Krachten die de structuur en hulpbronnen van ecosystemen aanzienlijk wijzigen tijdens een afzonderlijke gebeurtenis, worden als ecologische verstoringen beschouwd. Ze zijn vaak dramatisch, zoals wanneer een vulkaan lava spuwt door bergbossen of een tornado die over een prairie raast. In andere gevallen zijn ze subtieler: de stille kruip van een boomdodende schimmel bijvoorbeeld. Hoe destructief ze ook lijken, verstoringen zijn normale omgevingsfactoren in biomen, die grootschalig zijn natuurlijke gemeenschappen - tropische savannes, Arctische toendra en dergelijke - gedefinieerd door verschillende geologische en klimatologische invloeden.
Basisprincipes van ecologische verstoring
•••John Foxx/Stockbyte/Getty Images
Verstoringen zijn fundamenteel in biomen en ecosystemen, vooral omdat ze de successie, de tijdelijke verandering in vegetatiegemeenschappen op een bepaalde plek, beïnvloeden. Het "verstoringsregime" van een ecosysteem is het patroon van verstoring in de tijd, met belangrijke variabelen zoals de frequentie en het terugkeerinterval van de verstoring, evenals de intensiteit en ernst. Die laatste twee zijn niet synoniem, hoewel ze over het algemeen verwant zijn: "Intensiteit" verwijst naar de energie van een storing -- windsnelheid van een storm, warmteafgifte van een brand - terwijl "ernst" de omvang beschrijft van de effecten ervan op de ecosysteem.
Wildvuur
•••Creatas-afbeeldingen/Creatas/Getty Images
Wildvuur is een belangrijke verstoringsfactor in veel biomen, met name bossen, savannes, struikgewas en graslanden. Bliksem is een veelvoorkomende oorzaak, maar dat geldt ook voor menselijk handelen: millennia lang hebben mensen het platteland in brand gestoken om de habitat voor wild of ander wild voedsel en grasland voor begrazing te verbeteren dieren en om land vrij te maken, en antropogene invloed lijkt significant te zijn bij het in stand houden van ecosystemen zoals eiken savannes in de valleien van de Midwest en Pacific Slope van Amerika. Ecosystemen die vaak branden - zoals ponderosa-dennenbossen in de Intermountain West - vaak ervaar lage ernstige "grondbranden" omdat er niet veel tijd is tussen brandwonden om enorme hoeveelheden op te bouwen van brandstof. Andere natuurlijke gemeenschappen ervaren vuur op een veel lagere frequentie maar veel hogere intensiteit. Door de hoge vochtigheid branden tropische regenwouden vaak eeuwenlang niet, maar tijdens een langdurige droogte kan een groot kroonvuur door de dichte vegetatie razen.
Storm
•••Thinkstock-afbeeldingen / Stockbyte / Getty-afbeeldingen
In sommige ecosystemen staan zware stormen naast of boven natuurbranden in termen van ecologische invloed, met catastrofale winden als een van hun meest opvallende kenmerken. Tropische cyclonen zijn gewone, gewelddadige krachten in bepaalde delen van de tropen, subtropen en gematigde breedten. Orkanen in de Atlantische Oceaan en het Caribisch gebied laten bijvoorbeeld regelmatig hun sporen na van de Midden-Amerikaanse jungle tot de maritieme bossen aan de oostkust. Tornado's en stortbuien -- hevige horizontale winden die worden uitgeworpen door grote onweersbuien -- zijn belangrijke verstoringen in gemengde hardhoutbossen van het midden en oosten van de Verenigde Staten, waarbij lokale stukken hout worden platgedrukt en zo een lappendeken van opeenvolgende stadia over de hele regio. Zware stormregens kunnen leiden tot overstromingen - ook een aparte categorie van verstoringen - die zowel planten en dieren kunnen doden als vruchtbare sedimenten kunnen afzetten. Stormvloeden, massale kustoverstromingen veroorzaakt door tropische stormen, kunnen ecosystemen van barrière-eilanden verdrinken of schuren en kustbossen verstikken door het binnendringen van zout water.
Vulkaanuitbarsting
•••Digital Vision./Photodisc/Getty Images
Als bosbranden en stormen sterk door het klimaat beïnvloede verstoringen zijn, zijn vulkaanuitbarstingen gekoppeld aan tektonische onrust en komen ze dus voor in het hele bioomspectrum, van poolijskappen tot tropische bossen. Of het nu gaat om een explosieve ontploffing van een stratovulkaan, een stijgende modderstroom of een langzaam bewegende laag basaltlava, ecosystemen in het directe pad van de uitbarsting hebben de neiging om monumentaal te worden getransformeerd. Niettemin verloopt de primaire successie - de kolonisatie van kale grond door korstmossen en planten - gemakkelijk. Topografische onregelmatigheden kunnen voorkomen dat bepaalde ecosysteempatches worden verstikt door lava. "Kipuka's" zijn bijvoorbeeld eilanden van bos of grasland, geïsoleerd te midden van lavastromen. De naam komt van Hawaï, waar een deel van het minst gewijzigde tropische regenwoud van de archipel tot dergelijke toevluchtsoorden behoort, maar is ook van toepassing op analoge situaties zoals grasland en struikgewas kipukas van Idaho's Craters of the Moon lava bedden. Kustecosystemen ver van een ontluchtende vulkaan kunnen nog steeds worden beïnvloed door tsunami's, enorme golven die soms worden veroorzaakt door uitbarstingen van onderzeeërs of pyroclastische stromen die in de oceaan terechtkomen.