Tại sao hệ sinh thái là một hệ thống sinh học hoàn chỉnh và tương đối ổn định

Không có định nghĩa duy nhất cho những gì cấu thành nên một "hệ sinh thái".[3] Nhà sinh thái học người Đức Ernst-Detlef Schulze cùng các đồng tác giả đã xác định một hệ sinh thái là một khu vực "đồng nhất về sản lượng sinh học, và bao gồm cả các dòng (có thể là vật chất, năng lượng) bên trên và bên dưới mặt đất của khu vực đang xét". Họ thắng thắn phủ định việc coi toàn bộ các lưu vực sông của Gene Likens là một hệ sinh thái đơn lẻ, do chúng có "ranh giới quá rộng", và một khu vực rộng như vậy thì không thể đồng nhất nếu theo định nghĩa trên.[11] Các tác giả khác lại gợi ý rằng một hệ sinh thái có thể gồm một khu vực lớn hơn nhiều, thậm chí là toàn bộ hành tinh.[7] Schulze và các đồng tác giả cũng phủ định ý tưởng cho rằng một khúc gỗ mục có thể được nghiên cứu như một hệ sinh thái vì tương quan kích thước của dòng trao đổi chất giữa khúc gỗ và môi trường xung quanh là quá lớn so với dòng trao đổi chất trong chính khúc gỗ.[11] Nhà khoa học Mark Sagoff cho rằng việc thất bại trong việc xác định "loại đối tượng mà nó nghiên cứu" là một trở ngại cho sự phát triển của lý thuyết "hệ sinh thái" trong sinh thái học.[3]

Hệ sinh thái có thể được nghiên cứu theo nhiều cách khác nhau. Chúng có thể là các nghiên cứu lý thuyết hoặc các nghiên cứu thực địa như theo dõi các hệ sinh thái cụ thể trong một thời gian dài hoặc xem xét sự khác biệt giữa các hệ sinh thái để hiểu rõ hơn cách chúng vận hành. Một số thí nghiệm thực địa có thể điều chỉnh trực tiếp lên hệ sinh thái.[12] Các nghiên cứu có thể được thực hiện ở nhiều quy mô khác nhau, từ các nghiên cứu toàn bộ hệ sinh thái cho đến chỉ nghiên cứu các mô hình thu nhỏ hay vi hệ sinh thái (tức là các đại diện đơn giản của các hệ sinh thái).[13] Nhà sinh thái học người Mỹ Stephen R. Carpenter đã lập luận rằng các thí nghiệm trên mô hình thu nhỏ có thể là "không liên quan và nhiều dị biệt" nếu chúng không được thực hiện kết hợp với các nghiên cứu thực địa ở quy mô hệ sinh thái. Các thí nghiệm mô hình thu nhỏ thường không dự đoán chính xác động học ở quy mô hệ sinh thái.[14]

Dự án Nghiên cứu Hệ sinh thái suối Hubbard được bắt đầu vào năm 1963 nhằm nghiên cứu dãy núi White ở New Hampshire. Đây là nỗ lực đầu tiên thành công trong việc nghiên cứu toàn bộ lưu vực sông với tư cách là một hệ sinh thái. Sử dụng dòng chảy hóa học như một phương tiện theo dõi các đặc tính của hệ sinh thái, họ đã phát triển một mô hình sinh hóa chi tiết cho hệ sinh thái.[15] Nghiên cứu dài hạn tại thực địa đã dẫn đến việc phát hiện ra mưa acid ở Bắc Mỹ vào năm 1972. Các nhà nghiên cứu đã ghi lại sự suy giảm các cation đất (đặc biệt là calci) trong vài thập kỷ tới.[16]

Các khái niệm liên quanSửa đổi

Hệ sinh thái trên cạn (tìm thấy trên đất liền) và các hệ sinh thái thủy sinh (được tìm thấy trong nước) là các khái niệm liên quan đến hệ sinh thái. Hệ sinh thái thủy sinh được chia thành hệ sinh thái nước mặn và hệ sinh thái nước ngọt.