Биологическая целостность связана с тем, насколько «нетронутой» является окружающая среда и ее функция относительно потенциального или изначального состояния экосистемы до того, как были внесены изменения человеком. Биологическая целостность основана на предположении, что снижение значений функций экосистемы в первую очередь вызвано деятельностью человека или изменениями. Чем больше изменяется окружающая среда и ее изначальные процессы, тем меньше биологической целостности она сохраняет для сообщества в целом. Если бы эти процессы со временем менялись естественным образом, без влияния человека, целостность экосистемы осталась бы нетронутой. Целостность экосистемы в значительной степени зависит от процессов, которые происходят в ней, поскольку они определяют, какие организмы могут обитать в данной области, и сложность их взаимодействия. Большинство приложений понятия биологической целостности касались водной среды, но были попытки применить эту концепцию к наземной среде. [1] Определение первозданного состояния экосистемы теоретически научно обосновано, но решение о том, какое из множества возможных состояний или условий экосистемы является подходящей или желательной целью, является политическим или стратегическим решением и обычно находится в центре политических и политических разногласий. [2] Здоровье экосистемы — это связанное понятие, но оно отличается от биологической целостности тем, что «желаемое состояние» экосистемы или окружающей среды явно основано на ценностях или приоритетах общества. [3]
Концепция биологической целостности впервые появилась в поправках 1972 года к Федеральному закону США о контроле за загрязнением воды, также известному как Закон о чистой воде . [4] Агентство по охране окружающей среды США (EPA) использовало этот термин как способ оценки стандартов, которым должна соответствовать вода , но его лексика спровоцировала многолетние дебаты о последствиях не только значения биологической целостности, но и о том, как ее можно измерить . EPA спонсировало первую конференцию по этому термину в марте 1975 года. Конференция, названная «Целостность воды», предоставила первое принятое определение биологической целостности. [5] В 1981 году EPA собрало группу экспертов из Службы охраны рыбных ресурсов и диких животных США , академических кругов и своих собственных сотрудников для дальнейшего уточнения определения и определения ключевых показателей для количественного измерения биологической целостности. Конференция не только определила определение, но и методы оценки сообщества, и они установили, что для определения состояния окружающей среды следует использовать несколько участков. [6]
Сегодня общепринятым определением является «способность поддерживать и сохранять сбалансированное, интегрированное, адаптивное сообщество организмов, имеющих видовой состав, разнообразие и функциональную организацию, сопоставимые с таковыми в естественной среде обитания региона». [7] Это определение было адаптировано из доклада Дэвида Фрея, представленного на конференции «Целостность воды» 1975 года. [5] : 127–140 Последствия этого определения заключаются в том, что живые системы имеют различные масштабы, относительно которых они существуют, что можно количественно оценить части, которые поддерживают или способствуют функционированию системы, и что все системы должны рассматриваться в контексте их среды обитания и эволюционной истории. Этот термин в первую очередь относится к водной среде, поскольку словарь получен из Закона о чистой воде, но концепции могут быть применены к другим экосистемам.
Для количественной оценки и анализа биологической целостности системы Джеймс Карр в 1981 году сформулировал индекс биологической целостности (IBI). [8] [9] В этом индексе базовая биологическая целостность (ее функция до воздействия человека) и текущие функции экосистемы сравниваются друг с другом, чтобы оценить, насколько сохранилась функция экосистемы. IBI оценивает экосистему, используя биологические обследования и сравнивая видовое богатство , индикаторные таксоны , гибриды и инвазивные виды . IBI используются в основном для оценки водных экосистем, хотя эта концепция применима к измерению биологической целостности в любой естественной экосистеме.
