Lexikon der Geographie: Stabilität
Stabilität, 1) Klimatologie: atmosphärischer Zustand, bei dem der aktuelle vertikale Temperaturgradient in nicht feuchtegesättigter Luft größer als der trockenadiabatische Temperaturgradient (-0,98·10 -2 K/m) ist (das Gegenteil ist Labilität). In diesem Zustand ist ein aufsteigendes Luftquantum immer kälter und ein absinkendes Luftquantum immer wärmer als die Lufttemperatur der Umgebung, sodass das Luftquantum bestrebt ist, in seine Ausgangslage zurückzukehren. Stabilität führt zur Abschwächung der atmosphärischen Turbulenz und der damit verbundenen atmosphärischen Durchmischung (Austausch). Ist der aktuelle vertikale Temperaturgradient >0 K/m, so herrscht eine Inversion vor. Als Maßzahl für feuchtstabile Schichtung dient die Stabilitätsenergie, die für die Höhenschicht zwischen dem Konvektionskondensationsniveau (Kondensationsniveau) und dem darüber liegenden 600-hPa-Niveau (ca. 4 km ü. Gr.) definiert ist und die auf dem Stüve-Diagramm diejenige Fläche darstellt, die von den beiden Höhenniveaus einerseits sowie von der Feuchtadiabate und der Zustandskurve andererseits begrenzt wird. 2) Landschaftsökologie: Begriff kennzeichnet in einer Vielzahl unterschiedlicher Fassungen einen zentralen Problembereich der Ökologie (ökologisches Gleichgewicht). Eine systematische Gliederung des Begriffsfeldes zeigt, dass – in Anlehnung an den physikalischen und mathematischen Sprachgebrauch – damit Eigenschaften gefasst werden, die einerseits Konstanz von Systemzuständen (wozu auch regelmäßige Schwankungen zählen), andererseits Rückkehr in die Ausgangslage nach Auslenkung (Störungen usw.) beinhalten. Entsprechend bedeutet der komplementäre Begriff Instabilität, dass eine gerichtete oder unregelmäßige Veränderung vorliegt bzw. das System nach einer Auslenkung nicht in die Ausgangs- oder Ruhelage zurückkehrt.
Eine Untergliederung der Stabilitätseigenschaften führt zu folgender Typisierung ( Abb. ): Konstanz, Zyklizität, Resistenz, Resilienz (Elastizität) und Persistenz. Konstanz bedeutet das Fehlen einer Veränderung ohne Störfaktor, d.h. eines Einflussfaktors, der nicht zum normalen Energie- und Stoffhaushalt des Systems gehört; Zyklizität kennzeichnet regelmäßige Schwankungen um einen mittleren Systemzustand, die ebenfalls ohne Einwirkung eines Störfaktors auftreten. Resistenz ist das im Wesentlichen Unverändertbleiben trotz Einwirkung eines Störfaktors (Beispiel: Verhalten eines Pflanzenbestandes auf gut gepuffertem Boden gegenüber sauren Niederschlägen). Resilienz (Elastizität) bezeichnet die Fähigkeit eines Systems, nach einer Veränderung infolge des vorübergehenden Einwirkens eines Störfaktors wieder in die Ausgangslage zurückzukehren (Beispiel: Selbstreinigung eines Fließgewässers nach Abwassereinleitung oder Wiederherstellung der Bodenlebewelt nach Einwirkung von Xenobiotika). Persistenz hebt – im Gegensatz zu den vorstehenden dynamischen Kennzeichnungen des Stabilitätsverhaltens – auf eine ganzheitliche Systemcharakterisierung ab, bei der allein entscheidend ist, ob die Population überdauert oder nicht. Kenngrößen der Persistenz können beispielsweise Individuenzahlen insgesamt oder die Zahl der Bäume in einem Savannengebiet sein.
Analog können auch Instabilitätseigenschaften in verschiedene Typen der Veränderung (Trend) gegliedert werden ( Abb. ): Fluktuation und Sukzession. Zeigt ein ökologisches System ohne Einwirkung eines Störfaktors weder Konstanz noch Zyklizität, so bestimmt Instabilität das Bild und es liegt eine der folgenden Eigenschaften vor: endogene Veränderung (Trend) oder exogene Veränderung (Trend).
Kennzeichnungen des Systemverhaltens durch derartige Stabilitäts- oder Instablitätseigenschaften bedürfen stets einer semantischen Präzisierung durch Angabe des Zeitraums (Periodenlänge) und der jeweiligen Systemelemente, für welche die Aussage gilt. Dementsprechend können beispielsweise die auf- oder absteigenden Äste einer zyklischen Entwicklung beim Übergang zu kürzeren Beobachtungsperioden als positiver oder negativer Trend erscheinen; ebenso kann es sinnvoll sein, von partiellen (d.h. nur für ausgewählte Systemelemente geltenden) Stabilitäts- oder Instabilitätseigenschaften zu sprechen.
Im Rahmen theoretisch-ökologischer Betrachtungen, insbesondere der Systemmodellierung, spielt die Unterscheidung lokaler und globaler Stabilitätszustände eine wichtige Rolle. Dabei bedeuten bei diesen visualisierend am Relief einer Landschaft orientierten Kennzeichnungen lokale bzw. globale Stabilität die Tendenz des Systems, nach kleineren bzw. größeren Störungen in die Ausgangslage zurückzukehren. Die mathematische Fassung der globalen Stabilität beinhaltet nichtlineare Formulierungen der Populationsdynamik, während der Begriff der strukturellen Stabilität ausdrückt, dass die der Systembeschreibung zugrunde liegenden Differenzialgleichungssysteme ihre Lösungsmenge kontinuierlich in Abhängigkeit von der Variation der Modellparameter verändern. Bei der Evaluierung der Struktur derartiger Modellsysteme spielen die Lyapunov-Funktionen eine wichtige Rolle. biozönotische Grundprinzipien.
DD/OF
Stabilität: Stabilität: Einteilung ökologischer Stabilitäts- und Instabilitätseigenschaften eines ökologischen Systems aufgrund des Fehlens oder Vorhandenseins eines Störfaktors und des dynamischen Verhaltens der betrachteten Kenngröße.
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