt scheint die Sterblichkeitsrate durch die Geburtenrate innerhalb einer Bevölkerung ausgeglichen zu sein. Dies bedeutet, dass die Pro-Kopf-Geburtenrate der Pro-Kopf-Todesrate entspricht. (Ref.2)
Im Gegensatz dazu zeigt dies an, dass die Tragfähigkeit überschritten wurde, wenn Todesfälle Geburten zu übertreffen scheinen. Dies ist ein Fall von Überschwingen. Die Bevölkerung kann unter die Tragfähigkeit gehen. Dies kann zum Beispiel bei Krankheiten und parasitären Ausbrüchen auftreten.
Mehrere Faktoren beeinflussen die Tragfähigkeit eines ökosystems., Diese Faktoren umfassen Nahrungsmittelversorgung, Wasserversorgung, Lebensraumraum, Wettbewerb (intraspezifisch und interspezifisch), physikalische Faktoren (z. B. extreme Hitze, Dürre usw.).), chemische Faktoren (z. B. pH-Wert, Mineralstoffmangel usw.) und anthropogene Faktoren. Die Summe dieser Faktoren, die das biotische Potenzial einer Art einschränken, wird als Umweltresistenz bezeichnet.,
Beispiele für die Tragfähigkeit
Schildkrötenpopulation
In der Natur kann die Population eines bestimmten Gebiets die Tragfähigkeit erreichen, wenn die maximale Populationsgröße für ein bestimmtes Gebiet mit begrenzten Ressourcen erreicht ist.
Zum Beispiel wird ein Teich, der ursprünglich von zehn Schildkröten bewohnt wurde, für die Artenpopulation nachhaltig sein., Da Wasser, Nahrung und Weltraum im Überfluss vorhanden sind, können die Schildkröten exponentiell gedeihen und sich vermehren. Mit zunehmender Bevölkerung wird jedoch auch der Wettbewerb intensiviert. Schildkröten konkurrieren um Nahrung, Wasser und Raum.
Männliche Schildkröten konkurrieren mit anderen Männchen um Partner. Diese Faktoren begrenzen das biotische Potenzial der Schildkröten. Wenn die Population stabil erscheint, z. B. bei einer Population von 100 Schildkröten, kann man sagen, dass die Tragfähigkeit für dieses Gebiet 100 Schildkröten beträgt.
Waldpopulation
Ein weiteres Beispiel ist der Baumbestand in einem Wald., Angenommen, ein Wald kann eine Tragfähigkeit von etwa hundert Bäumen haben. Dies bedeutet, dass die Bäume wachsen können, ohne heftig um Sonnenlicht, Nährstoffe und Platz zu konkurrieren. Dies impliziert auch, dass die neuen Sprossen möglicherweise nicht auf die gleiche Weise gedeihen können, da die hohen und älteren Bäume einen Schatten über sie werfen und den Zugang von unten zum Sonnenlicht erschweren.,
Wie Menschen die Tragfähigkeit verändern
Faktoren, die Änderungen der Tragfähigkeit bestimmen
Menschen schaffen Subpopulationen mit unterschiedlichen Bedürfnissen je nach Lebensstil. Zum Beispiel folgen einige von ihnen einer Allesfresser-Diät, während andere streng vegan sind. Aus diesem Grund kann die Nachfrage nach Nahrungsmitteln variieren., Menschen haben auch Wege gefunden, den Wettbewerb um Ressourcen wie Raum, Nahrung und Wasser durch Technologie zu lösen und einzudämmen.
Zum Beispiel trugen Landwirtschaft und Viehzucht zum Ausbau der Nahrungsmittelversorgung bei. Menschen lernten, Pflanzen zu pflanzen und Tiere zu züchten, um die Anforderungen an Nahrung zu erfüllen. Sie lernten schließlich auch, einen sicheren Schutz vor Raubtieren zu bauen. Bestimmte moderne Technologien und anthropogene Aktivitäten verursachen jedoch kritische Schäden an der Population anderer Arten. Einige Wälder und terrestrische Lebensräume wurden geräumt, um Häuser und Einrichtungen zu bauen.,
Pestizide zur Abtötung von Schädlingen aus Kulturen, die bei Regen und Bewässerung Nährstoffe aus dem Boden ausgelaugt haben. Gewässer wurden durch unsachgemäße Abfallentsorgung verschmutzt.
Die Natur hat viele Faktoren, die das Bevölkerungswachstum begrenzen. Trotz des technologischen Fortschritts, um den Ressourcenwettbewerb zu begrenzen, muss sich die menschliche Bevölkerung also mit anderen Variablen auseinandersetzen. Beispiele für solche Variablen sind Hygiene, Krankheiten, Ausbrüche und medizinische Versorgung.,
Ökologischer Fußabdruck
Basierend auf den demografischen Fakten und Forschungsdaten der Erde wird die globale Tragfähigkeit für den Menschen auf neun bis zehn Milliarden Menschen geschätzt. (Ref.6) Die Weltbevölkerung ist fast 8 Milliarden.
Wie lange kann die Erde die menschliche Bevölkerung ernähren? Ist es im Tragfähigkeitsniveau oder im Überschwingen?, Der ökologische Fußabdruck kann als Grundlage für die Suche nach Antworten verwendet werden. Es ist ein Maß für die menschliche Nachfrage nach der Natur mit einem ökologischen Buchhaltungssystem. Auf globaler Ebene kann es helfen, die Nachfrage darüber zu beurteilen, was der Planet erneuern kann. Und Studien zufolge war die Erde in einem ökologischen Überschuss.
Der Mensch verbraucht mehr Ressourcen und produziert Abfälle schneller, als das Ökosystem „heilen“ oder erneuern kann. 85% der Menschheit leben in Ländern mit ökologischem Defizit — wo der ökologische Fußabdruck für den Konsum die Biokapazität dieser Länder übertrifft. (Ref.,7)
(Image credit: Footprintnetwork.org)
See also
- Population
- Ecology