Werken met patronen is een van de centrale concepten in permacultuur. Daarbij gaan we uit van natuurlijke patronen en vervangen zo veel mogelijk “niet-nuttige” elementen door vergelijkbare elementen die (meer) nut opleveren voor de mensen in het betreffende ecosysteem.

Zelforganisatie

Zelforganisatie is het proces waarbij in een chaotisch systeem spontaan structuren ontstaan. Bij elk chaotisch systeem waar een kracht aan toegevoegd wordt, bijvoorbeeld straling van licht of geluid, ontstaat er in grotere of kleinere mate een zelforganisatie.Deze structuren kunnen een steeds complexere vorm aannemen. Het ontstaan van structuren op kwantum-, atomair en moleculair niveau wordt mogelijk gemaakt door de werking van de natuurwetten. - nl.wikipedia.org

Een paar dingen vallen hierbij op. Zelforganisatie is onvermijdelijk. Zelforganisatie treedt op door interactie tussen elementen wanneer ze bij elkaar in de buurt komen. Zelforganisatie is recursief, dat wil zeggen de structuren die door zelforganisatie ontstaan zijn zelf ook weer elementen die zich ook weer spontaan tot structuren organiseren. Elementen zijn structuren die ontstaan uit de zelforganisatie van uit de interactie van kleinere elementen.

Voorwaarden scheppen

Een belangrijk kenmerk van zelforganisatie is dat niemand doelbewust structuren in een systeem aanbrengt. Iemand kan natuurlijk wel voor de voorwaarden zorgen waardoor zelforganisatie kan plaatsvinden.-nl.wikipedia.org

Een ander concept in permacultuur ontwerp is het scheppen van voorwaarden waardoor zelforganisatie kan plaatsvinden. Daarbij speelt de plaatsing van elementen een belangrijke rol, naast het ingrijpen in de fysieke vorm van een locatie door middel van grondwerken en het aanbrengen van harde landschapselementen. Ook kan een ontwerper bewust (wind, water, zon) energie toevoegen of juist tegenhouden om zelforganisatie te manipuleren.

Nuttige(r) opbrengst

Specifieke eigenschappen van de elementen bepalen het resultaat van de zelforganisatie en leveren herkenbare en herhaalbare patronen op. De gedachte (theorie) achter permacultuur ontwerp is dat elementen in patronen vervangbaar zijn door elementen met vergelijkbare eigenschappen zonder de veerkracht van die patronen te verstoren.

Hoewel er vanuit traditionele overlevering veel anekdotische aanwijzingen zijn dat dit werkt, is er nog weinig wetenschappelijk onderzoek bekend op dit gebied.

Biodiversiteit

Permacultuur, zelforganisatie en biodiversiteit lijken hand in hand te gaan. Op locaties waar zelforganisatie plaatsvindt, neemt de biodiversiteit toe. Dit is mogelijk een onvermijdelijk en spontaan effect van zelforganisatie. Biodiversiteit volgt het ontstaan van niches -functies- in ecosystemen. Door de structuren -patronen- als gevolg van zelforganisatie ontstaan steeds nieuwe functies die vervuld worden door nieuwe innovatieve (organische) elementen. Organismen passen zich aan om die nieuwe functies in te vullen. Toename van biodiversiteit in zelforganiserende systemen lijkt dus ook onvermijdelijk.

Veerkracht

Nog een permacultuur ontwerp principe is dat verschillende elementen worden ingezet voor het vervullen van een functie en dat elk element meerdere functies vervuld. Meer biodiversiteit leidt onvermijdelijk tot meer veerkracht en omgekeerd leidt minder biodiversiteit tot minder veerkracht. Het financiële (virtual) “schaalvoordeel” van grootschalige monocultuur gaat ten koste van de veerkracht en de duurzaamheid van de functionele opbrengst, zoals voeding en andere fysiek (real world) nuttige producten en ecosysteem-diensten.

Mechanismen van zelforganisatie

Zelforganisatie kan ontstaan door de inwerking van energie op materie. Bijvoorbeeld zwaartekracht werkt in op ballen of appels, waardoor deze zich zullen verzamelen op de bodem (van een bak of iets dergelijks). Of geluidstrillingen die inwerken op zandkorrels.

Zelforganisatie volgt vaak wiskundige reeksen zoals Fibonaci, gulden snede en harmonieuze reeksen.

Zelforganisatie komt ook voor in cellulaire automata (CA), elementen die aan de hand van het waarnemen van hun buurcellen (informatie) en eenvoudige interne regels voor de eigen toestand, komen tot complex gedrag. Conway’s Game of Life is een voorbeeld. CA’s worden met succes gebruikt als verklarend model voor allerlei fenomenen in de natuur, bijvoorbeeld in hydrodynamica, groeipatronen in kristallen en slakkenhuizen.