Sistemi Ambientali

Riporto nel seguito alcune definizioni del termine ecosistema (ecosystem).

The term ecosystem was first introduced by Tansley and refers to a spatially explicit unit of Earth that includes all the organisms, along with all components of the abiotic environment within its boundaries.

Traduzione. Il termine ecosistema fu introdotto per la prima volta da Tansley e si riferisce a una porzione di spazio del Pianeta Terra compresi tutti gli organismi e le componenti abiotiche che ricadono dentro i suoi confini.

Turner, G. M., Gardner, R.H., O’Neill R.V., Landscape ecology in theory and practice: pattern and process. Springer-Verlag 2001, ISBN 0-387-95123-7.

Any entity or natural unit that includes living and non-living parts interacting to produce a stable system in which the exchange of materials between the living and non-living parts follows circular paths is an ecological system or ecosystem. The ecosystem is the largest functional unit in ecology, since it includes both organisms (biotic communities) and abiotic environment, each influencing the properties of the other and both necessary for maintenance of life as we have it on the earth. A lake is an example of an ecosystem.

Traduzione. Ogni entità o unità naturale che include parti viventi e non viventi interagenti tra loro per produrre un sistema stabile in cui lo scambio di materiali tra parti viventi e non viventi segue percorsi circolari è un sistema ecologico o ecosistema. L’ecosistema è l’unità funzionale più grande in ecologia dal momento che essa include sia gli organismi (le comunità biotiche) sia l’ambiente abiotico, ciascuno influenzante le proprietà dell’altro ed entrambi necessari per il mantenimento della vita così come noi l’abbiamo sulla terra. Un lago è un esempio di ecosistema.

Odum E.P., Fundamental of Ecology. W.B. Saunders 1953.

The word ecosystem is a short expression for ecological system. To some people, ecological system has become a synonym for environmental system. Other use the word ecosystem only for those system of nature that generally do not include humans. … An organized system of land, water, mineral cycles, living organisms, and their programmatic behavioral control mechanisms is called an ecosystem.

Traduzione. Il termine ecosistema è la forma contratta di sistema ecologico. Per alcune persone sistema ecologico è diventato sinonimo di sistema ambientale. Altri usano il termine ecosistema solo per quei sistemi naturali che non includono gli esseri umani. … Un sistema organizzato di terre, acque, cicli minerali, organismi viventi e i loro meccanismi di controllo comportamentale è detto ecosistema.

Odum, H.T., Systems Ecology: an introduction. Wiley Interscience 1983, ISBN 0-471-65277-6.

An ecosystem is the interacting assemblage of living things and their non-living environment. … We human beings are integral, interacting components of ecosystems at every level, and in order to deal adequately with these systems, we have to recognize that simple fact. In most situations, even at the level of the biosphere, we may be an overriding, controlling component, but we are a component nonetheless.

Traduzione. Un ecosistema è la composizione interattiva di esseri viventi e del loro ambiente non vivente. … Noi esseri umani siamo componenti integrali degli ecosistemi ad ogni livello, e al fine di trattare adeguatamente tali sistemi, dobbiamo riconoscere questa verità. In molte situazioni, anche a livello di biosfera, noi possiamo essere una componente principale di controllo, ma comunque solo una componente.

Lyle, J.T., Design for human ecosystems: landscape, land use, and natural resources. Island Press 1999, ISBN 1-559-63720-X.

Today, therefore, a mature land ecosystem is a grand coalition that involves bacteria, archaea, plants, animals and fungi all working in concert to find, fix and recycle nutrients and carbon. … In summary, the remarkably productive ecosystems we see on land today were formed through symbiosis and are supported by recycling.

Traduzione. Oggi, quindi, un ecosistema terrestre maturo è una grande coalizione di batteri, archaea, piante, animali e funghi, tutti cooperanti insieme per trovare, fissare e riciclare nutrienti e carbonio. … Per riassumere, gli ecosistemi altamente produttivi che vediamo oggi sulle terre emerse si formarono per interazioni simbiotiche e sono supportati dal riciclo.

Lenton T., Watson A., Revolutions that made the Earth. Oxford University Press 2011, ISBN 978-0-19-958704-9.

Dalle definizioni precedenti, rileviamo che il termine ecosistema presenta una definizione base condivisa da tutti e un’estensione che può essere o meno condivisa, a seconda degli scopi che ciascuno si prefigge di indagare.

In particolare, la parte di definizione di ecosistema condivisa da tutti prevede quattro elementi:

una porzione ben delimitata di superficie (volume) planetaria,
tutti gli organismi viventi in tale porzione di superficie (volume) planetaria, vuoi terrestre, vuoi acquatica,
tutte le componenti ambientali abiotiche presenti in tale porzione di superficie (volume) planetaria,
tutte le interazioni tra componenti ambientali abiotiche, tra componenti ambientali abiotiche e organismi e tra organismi e organismi.

L’estensione riguarda il fatto che mentre alcuni includono la specie Homo sapiens tra gli organismi viventi che costituiscono un ecosistema, altri preferiscono escludere tale specie e riservano il termine ecosistema ai soli sistemi naturali in assenza dell’uomo.

Ecco allora che chi include la specie umana tra gli organismi viventi che compongono un ecosistema può fare a meno di usare il termine antroposistema.

Quanti, invece, usano il termine ecosistema per indicare in modo esclusivo un sistema ambientale senza presenza umana, ovvero al più con la presenza umana limitata a gruppi primitivi di raccoglitori, pescatori e cacciatori (RPC), sono tenuti a usare i termini ecosistema e antroposistema.

Nel presente post e nei successivi, ho ritenuto utile e necessario distinguere tra sistema ambientale con la presenza dell’uomo RCP e con la presenza dell’uomo più progredito dell’uomo RCP, e pertanto ho introdotto il termine antroposistema per indicare un sistema ambientale con l’elemento umano che va oltre la presenza di gruppi primitivi di raccoglitori, pescatori e cacciatori (RPC).

Inoltre, per non dimenticare mai che in ogni sistema ambientale esiste sempre la dimensione temporale, per analizzare o predire il cambiamento delle proprietà del sistema ambientale, ho incluso esplicitamente il tempo tra gli elementi che definiscono un sistema ambientale.

Sistema Ambientale (Environmental System)

Ogni sistema composto da cinque elementi:

un territorio ovvero una porzione di volume planetario sia terrestre, sia acquatico;
tutti gli organismi viventi eventualmente presenti su tale porzione di superficie (volume), ivi incluso l’uomo;
tutti i fattori abiotici presenti su tale porzione di superficie (volume) ivi incluse le infrastrutture, le strutture e gli altri prodotti delle attività umane;
tutte le relazioni tra fattori biotici, tra fattori biotici e abiotici, e tra fattori abiotici, senza nessun vincolo sui flussi di materia;
il tempo del sistema ambientale, che inizia dalla formazione del sistema ambientale e termina con la distruzione del sistema ambientale; serve per studiare il profilo dinamico del sistema ambientale.

Ecosistema
(Ecosystem)

Ogni sistema ambientale dove l’impatto umano non va oltre il prelievo di cibo nella misura attuata da gruppi primitivi di raccoglitori, pescatori e cacciatori (RPC), gruppi di uomini oggi in pratica estinti.

Antroposistema
(Anthroposystem)

Ogni sistema ambientale dove l’impatto umano va oltre il prelievo di cibo nella misura attuata da gruppi primitivi di raccoglitori, pescatori e cacciatori (RPC).

Gli antroposistemi e gli ecosistemi sono sistemi ambientali; tali sistemi si differenziano in base al criterio della presenza umana: dove l’impatto umano si limita all’impatto uomo RPC si ha un ecosistema, dove l’impatto umano va oltre la soglia anzidetta si ha un antroposistema.

Quali sono le relazioni tra ecosistemi e antroposistemi?

In termini di algebra degli insiemi possiamo dire che:

l’intersezione tra antroposistemi ed ecosistemi è l’insieme vuoto;
l’unione di tutti gli ecosistemi e di tutti gli antroposistemi è l’ecosfera ovvero, in termini dinamici, Gaia;
l’insieme di tutti gli ecosistemi è chiamato Cerere;
Cerere è un sottoinsieme di Gaia;
l’insieme di tutti gli antroposistemi è chiamato Prometeo;
Prometeo è un sottoinsieme di Gaia;
l’unione di uno o più ecosistemi con uno o più antroposistemi genera un paesaggio (Landscape o Seascape).

Per ridurre la distanza tra ecosistemi e antroposistemi teorici e reali, introduciamo i concetti di layers antroposistemici all’interno di ecosistemi e layers ecosistemici all’interno di antroposistemi.

All’interno di un ecosistema può essere definito un layer antroposistemico;

all’interno di un antroposistema può essere definito un layer ecosistemico.

I layers antroposistemici sono punti d’appoggio per l’uomo all’interno di ecosistemi.

Per esempio: rifugi all’interno di foreste, casere all’interno di praterie, bivacchi in alta montagna, casoni all’interno di lagune e le stradine di sassi o di terra, o i canali in caso di casoni in mezzo a lagune, per arrivare a tali punti.

I layers ecosistemici sono punti d’appoggio per gli organismi viventi diversi dall’uomo all’interno di antroposistemi.

Per esempio: suoli dotati di sostanza organica, siepi, boschetti, fossi o stagni in agrosistemi, suoli dotati di sostanza organica, alberate, giardini, parchi, canali o fontane in aree urbane.

Se in un ecosistema o in un antroposistema viene a mancare la presenza di organismi viventi, il sistema non è più un ecosistema o un antroposistema ma è da considerarsi un sistema ambientale senza elementi biotici e relazioni connesse.

Dalle definizioni riportate nella sezione precedente, segue che Gaia può essere definita come un mosaico tappezzante la superficie terrestre le cui tessere sono ecosistemi e antroposistemi.

Si ponga infine attenzione al fatto che, fino a poco tempo fa, c’erano due modi generali di considerare gli ecosistemi:

come sistemi ambientali in cui gli organismi viventi non alterano l’ambiente in cui vivono e si limitano ad adattarsi ad esso;
come sistemi ambientali in cui gli organismi viventi e l’ambiente in cui vivono (le matrici di Gaia: suoli, acque interne ed esterne alle terre emerse, aria) interagiscono tra loro, influenzandosi e modellandosi a vicenda.

Questo secondo modo è il modo gaiano di intendere gli ecosistemi: l’ambiente è il prodotto degli organismi viventi e, viceversa, gli organismi viventi sono il prodotto dell’ambiente. (Lovelock J., Gaia. Medicine for an ailing planet. Gaia Books 2005, ISBN 1-856-75231-3).

A riprova di questa verità, riflettiamo sui seguenti fatti: l’aria che respiriamo è costituita al 99% di ossigeno e azoto, gas prodotti quasi totalmente dagli organismi viventi; senza acqua allo stato liquido non ci può essere vita e senza vita non ci può essere acqua allo stato liquido; i suoli sono prodotti dagli organismi viventi, senza organismi viventi non ci sarebbero suoli; quasi tutte le rocce sedimentarie, dalla nascita di Gaia in poi, sono state processate in qualche modo dagli organismi viventi.

Oggi non ci sono più dubbi sul modo di considerare gli ecosistemi così come non ci sono più dubbi che evoluzione è sempre coevoluzione.