ระบบนิเวศแบบปิด

ระบบนิเวศปิดหรือระบบนิเวศแบบจำกัด ( CES ) คือระบบนิเวศที่ไม่ต้องอาศัยการแลกเปลี่ยนสสารกับส่วนใดส่วนหนึ่งภายนอกระบบเพื่อช่วยดำรงชีวิต
คำนี้มักใช้เพื่ออธิบายระบบนิเวศขนาดเล็กที่มนุษย์สร้างขึ้น ระบบดังกล่าวอาจทำหน้าที่เป็นระบบสนับสนุนชีวิตหรือที่อยู่อาศัยในอวกาศได้[ 1 ]
ในระบบนิเวศปิด ผลิตภัณฑ์ของเสียใดๆ ที่ผลิตโดยสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งจะต้องถูกนำไปใช้โดยสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นอย่างน้อยหนึ่งชนิด หากจุดประสงค์คือการดำรงชีวิต เช่นหนูหรือมนุษย์ผลิตภัณฑ์ของเสีย เช่นคาร์บอนไดออกไซด์อุจจาระและปัสสาวะจะต้องถูกเปลี่ยนเป็นออกซิเจนอาหารและน้ำในที่สุด
ระบบเหล่านี้ยังคงต้องอาศัยพลังงานภายนอกอย่างต่อเนื่อง เช่น แสงแดด[ 2 ]
ระบบนิเวศแบบปิดจะต้องมี สิ่งมีชีวิต ที่สร้างอาหารเองได้ อย่างน้อยหนึ่งชนิด แม้ว่า สิ่งมีชีวิต ที่ใช้สารเคมีเป็นแหล่งพลังงานและ สิ่งมีชีวิต ที่ใช้แสงเป็นแหล่งพลังงานจะเป็นไปได้ แต่ระบบนิเวศแบบปิดเกือบทั้งหมดในปัจจุบันนั้นอาศัยสิ่งมีชีวิตที่สร้างอาหารเองได้ เช่นสาหร่าย สี เขียว
ตัวอย่าง
ระบบนิเวศแบบปิดสำหรับทั้งดาวเคราะห์เรียกว่าระบบนิเวศ[ 3 ] [ 4 ]
ระบบนิเวศปิดที่มนุษย์สร้างขึ้นซึ่งสร้างขึ้นเพื่อรองรับชีวิตมนุษย์ ได้แก่Biosphere 2 , MELiSSAและโครงการ BIOS-1, BIOS-2 และ BIOS-3 [ 5 ]อย่างไรก็ตาม ไม่มีระบบนิเวศปิดเทียมใดที่เกี่ยวข้องกับมนุษย์ที่สามารถรองรับชีวิตได้สำเร็จเป็นเวลานาน
สวนขวดและระบบนิเวศตู้ปลาเป็นภาชนะแก้วที่ปิดบางส่วนหรือทั้งหมดซึ่งเป็นระบบนิเวศปิดที่ยั่งยืนด้วยตนเอง สามารถทำหรือซื้อได้ โดยอาจประกอบด้วยกุ้ง ขนาดเล็ก สาหร่ายกรวดเปลือกหอยตกแต่งและกอร์โกเนีย[ 6 ]
จุดอ่อน
ระบบนิเวศแบบปิดมักไม่เสถียรเนื่องจากความหลากหลายทางชีวภาพต่ำ เพราะมีจำนวนชนิดพันธุ์น้อยกว่าระบบนิเวศตามธรรมชาติมาก นอกจากนี้ยังขาดความซ้ำซ้อนที่จะช่วยรักษาเสถียรภาพของวัฏจักรธรรมชาติ ปฏิสัมพันธ์ในห่วงโซ่อาหาร และพลวัตของประชากร เนื่องจากหากจำนวนชนิดพันธุ์ในระบบปิดลดลง อาจนำไปสู่การล่มสลายของระบบได้ เพราะไม่มีสิ่งมีชีวิตอื่นใดสามารถชดเชยได้
กระบวนการทางธรรมชาติ เช่น การกักเก็บคาร์บอนและการผลิตออกซิเจนมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงภายในระบบปิดอย่างมาก ซึ่งอาจนำไปสู่การสะสมหรือการลดลงของก๊าซและสารพิษที่เป็นอันตราย ตัวอย่างเช่น ในไบโอสเฟียร์ 2 ระดับออกซิเจนลดลงในขณะที่จุลินทรีย์ในดินผลิตคาร์บอนไดออกไซด์ในระดับที่สูงขึ้น ส่งผลให้เกิดการแพร่กระจายของสาหร่ายในแหล่งน้ำในอัตราที่สูงขึ้น ส่งผลให้สิ่งมีชีวิต 30% และแมลงผสมเกสรทั้งหมดตายไป[ 7 ]
การมีส่วนร่วมของมนุษย์ในระบบปิดทำให้เกิดจุดอ่อนเพิ่มเติม เนื่องจากการหายใจและการรับประทานอาหารของมนุษย์ต้องรับภาระเพิ่มขึ้น[ 8 ]ข้อจำกัดของสารอาหารรอง ความต้องการทางจิตวิทยา และการผลิตของเสียทำให้เสถียรภาพโดยรวมในระยะยาวของระบบมีความซับซ้อนมากขึ้น
ในนิยาย
ระบบนิเวศแบบปิดมักปรากฏในนิยาย โดยเฉพาะนิยายวิทยาศาสตร์ซึ่งรวมถึงเมืองโดมสถานีอวกาศ และที่อยู่อาศัยบนดาวเคราะห์หรือดาวเคราะห์น้อยต่างดาวที่อยู่อาศัยทรงกระบอก (เช่นทรงกระบอกโอนีล ) ทรงกลมไดสันและอื่นๆ[ 9 ]
ดูเพิ่มเติม
- ชีวมณฑล– ผลรวมของระบบนิเวศทั้งหมดบนโลก
- ระบบสนับสนุนการดำรงชีวิตเชิงนิเวศแบบควบคุม– เทคโนโลยีบนสถานีอวกาศและระบบนิเวศปิด
- การเกษตรในสภาพแวดล้อมควบคุม– แนวทางการปลูกอาหารโดยใช้เทคโนโลยี
- เรือนกระจก IBTS – โครงการผลิตน้ำจืดจากน้ำทะเลของอียิปต์
- นิเวศวิทยา– การศึกษาเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตและสภาพแวดล้อมของสิ่งมีชีวิตเหล่านั้น
- ระบบนิเวศภาค– ระบบนิเวศปิดระดับโลก
- บริการของระบบนิเวศ– ประโยชน์ที่ได้รับจากระบบนิเวศที่สมบูรณ์หน้าเว็บที่แสดงคำอธิบายสั้น ๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง
- อีเดน โปรเจกต์– สถานที่ท่องเที่ยวในคอร์นวอลล์ สหราชอาณาจักร
- MELiSSA – กลุ่มความร่วมมือที่นำโดยองค์การอวกาศยุโรปในการพัฒนาระบบช่วยชีวิตสำหรับภารกิจอวกาศ
- การตั้งถิ่นฐานในอวกาศ– แนวคิดเกี่ยวกับการอยู่อาศัยถาวรของมนุษย์นอกโลก
- สปอม– ระบบสนับสนุนชีวิตสมมุติที่ปิดสนิทด้วยสสาร แต่เปิดกว้างด้วยพลังงาน
- การปรับสภาพดาวเคราะห์– กระบวนการทางวิศวกรรมดาวเคราะห์ในเชิงสมมติฐาน
- ฉางเอ๋อ 4 – ยานลงจอดและยานสำรวจดวงจันทร์ของจีน ปี 2019
- สถานีอวกาศและที่อยู่อาศัยในนิยาย