Die ökologische Resilienz ist die Fähigkeit eines lebenden Systems ( Ökosystem , Biom , Population , Biosphäre ), nach einer Störung die Strukturen und Funktionen seines Referenzzustandes wiederzufinden.
Eine geringe Resilienz kann dazu führen, dass ein ökologisches System nach einer Störung seine Struktur und Funktion grundlegend verändert. Diese geringe Widerstandsfähigkeit kann ein intrinsisches Merkmal des Ökosystems sein oder durch seine durch menschliche Aktivitäten bedingte Degradation begünstigt werden.
Im Allgemeinen sind die Vielfalt und Komplementarität der in einer Umwelt vorkommenden Organismen und die Redundanz der Funktionen, die bestimmte Arten innerhalb des Ökosystems erfüllen, Garanten für eine bessere Widerstandsfähigkeit.
So unterschiedliche Forscher wie James Lovelock , der kanadische Ökologe CS Holling oder der Amerikaner David Tilman (in) haben den Zusammenhang zwischen dem Zustand der Biodiversität und der Widerstandsfähigkeit von Ökosystemen aufgezeigt, der erste durch seine „ Gaia-Hypothese “, der zweite in einem Artikel, der 1973 förderte dieses Konzept und der dritte in seiner Arbeit zur Biodiversität.
David Tilman von der St-Paul University ( Minnesota , USA ) untersuchte ab 1982 die Auswirkungen der Biodiversität in der Prärie dieser Region, indem er die Produktivität der Umwelt auf 207 Parzellen mit kontrollierten lokalen Arten maß. Einige Parzellen waren monospezifisch und enthielten nur eine Pflanzenart, andere enthielten zunehmende Mengen mit unterschiedlichen Assoziationen. 1988 wurde die Region von einer schweren Dürre, der schlimmsten seit 50 Jahren, heimgesucht, die alle Ernten vernichtete und den Landwirten Verluste in Höhe von 3 Milliarden Dollar verursachte. Das Team von David Tilman stellte dann fest, dass einige Parzellen spektakulären Widerstand geleistet hatten und dass es sich immer noch um Parzellen mit der größten Artenvielfalt handelte. Die Produktivität von Parzellen mit nur einer oder zwei Pflanzenarten war in diesem Jahr sechsmal niedriger als die von Parzellen mit 15 bis 25, was die Bedeutung von Artenvereinigungen beweist, die an eine biogeografische Zone angepasst sind tiefes Wasser usw. Biodiversität ist auch eine funktionale Vielfalt, die es den Artengemeinschaften, also dem Ökosystem, ermöglicht, die Ressourcen des Ortes und des Augenblicks optimal zu nutzen. Diese Studie konzentrierte sich auf die spezifische Artenvielfalt, aber es scheint, dass die genetische Vielfalt eine ebenso wichtige Rolle spielt, insbesondere in natürlicherweise quasi-monospezifischen Populationen in extremen Umgebungen (subpolar, Unterwüste, Salz usw.). Im größeren Maßstab spielt die Vielfalt der Umgebungen eine gleichwertige Rolle.
In 1996 hat das Europäische BIODEPTH assoziiertes Projekt, in dem gleichen Geist, acht Länder , die die Artenvielfalt von 480 Parzellen untersucht. 1999 wurden die Beobachtungen von David Tilman bestätigt: Je größer die Artenvielfalt, desto produktiver und widerstandsfähiger war das Ökosystem gegenüber Störungen.
Heute, im Kontext des Klimawandels , wird Resilienz zu einem wesentlichen Schlüssel, um Städten und Territorien die Anpassung zu ermöglichen.
Ökologische Resilienz bezieht sich auf die Fähigkeit eines lebenden Systems, nach einer Phase der Instabilität aufgrund einer äußeren oder inneren Störung ein dynamisches Gleichgewicht wiederzuerlangen oder aufrechtzuerhalten. Zum Beispiel drückt sich die Widerstandsfähigkeit eines Waldökosystems nach einem Brand in seiner Fähigkeit aus, sich mit der Samenbank des Bodens zu rekonstruieren , dank Samen und Vermehrungen, die durch Luft, Wasser oder Tiere oder wieder durch die Abstoßung oder die Vernarbung von resistenten Individuen gebracht werden feuern.
Dieser Begriff ist zu unterscheiden von den Begriffen Erholung (Fähigkeit eines Systems, nach einer Störung wieder Wachstum oder andere negativ beeinflusste Eigenschaften zu erreichen ) und Widerstand (Fähigkeit eines Systems, bei einer Störung im Wesentlichen unverändert zu bleiben. ).
Die zur Sicherstellung der Resilienz erforderlichen Bedingungen variieren je nach Art, Population und Landschaft oder betrachtetem Biom. Im Allgemeinen ist es der Reichtum an Biodiversität und die Fähigkeit zur Evolution, die insbesondere die Erhaltung der genetischen Vielfalt beinhaltet , die eine gute Widerstandsfähigkeit garantieren. Bei den Wäldern sind es beispielsweise die großen tropischen Wälder, die nach neuesten und komplexesten Modellen widerstandsfähiger gegenüber der globalen Erwärmung sind, um ihre Biomasse angesichts von Dürren zu erhalten. Die Widerstandsfähigkeit jedes Systems hat jedoch Grenzen und das HadCM3-Modell des Met Office Hadley Center sagt einen Verlust von Biomasse in tropischen Wäldern bis 2100 voraus. Ökologische Widerstandsfähigkeit kann auf globaler oder planetarischer Ebene kaum bewertet werden, aber auf lokaler Ebene können wir die Widerstandsfähigkeit lokaler Systeme nach Störungen (Überschwemmung, Dürre, Feuer, Biozidspritzen etc.) in der Natur, im Labor oder in einem Ecotron messen .
Der Schwelleneffekt ist in der Ökologie direkt mit dem Konzept der Resilienz verbunden. Ein Ökosystem in gutem Zustand und daher widerstandsfähig kann einer manchmal sehr großen Anzahl externer Aggressionen standhalten: klimatische oder tellurische Ereignisse (Vulkan, Erdbeben), Feuer, biologische Invasion , Verschmutzung, Ausbeutung ... Betrieb, desto besser seine Belastbarkeit und desto größer seine Fähigkeit, Belastungen standzuhalten. Darüber hinaus haben diese unterschiedlichen Auswirkungen manchmal keine sichtbaren Auswirkungen auf die Umwelt, sie ändern nicht unbedingt die erbrachten Dienstleistungen. Dann führt ein zusätzliches, manchmal geringfügiges Ereignis dazu, dass die Sollbruchstelle erreicht wird und das bestehende Gleichgewicht zerstört wird. Das Ökosystem wird dann oft irreversibel verändert. Dann wird ein anderes Gleichgewicht mit seinen eigenen Durchbruchsschwellen hergestellt, die schwer zu erkennen sind. Dieser Schwelleneffekt ist ein konstantes Merkmal des Funktionierens von Arten, Populationen und Ökosystemen.
Mathematischer Ansatz zur Resilienz von ÖkosystemenDie 1991 vom französischen Mathematiker Jean-Pierre Aubin entwickelte Theorie der Lebensfähigkeit ist für das Problem der Resilienz gut geeignet. Tatsächlich bietet diese Theorie einen mathematischen Rahmen, um zu handeln, um die Lebensfähigkeit eines Systems zu erhalten. Im Falle eines Sees, der Nitrateinträgen ausgesetzt ist, besteht das Ziel beispielsweise darin, den Phosphorgehalt unter dem Schwellenwert zu halten, der das Wasser stört und die Fische erstickt, aber auch, den Landwirten zu ermöglichen, genügend Nitrate zu verwenden, um eine korrekte Produktivität zu gewährleisten. Die Theorie der Lebensfähigkeit ermöglicht es, diese typischen Probleme nachhaltiger Entwicklung zu formalisieren, bei denen es nicht darum geht, ein Kriterium zu maximieren, sondern einen Kompromiss zu handhaben. Darüber hinaus bietet die Theorie keine einzelne Lösung, sondern eine Reihe möglicher Varianten, was ihrer Anwendung eine große Flexibilität verleiht. Es hat viel Forschung zu nachhaltiger Entwicklung und dem Management nachwachsender Ressourcen hervorgebracht: Eutrophierung von Seen, Waldschutz in Madagaskar, Landnutzung in der afrikanischen Savanne usw.
Die ökologische Ingenieur- und Restaurierungsökologie wird die natürlichen Prozesse der Widerstandsfähigkeit, inspiriert von natürlichen Prozessen, beschleunigen, anstatt zu versuchen, Ersatzstoffe zu entwickeln. Am Ende einer ökologischen Ingenieurmaßnahme besteht eine der großen Herausforderungen darin, ein selbst belastbares Ökosystem zu erreichen. Interventionen können auf Folgendes abzielen:
Wenn die ökologische Integrität einer Umwelt beeinträchtigt ist, scheint eine funktionale ökologische Konnektivität (und damit nicht nur offensichtlich) eine Bedingung für die Widerstandsfähigkeit und langfristige Stabilität des Ökosystems zu sein. Es ist auch eine der Herausforderungen des Grünen und Blauen Netzwerks in Frankreich, funktionale Verbindungen auf den verschiedenen Ebenen des Territoriums (lokal, regional, national, supranational) zu gewährleisten, die die Bewegung von Arten in einem Kontext des Wandels fördern bieten Möglichkeiten der Resistenz und Resilienz gegenüber der Biodiversität.
In der verbotenen Zone nach der Tschernobyl - Katastrophe , Wölfe und Bären spontan zurück. Viele andere Arten, insbesondere Vögel, haben das Gebiet seit dem Verschwinden von Landwirtschaft und Jagd wieder besiedelt. Dieser Bereich kann daher als Beweis für die Widerstandsfähigkeit der Natur gewertet werden, die nach einer größeren Störung in der Lage ist, ihre ökologischen Funktionen recht schnell aus eigener Kraft zu reparieren.
Die weit verbreitete Vorstellung, dass Tschernobyl zu einem Reservoir der biologischen Vielfalt geworden ist, muss jedoch relativiert werden. Anders Pape Moller von der Pierre-et-Marie-Curie-Universität in Paris untersucht seit mehr als 10 Jahren die Biodiversität an dieser kontaminierten Stelle und hat gezeigt, dass die Biodiversität in hochradioaktiven Gebieten zum Teil stark abnimmt. Daher sind einige Vogelpopulationen in diesen Gebieten weniger als die Hälfte sowie ein Teil der Insektenarten, deren Populationen im Vergleich zum Rest der Ukraine weniger als 90% betragen. Dieser Bereich könnte daher eher eine ökologische Falle sein .