Paradoks racun makhluk perosak

Paradoks racun makhluk perosak adalah paradoks yang menyatakan bahawa dengan menyembur racun serangga perosak, sebenarnya hanya meningkatkan populasi perosak. Ini berlaku apabila racun perosak mengganggu hubungan dinamik semulajadi pemangsa-mangsa dalam ekosistem. Paradoks hanya boleh berlaku apabila perosak sasaran mempunyai pemangsa semulajadi yang turut sama terjejas oleh racun makhluk perosak.

Model: Persamaan Lotka-Volterra

Untuk menggambarkan Paradoks Racun Makhluk Perosak secara matematik, persamaan Lotka-Volterra, satu set persamaan bukan linear, persamaan pembezaan yang sering digunakan untuk menerangkan interaksi pemangsa-mangsa, boleh diubahsuai untuk mengukur tambahan racun perosak ke dalam interaksi pemangsa-mangsa.

Dua persamaan berikut adalah persamaan asal Lotka-Volterra yang menerangkan kadar perubahan populasi bagi setiap satu terhadap fungsi organisma lain.

Tanpa penggunaan racun

Pembolehubah adalah seperti berikut:
H = populasi mangsa pada sesuatu masa
P = populasi pemangsa (predator) pada sesuatu masa
c = konstan tangkapan
r = kadar pertumbuhan populasi mangsa
a = tenaga yang diambil/digunakan oleh pemangsa dari mangsa untuk menghasilkan pemangsa baharu
m = kadar mortaliti pemangsa



Dengan menetapkan setiap persamaan kepada sifar, dan menganggap populasi yang stabil, graf dua baris (isoclines) boleh dibuat untuk mencari titik keseimbangan, atau titik di mana kedua-dua populasi berinteraksi pada keadaan stabil.

Isoclines bagi persamaan di atas adalah seperti berikut:



Dengan penggunaan racun

Untuk mengambil kira perbezaan dalam populasi dinamik pemangsa dan mangsa yang berlaku dengan aplikasi racun perosak, pembolehubah q ditambah bagi mewakili kadar per kapita di mana kedua-dua spesies dibunuh oleh racun perosak. Persamaan asal Lotka-Volterra berubah seperti berikut:



Persamaan berikut dibuat seperti mana di atas untuk mewakili dua baris dengan persimpangan yang mewakili titik keseimbangan baharu. Isoclines baharu untuk populasi adalah:



Isoclines yang baharu mempunyai keseimbangan baharu dengan nilai H yang lebih tinggi dan nilai P yang lebih rendah. Ini bermakna bahawa bilangan mangsa akan meningkat manakala bilangan pemangsa berkurang. Ini juga bermakna bahawa mangsa, yang biasanya disasarkan oleh racun makhluk perosak itu, sebenarnya yang mendapat manfaat dan bukannya terjejas oleh racun makhluk perosak.


Graf di atas menunjukkan isoclines pemangsa-mangsa sebelum dan selepas aplikasi racun makhluk perosak. Perhatikan bahawa populasi perosak telah meningkat.

Paradoks ini telah didokumenkan secara berulang kali sepanjang sejarah pengurusan perosak. Labah-labah sebagai contohnya, yang menjadikan bena perang sebagai makanan di sawah padi - semburan racun perosak akan membunuh kedua-duanya, menyebabkan kesan pemangsaan akan berkurang dan populasi mangsa (bena perang) akan meningkat. Penggunaan racun yang mempunyai spektrum luas meningkatkan paradoks ini kerana racun tersebut membunuh kedua-dua pemangsa dan mangsa.

Salah satu cara mengurangkan kesan paradoks racun makhluk perosak ialah dengan mengamalkan IPM, pendekatan ekologi untuk kawalan serangga yang mencakupi interaksi antara perosak dan persekitaran mereka. IPM ini juga berfaedah bagi alam sekitar dan kesihatan, kerana ia mengelakkan penggunaan racun kimia.