エコシステム

左：サンゴ礁生態系は生産性の高い海洋システムです。^[1]右：温帯雨林、陸上生態系。

生態系（または生態系）とは、環境と生物が相互作用を通じて形成するシステムです。 ^[2]^：458生物的要素と非生物的要素は、栄養循環とエネルギーの流れを通じて結びついています。

生態系は、外部要因と内部要因によって制御されます。気候、土壌を形成する母材、地形などの外部要因は、生態系の全体的な構造を制御しますが、それ自体は生態系の影響を受けません。内部要因は、たとえば分解、根の競争、日陰、撹乱、遷移、存在する種の種類などによって制御されます。資源の投入は一般に外部プロセスによって制御されますが、生態系内でのこれらの資源の可用性は内部要因によって制御されます。したがって、内部要因は生態系プロセスを制御するだけでなく、生態系プロセスによっても制御されます。

生態系は動的な存在であり、周期的な撹乱を受け、常に過去の撹乱から回復している。撹乱にもかかわらず、生態系が平衡状態に近い状態を維持する傾向は、その耐性と呼ばれる。システムが撹乱を吸収し、変化しながらも再編成して、本質的に同じ機能、構造、アイデンティティ、フィードバックを保持する能力は、生態学的回復力と呼ばれる。生態系は、理論的研究、特定の生態系を長期間にわたって監視する研究、生態系間の違いに注目してその仕組みを解明する研究、直接的な操作実験など、さまざまなアプローチで研究できる。バイオームは、生態系の一般的なクラスまたはカテゴリです。ただし、バイオームと生態系の間に明確な区別はありません。生態系の分類は、生態系の定義の 4 つの要素、つまり生物的構成要素、非生物的複合体、それらの間およびそれらの内部での相互作用、それらが占める物理的空間をすべて考慮した特定の種類の生態学的分類です。生態系の生物的要因は、植物、動物、細菌などの生物であり、非生物的要因は、水、土壌、大気などの非生物的要素です。

植物は光合成を通じてエネルギーをシステム内に取り込み、植物組織を構築します。動物は植物や他の動物を餌として、システム内の物質とエネルギーの移動に重要な役割を果たします。また、存在する植物と微生物のバイオマスの量にも影響を与えます。分解者は死んだ有機物を分解することで炭素を大気中に放出し、死んだバイオマスに蓄えられた栄養素を植物や微生物が容易に利用できる形に変換することで栄養循環を促進します。

生態系は、人々が依存し、また人々がその一部となるさまざまな商品やサービスを提供します。生態系の商品には、水、食料、燃料、建設資材、薬用植物など、生態系プロセスの「有形の物質的産物」が含まれます。一方、生態系サービスとは、一般的に「価値のあるものの状態や場所の改善」のことです。これには、水循環の維持、空気と水の浄化、大気中の酸素の維持、作物の受粉、さらには美しさ、インスピレーション、研究の機会などが含まれます。多くの生態系は、土壌の喪失、大気と水の汚染、生息地の断片化、水の転用、火災の抑制、外来種と侵入種など、人間の影響によって劣化します。これらの脅威は、生態系の突然の変容、または生物プロセスの段階的な混乱と生態系の非生物的条件の劣化につながる可能性があります。元の生態系がその定義的な特徴を失うと、「崩壊」したと見なされます。生態系の回復は、持続可能な開発目標の達成に貢献できます。

意味

生態系（または生態系）は、すべての生物とそれらが相互作用する非生物的プール（または物理的環境）で構成されます。^[3]^[4]^{: 5}^[2]^{: 458} 生物的要素と非生物的要素は、栄養循環とエネルギーの流れを通じて結びついています。^[5]

「生態系プロセス」とは、あるプールから別のプールへのエネルギーと物質の移動である。^[2]^{: 458}生態系プロセスは「広範囲の規模で起こる」ことが知られている。したがって、研究の適切な規模は、問われる質問によって決まる。^[4]^{: 5}

用語の起源と発展

「エコシステム」という用語は、1935年にイギリスの生態学者アーサー・タンズリーの出版物で初めて使用されました。この用語は、タンズリーの要請でアーサー・ロイ・クラップハムによって造られました。 ^[6]タンズリーは、生物とその環境の間の物質の移動の重要性に注意を喚起するためにこの概念を考案しました。^[4]^{: 9}彼は後にこの用語を洗練し、「生物複合体だけでなく、環境と呼ばれるものを形成する物理的要因の複合体全体を含むシステム全体」と説明しました。^[3]タンズリーは、エコシステムを単なる自然単位ではなく、「精神的孤立体」と見なしました。^{[3]タンズリーは後に、「}エコトープ」という用語を使用してエコシステムの空間的範囲を定義しました。^[7]

タンズリーと同時代の湖沼学者G. エブリンハッチンソンは、チャールズエルトンの栄養生態学に関する考えとロシアの地球化学者ウラジミールベルナツキーの考えを組み合わせました。その結果、湖のミネラル栄養素の可用性が藻類の生産を制限すると提唱しました。これは、藻類を食べる動物の豊富さを制限することになります。レイモンドリンデマンは、これらの考えをさらに推し進め、湖を通るエネルギーの流れが生態系の主な原動力であると提唱しました。ハッチンソンの弟子であるハワード T. オダムとユージン P. オダムの兄弟は、生態系の研究に対する「システムアプローチ」をさらに発展させました。これにより、生態系を通るエネルギーと物質の流れを研究することができました。^[4]^{: 9}

プロセス

外部要因と内部要因

生態系は、外部要因と内部要因の両方によって制御されます。外部要因は状態要因とも呼ばれ、生態系の全体的な構造とその中で物事がどのように機能するかを制御しますが、それ自体は生態系の影響を受けません。広い地理的スケールでは、気候は「生態系のプロセスと構造を最も強く決定する」要因です。^[4]^{: 14}気候は、生態系が埋め込まれているバイオームを決定します。降雨パターンと季節の気温は光合成に影響を与え、それによって生態系で利用できるエネルギーの量を決定します。^[8]^{: 145}

母材は生態系の土壌の性質を決定し、ミネラル栄養素の供給に影響を与えます。地形はまた、微気候、土壌の発達、システム内の水の動きなどに影響を与えることで、生態系のプロセスを制御します。たとえば、地形上の小さな窪地にある生態系と、隣接する急峻な丘陵にある生態系では、生態系がまったく異なる場合があります。^[9]^{: 39}^[10]^{: 66}

生態系の機能に重要な役割を果たすその他の外部要因には、時間と潜在的生物相（地域に存在し、特定の場所を占有する可能性のある生物）が含まれます。世界のさまざまな場所にある同様の環境の生態系は、存在する種のプールが異なるという理由だけで、非常に異なる動作をする可能性があります。^[11]^{: 321}外来種の導入は、生態系の機能に大きな変化を引き起こす可能性があります。^[12]

外部要因とは異なり、生態系の内部要因は生態系のプロセスを制御するだけでなく、生態系のプロセスによって制御されます。^[4]^{: 16}資源の投入は一般に気候や母材などの外部プロセスによって制御されますが、生態系内でのこれらの資源の利用可能性は分解、根の競争、日陰などの内部要因によって制御されます。^[13]撹乱、遷移、存在する種の種類などの他の要因も内部要因です。

一次生産

一次生産とは、無機炭素源から有機物を生産することです。これは主に光合成によって起こります。このプロセスで取り込まれたエネルギーは地球上の生命を支え、炭素は生きているバイオマスや死んだバイオマス、土壌炭素、化石燃料の有機物の多くを構成します。また、炭素循環を促進し、温室効果を通じて地球の気候に影響を与えます。

光合成のプロセスを通じて、植物は光からエネルギーを捕らえ、それを使って二酸化炭素と水を結合し、炭水化物と酸素を生成します。生態系内のすべての植物によって行われる光合成は、総一次生産（GPP）と呼ばれます。^[8]^{: 124}総GPPの約半分は、植物の成長と維持を支えるエネルギーを供給するために植物によって呼吸されます。^[14]^{: 157}呼吸によって消費されないGPPの残りの部分は、純一次生産（NPP）として知られています。^[14]^{: 157}総光合成は、さまざまな環境要因によって制限されます。これには、利用可能な光の量、植物が光を捕らえる必要がある葉の面積の量（他の植物による日陰は光合成の主な制限です）、光合成をサポートするために葉緑体に供給できる二酸化炭素の速度、水の可用性、光合成を行うのに適した温度の可用性が含まれます。^[8]^{: 155}

エネルギーの流れ

エネルギーと炭素は光合成を通じて生態系に入り、生体組織に組み込まれ、生きている植物や死んだ植物を食べる他の生物に伝達され、最終的に呼吸によって放出されます。^[14]^{: 157}植物組織に組み込まれた炭素とエネルギー（純一次生産）は、植物が生きている間に動物によって消費されるか、植物組織が死んでデトリタスになったときに食べられずに残ります。陸上生態系では、純一次生産の大部分は分解者によって分解されます。残りは生きている間に動物によって消費され、植物ベースの栄養システムに入ります。植物と動物が死ぬと、それらに含まれる有機物はデトリタスベースの栄養システムに入ります。^[15]

生態系呼吸とは、生態系内のすべての生物（植物、動物、分解者）による呼吸の合計です。 ^[16] 生態系純生産とは、総一次生産量（GPP）と生態系呼吸の差です。 ^[17]撹乱がない場合、生態系純生産は生態系内の純炭素蓄積に相当します。

エネルギーは、山火事などの撹乱を通じて生態系から放出されるか、侵食によって他の生態系（例えば、森林から小川、湖）に移されることもあります。

水生システムでは、草食動物によって消費される植物バイオマスの割合は、陸生システムよりもはるかに高い。^[15]栄養システムでは、光合成生物が一次生産者です。その組織を消費する生物は、一次消費者または二次生産者（草食動物）と呼ばれます。微生物（細菌や真菌）を食べる生物は、微食動物と呼ばれます。一次消費者（肉食動物）を食べる動物は二次消費者です。これらはそれぞれ栄養段階を構成します。^[15]

植物から草食動物、そして肉食動物へと続く消費の順序が食物連鎖を形成する。現実のシステムはこれよりはるかに複雑で、生物は一般的に複数の形態の食物を食べ、複数の栄養段階で摂食することがある。肉食動物は、植物ベースの栄養システムの一部である獲物と、デトリタスベースの栄養システムの一部である獲物を捕らえることがある（デトリタスを消費する草食バッタとミミズの両方を食べる鳥）。現実のシステムは、これらすべての複雑さにより、食物連鎖ではなく食物網を形成し、そのネットワークのトポロジーには多くの共通したランダムでない特性が見られる。^[18]

分解

死んだ有機物に含まれる炭素と栄養素は、分解と呼ばれる一連のプロセスによって分解されます。これにより栄養素が放出され、植物や微生物の生産に再利用され、二酸化炭素は大気（または水）に戻り、光合成に利用されます。分解が行われない場合、死んだ有機物は生態系に蓄積され、栄養素と大気中の二酸化炭素は枯渇します。^[19]^{: 183}

分解プロセスは、死んだ物質の浸出、断片化、化学的変化の3つのカテゴリーに分けることができます。水が死んだ有機物を通過すると、水溶性成分が溶解して運ばれます。これらの成分はその後、土壌中の生物に吸収され、鉱物質土壌と反応するか、生態系の境界を越えて運ばれます（そして生態系から失われたと見なされます）。^[20]^：271–280落葉したばかりの葉や死んだばかりの動物には、糖、アミノ酸、ミネラル栄養素など、水溶性成分が高濃度に含まれています。浸出は湿った環境ではより重要であり、乾燥した環境ではそれほど重要ではありません。^[10]^：69–77

断片化プロセスは有機物を小さな断片に分解し、微生物が定着するための新しい表面を露出させる。落ちたばかりの落ち葉は外層のクチクラや樹皮のためにアクセスできない場合があり、細胞の内容物は細胞壁で保護されている。死んだばかりの動物は外骨格で覆われている場合がある。これらの保護層を破る断片化プロセスは、微生物による分解速度を加速する。^[19]^{: 184}動物は食物を探すときにデトリタスを断片化するが、これは消化管を通過するときも同様である。凍結融解サイクルや湿潤と乾燥のサイクルによっても、死んだ物質は断片化される。^[19]^{: 186}

死んだ有機物の化学変化は、主に細菌や真菌の作用によって起こります。真菌の菌糸は、死んだ植物の周囲の堅い外層構造を破壊できる酵素を生成します。また、リグニンを分解する酵素も生成し、細胞の内容物とリグニン内の窒素の両方にアクセスできるようになります。菌糸ネットワークを通じて炭素と窒素を移動できるため、細菌とは異なり、地元で利用可能な資源だけに依存しているわけではありません。^[19]^{: 186}

分解速度

分解速度は生態系によって異なります。^[21]分解速度は、物理的環境（温度、湿度、土壌の性質）、分解者が利用できる死んだ物質の量と質、微生物群集自体の性質という3つの要因によって決まります。^[19]^{: 194}温度は微生物の呼吸速度を制御します。温度が高いほど、微生物による分解が速くなります。温度は土壌の水分にも影響し、分解に影響します。凍結融解サイクルも分解に影響します。凍結温度は土壌微生物を死滅させ、浸出が栄養素の移動においてより重要な役割を果たすようになります。これは、春に土壌が解け、利用可能な栄養素の脈動が生じるため、特に重要です。^[20]^{: 280}

非常に湿潤または非常に乾燥している状態では分解速度は低くなります。分解速度は、十分な酸素レベルがある湿潤な状態で最も高くなります。湿った土壌は酸素が不足する傾向があり（特に湿地ではそうです）、微生物の成長が遅くなります。乾燥した土壌でも分解は遅くなりますが、土壌が乾燥しすぎて植物の成長が妨げられた後でも、細菌は（遅い速度ではありますが）成長し続けます。^[19]^{: 200}

ダイナミクスと回復力

生態系は動的な存在である。生態系は周期的な撹乱を受け、常に過去の撹乱から回復している。^[22]^{: 347}撹乱が発生すると、生態系は初期状態から離れることで反応する。撹乱にもかかわらず、生態系が平衡状態に近い状態を維持する傾向は、その抵抗と呼ばれる。システムが撹乱を吸収し、変化しながらも本質的に同じ機能、構造、アイデンティティ、フィードバックを保持するために再編成する能力は、その生態学的回復力と呼ばれる。^[23]^[24]回復力の考え方には、私たちが生存するために生態系サービスに依存し、ショックや撹乱に耐える自然な能力を構築し維持しなければならない生物圏の不可欠な部分としての人類も含まれる。[ ^{25]時間は、たとえば、裸の岩から土壌がゆっくりと発達することや、}撹乱からのコミュニティのより速い回復など、広範囲にわたって中心的な役割を果たしている。^[14]^{: 67}

撹乱もまた、生態学的プロセスにおいて重要な役割を果たしている。F . スチュアートチャピンと共著者は撹乱を「植物バイオマスを除去する、時間的に比較的離散的なイベント」と定義している。^[22]^{: 346}これは、草食動物の大量発生、倒木、火災、ハリケーン、洪水、氷河の前進から火山の噴火まで多岐にわたる。このような撹乱は、植物、動物、微生物の個体数、および土壌有機物含有量に大きな変化を引き起こす可能性がある。撹乱の後には遷移が起こり、「生物が引き起こす資源供給の変化によって生じる、生態系の構造と機能の方向性の変化」である。^[2]^{: 470}

撹乱の頻度と深刻度によって、生態系の機能に及ぼす影響が決まります。火山の噴火や氷河の前進と後退のような大きな撹乱があると、土壌には植物、動物、有機物がなくなります。このような撹乱を経験した生態系は、一次遷移を経ます。森林火災、ハリケーン、耕作のようなそれほど深刻ではない撹乱では、二次遷移が起こり、回復が早くなります。^[22]^{: 348}撹乱がより深刻で頻繁な場合、回復にはより長い時間がかかります。

生態系は、年ごとに生物的・非生物的環境に変化を経験する。干ばつ、例年より寒い冬、害虫の発生はすべて環境条件の短期的な変動である。動物の個体数は年ごとに変化し、資源が豊富な時期に増加し、食料供給を超えると激減する。長期的な変化も生態系のプロセスを形作る。例えば、北アメリカ東部の森林には、1850年に広大な地域が森林に戻ったときに中止された耕作の名残が今も残っている。 ^[22]^{: 340}別の例としては、更新世に蓄積された有機物によって制御されている東シベリアの湖沼のメタン生成がある。^[26]

カナリア諸島の島、グランカナリア島にある淡水湖。湖の境界が明確であるため、生態系アプローチを使用して研究するのに便利です。

栄養循環

生態系は、より広い環境とエネルギーと炭素を絶えず交換しています。一方、ミネラル栄養素は、主に植物、動物、微生物、土壌の間を行き来して循環しています。窒素のほとんどは、生物学的窒素固定を通じて生態系に入り、降水、塵、ガスを通じて堆積するか、肥料として施用されます。^[20]^{: 266}陸上生態系のほとんどは短期的には窒素が限られているため、窒素循環は生態系の生産に対する重要な制御となります。 ^[20]^{: 289}長期的には、リンの利用可能性も重要になります。^[27]

すべての植物が大量に必要とする主要栄養素には、窒素、リン、カリウムなどの主要栄養素（最も多く使用されるため、最も制限される栄養素）が含まれます。^[28]^{: 231}二次主要栄養素（制限されることは少ない）には、カルシウム、マグネシウム、硫黄が含まれます。すべての植物が少量必要とする微量栄養素には、ホウ素、塩化物、銅、鉄、マンガン、モリブデン、亜鉛が含まれます。最後に、特定の植物や特定の環境条件の植物に必要な有益な栄養素もあります。アルミニウム、コバルト、ヨウ素、ニッケル、セレン、ケイ素、ナトリウム、バナジウムです。^[28]^{: 231}

近代まで、窒素固定は生態系の主要な窒素源であった。窒素固定細菌は、植物と共生するか、土壌で自由に生息する。窒素固定共生細菌を支える植物のエネルギーコストは高く、管理された条件下で測定した場合、総一次生産量の25％にも達する。マメ科植物の多くは窒素固定共生細菌を支える。一部のシアノバクテリアも窒素固定が可能である。これらは光合成を行う光栄養生物である。他の窒素固定細菌と同様に、これらは自由生活することも、植物と共生関係を持つこともできる。 ^[22]^{: 360}その他の窒素源には、化石燃料の燃焼によって生成される酸性沈着物、肥料が散布された農地から蒸発するアンモニアガス、および塵などがある。 ^[20]^{: 270}人為的な窒素投入は、生態系における窒素フラックス全体の約80％を占める。^[20]^{: 270}

植物組織が脱落したり食べられたりすると、その組織に含まれる窒素は動物や微生物が利用できるようになります。微生物による分解により、土壌中の死んだ有機物から窒素化合物が放出され、植物、菌類、細菌がそれを奪い合います。土壌細菌の中には、窒素含有有機化合物を炭素源として利用し、土壌にアンモニウムイオンを放出するものがあります。このプロセスは窒素の無機化として知られています。他の細菌はアンモニウムを亜硝酸塩と硝酸イオンに変換します。このプロセスは硝化として知られています。一酸化窒素と亜酸化窒素も硝化中に生成されます。^[20]^{: 277}窒素が豊富で酸素が乏しい条件下では、硝酸塩と亜硝酸塩は窒素ガスに変換されます。このプロセスは脱窒として知られています。^[20]^{: 281}

植物の根と共生する菌根菌は、植物から供給される炭水化物を利用し、その見返りとしてリンと窒素化合物を植物の根に戻します。^[29]^[30]これは、死んだ有機物から植物への有機窒素の移動の重要な経路です。このメカニズムは、年間70 Tg以上の植物窒素同化に寄与し、地球規模の栄養循環と生態系機能に重要な役割を果たしている可能性があります。^[30]

リンは風化を通じて生態系に入り込む。生態系が古くなるとリンの供給量は減少し、古い景観（特に熱帯地方）ではリン不足がより一般的になる。^[20]^{: 287–290}カルシウムと硫黄も風化によって生成されるが、酸性沈着は多くの生態系において硫黄の重要な供給源である。マグネシウムとマンガンは風化によって生成されるが、土壌有機物と生体細胞との間の交換が生態系フラックスのかなりの部分を占める。カリウムは主に生体細胞と土壌有機物の間で循環する。^[20]^{: 291}

機能と生物多様性

生物多様性は、生態系の機能において重要な役割を果たしている。^[32]^{: 449–453}生態系のプロセスは、生態系内の種、個々の種の性質、およびこれらの種間の生物の相対的な豊富さによって駆動される。生態系のプロセスは、個々の生物が環境と相互作用する際の行動の正味の効果である。生態学理論によれば、共存するためには、種はある程度の制限的な類似性を持っている必要がある。つまり、種は何らかの根本的な点で互いに異なっていなければならない。そうでなければ、一方の種が他方の種を競争的に排除することになる。 ^[33]それにもかかわらず、生態系における追加の種の累積効果は線形ではない。たとえば、追加の種は窒素保持を強化する可能性がある。しかし、種の豊富さがある程度を超えると、^[11]^{: 331}既存の種と大幅に異なる場合を除き、追加の種は付加的な効果をほとんど持たない可能性がある。^[11]^{: 324}これは、たとえば外来種の場合である。^[11]^{: 321}

生態系にすでに存在する種と生態学的に類似した種の追加（または減少）は、生態系の機能にわずかな影響しか与えない傾向がある。一方、生態学的に異なる種は、はるかに大きな影響を与える。同様に、優占種は生態系の機能に大きな影響を与えるが、希少種は小さな影響を与える傾向がある。キーストーン種は、生態系におけるその豊富さに不釣り合いなほど生態系の機能に影響を与える傾向がある。^[11]^{: 324}

生態系エンジニアとは、生息地を創造、大幅に変更、維持、破壊する生物のことである。^[34]

研究アプローチ

生態系生態学

生態系生態学は「生物とその環境との相互作用を統合システムとして研究する」ものである。^[2]^{: 458}生態系の規模は、岩石の表層から惑星の表面まで、 10桁にも及ぶことがある。 ^[4]^{: 6}

ハバードブルック生態系研究は、1963年にニューハンプシャー州のホワイトマウンテンを調査するために開始されました。これは、流域全体を生態系として研究する最初の成功した試みでした。この研究では、生態系の特性を監視する手段として川の化学を使用し、生態系の詳細な生物地球化学モデルを開発しました。 ^{[35]この場所での} 長期にわたる研究により、1972年に北米で酸性雨が発見されました。研究者は、その後数十年にわたって土壌の陽イオン（特にカルシウム）が枯渇したことを記録しました。^[36]

生態系は、理論的研究、特定の生態系を長期間にわたって監視する研究、生態系間の相違点に注目してその機能の解明、直接的な操作実験など、さまざまなアプローチで研究できます。^[37]研究は、生態系全体の研究からミクロコスモスやメソコスモス（生態系の簡略化された表現）の研究まで、さまざまな規模で実施できます。^[38]アメリカの生態学者スティーブン・R・カーペンターは、ミクロコスモス実験は、生態系規模で行われるフィールド研究と連携して行われない場合、「無関係で、気をそらすもの」になる可能性があると主張しました。そのような場合、ミクロコスモス実験は、生態系レベルのダイナミクスを正確に予測できない可能性があります。^[39]

分類

バイオームは、生態系の一般的なクラスまたはカテゴリです。^[4]^{: 14}ただし、バイオームと生態系の間に明確な区別はありません。^[40]バイオームは常に非常に一般的なレベルで定義されます。生態系は、非常に一般的なレベル（この場合、名前はバイオームの名前と同じになることがあります）から、「湿潤な沿岸針葉樹林」などの非常に具体的なレベルまで、さまざまなレベルで説明できます。

バイオームは、地球規模の気候の変化により変化します。バイオームは多くの場合、その構造によって定義されます。一般的なレベルでは、たとえば熱帯林、温帯草原、北極ツンドラなどです。^[4]^{: 14}バイオームを構成する生態系の種類には、針葉樹林や湿潤熱帯林など、さまざまなサブカテゴリがあります。生態系は、その構造と地理によって分類されるのが最も一般的ですが、人間の影響のレベル（人為的バイオームを参照）、社会プロセスや技術プロセスとの統合、または新規性（新しい生態系など）など、生態系を分類および分類する他の方法もあります。これらの生態系の分類法はそれぞれ、異なる構造的または機能的特性を強調する傾向があります。^[41]これらのどれもが「最良」の分類ではありません。

生態系分類は、生態系の定義の4つの要素、すなわち生物的構成要素、非生物的複合体、それらの間の相互作用、およびそれらが占める物理的空間をすべて考慮した特定の種類の生態学的分類である。^[41]陸生、淡水、海洋の分野では生態学的分類に対するさまざまなアプローチが開発されており、これらのさまざまなアプローチの長所を統合システムに活用するために機能ベースの類型論が提案されている。^[42]

人間と生態系との関わり

人間の活動はほぼすべての生態系において重要な役割を果たしている。人間は生態系の中で存在し活動しているが、その累積的な影響は気候などの外部要因に影響を及ぼすほど大きい。^[4]^{: 14}

生態系の財とサービス

生態系は、人々が依存するさまざまな商品やサービスを提供します。^[43]生態系の商品には、水、食料、燃料、建設資材、薬用植物など、生態系プロセスの「有形の物質的産物」が含まれます。^[44]^{[45]また、}観光やレクリエーション、家畜の種の改良に使用できる野生の植物や動物の遺伝子など、目に見えないものも含まれます。 ^[43]

一方、生態系サービスとは、一般的に「価値のあるものの状態や場所の改善」を指します。 ^[45]これらには、水循環の維持、空気と水の浄化、大気中の酸素の維持、作物の受粉、さらには美しさ、インスピレーション、研究の機会などが含まれます。^[43]生態系からの物質は伝統的に経済的価値のあるものの基礎であると認識されてきましたが、生態系サービスは当然のことと見なされる傾向があります。^[45]

ミレニアム生態系評価は、1000人以上の世界有数の生物学者による国際的な総合評価であり、地球の生態系の状態を分析し、意思決定者向けの要約とガイドラインを提供しています。この報告書では、生態系サービスの主なカテゴリーとして、供給、調整、文化、支援の4つを挙げています。[ ^46]人間の活動が世界の生態系の生物多様性に重大かつ拡大する影響を及ぼし、生態系の回復力と生物生産力の両方を低下させていると結論付けています。この報告書では、自然システムを人類の「生命維持システム」と呼び、不可欠な生態系サービスを提供しています。この評価では24の生態系サービスを測定し、過去50年間で改善が見られたサービスは4つだけで、15は深刻な衰退傾向にあり、5つは不安定な状態にあると結論付けています。^[46]^{: 6–19}

生物多様性及び生態系サービスに関する政府間科学政策プラットフォーム（IPBES）は、生物多様性と生態系サービスの問題に関する科学と政策のインターフェースを改善するために設立された政府間組織です。^[47]^[48]気候変動に関する政府間パネルと同様の役割を果たすことを目的としています。^[49]

生態系サービスは限られており、人間の活動によって脅かされています。^[50]意思決定者に情報を提供するために、多くの生態系サービスには、多くの場合、人為的な代替手段による置き換えのコストに基づいて、経済的価値が割り当てられています。たとえば、生物多様性バンキングを通じて自然に経済的価値を規定するという継続的な課題は、環境、社会的責任、ビジネスチャンス、そして種としての私たちの将来を認識し管理する方法の学際的な変化を促しています。 ^[50]

劣化と衰退

人口と一人当たりの消費が増加するにつれて、生態系に課せられる資源需要と人間のエコロジカル・フットプリントの影響も増大する。天然資源は脆弱で限られている。人為的行為による環境への影響はますます顕著になってきている。すべての生態系の問題には、環境汚染、気候変動、生物多様性の喪失などがある。陸上生態系にとっては、大気汚染、土壌劣化、森林破壊などのさらなる脅威がある。水生生態系にとっては、海洋資源の持続不可能な搾取（例えば乱獲）、海洋汚染、マイクロプラスチック汚染、気候変動による海洋への影響（例えば温暖化や酸性化）、沿岸地域での建築も脅威となる。^[51]

多くの生態系は、土壌の喪失、大気汚染や水質汚染、生息地の断片化、水の転用、火災の抑制、外来種や侵入種などの人間の影響によって劣化しています。^[52]^{: 437}

これらの脅威は、生態系の急激な変化や、生物プロセスの段階的な混乱、生態系の非生物的条件の劣化につながる可能性があります。元の生態系がその定義的な特徴を失うと、崩壊したとみなされます（ IUCNレッドリスト生態系も参照）。^[53]生態系の崩壊は可逆的である可能性があり、この点で種の絶滅とは異なります。^[54]崩壊リスクの定量的評価は、保全状況と傾向の尺度として使用されます。

管理

自然資源管理が単一の種ではなく生態系全体に適用される場合、それは生態系管理と呼ばれます。^[55]生態系管理の定義は豊富ですが、これらの定義の根底にある共通の原則があります。基本的な原則は、生態系による商品とサービスの生産の長期的な持続可能性です。 ^[52]「世代間の持続可能性は、管理の前提条件であり、後付けではありません。」^{[43]生態系管理は、}荒野の保全計画の一部として使用できますが、集中的に管理された生態系でも使用できます^{[43] （たとえば、}農業生態系と自然に近い林業を参照）。

復興と持続可能な開発

統合保全開発プロジェクト（ICDP）は、これまで別々に行われてきたように、開発途上国における保全と人間の生活（持続可能な開発）の問題に同時に対処することを目的としています。 ^[52]^{: 445}

参照

種類

以下の記事は、特定の種類の地域またはゾーンのエコシステムの種類です。

水生生態系
- 淡水生態系
  - 湖沼生態系（静水生態系）
  - 河川生態系（流水生態系）
- 海洋生態系
  - 広大な海洋生態系
- 熱帯塩池の生態系
陸上生態系

状態別にグループ化された生態系

インスタンス

世界の特定地域におけるエコシステムの例:

参考文献

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