mappa concettuale ecosistemi

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Un ecosistema è l'insieme degli organismi viventi di un ambiente e dei fattori fisici con cui interagiscono, come clima, suolo e acqua. In questa risorsa vengono illustrati i componenti biotici e abiotici, le catene e le reti alimentari, il flusso di energia tra i livelli trofici, i cicli biogeochimici e le principali tipologie di ecosistemi terrestri e acquatici, con attenzione anche alle alterazioni causate dalle attività umane.

Componenti biotici e abiotici
Ogni ecosistema combina componenti biotiche, cioè gli organismi viventi, e componenti abiotiche, cioè i fattori fisici e chimici dell'ambiente. I produttori, come piante e alghe, trasformano l'energia solare in materia organica mediante la fotosintesi; i consumatori si nutrono di altri organismi e si distinguono in erbivori, carnivori e onnivori; i decompositori, soprattutto funghi e batteri, scompongono la materia organica morta restituendo i nutrienti al suolo. Tra i fattori abiotici figurano luce, temperatura, acqua, suolo e composizione chimica dell'ambiente. Le due componenti interagiscono continuamente: un cambiamento abiotico, come una siccità prolungata, modifica la composizione delle specie, e le specie stesse modificano a loro volta l'ambiente.

Flusso di energia e livelli trofici
L'energia entra negli ecosistemi principalmente come luce solare e viene convertita in energia chimica dai produttori. Passando da un livello trofico al successivo, una grande parte dell'energia si perde come calore dovuto alla respirazione e ai processi metabolici: per questo si parla convenzionalmente di una efficienza di trasferimento di circa il 10%, anche se il valore reale varia molto tra ecosistemi e specie. Ne deriva che i consumatori di ordine superiore sono meno numerosi e meno abbondanti in biomassa rispetto ai produttori, come mostrano le piramidi ecologiche. Poiché l'energia fluisce in una sola direzione, l'ecosistema dipende da un apporto continuo di energia solare, mentre la materia viene riciclata senza esaurirsi.

Cicli biogeochimici
A differenza dell'energia, la materia circola negli ecosistemi in cicli chiusi detti cicli biogeochimici. Nel ciclo del carbonio la fotosintesi assorbe anidride carbonica dall'atmosfera e la respirazione e la decomposizione la restituiscono; una parte del carbonio resta tuttavia immobilizzata per lunghi periodi nei combustibili fossili. Nel ciclo dell'azoto batteri specializzati fissano l'azoto atmosferico, reso disponibile alle piante sotto forma di ammonio e nitrati, mentre altri batteri lo riportano in atmosfera con la denitrificazione. Il ciclo dell'acqua collega oceani, atmosfera e continenti attraverso evaporazione, condensazione e precipitazioni. Il fosforo, privo di una fase gassosa rilevante, circola soprattutto tra rocce, suolo e organismi.

Equilibrio, biodiversità e impatti umani
Gli ecosistemi tendono a mantenersi in un equilibrio dinamico: le popolazioni si autoregolano attraverso meccanismi di retroazione, come l'aumento dei predatori quando crescono le prede. La biodiversità contribuisce a questa stabilità, perché comunità ricche di specie offrono maggiore ridondanza funzionale e reagiscono meglio ai disturbi. Le attività umane possono alterare l'equilibrio in diversi modi: inquinamento, deforestazione, introduzione di specie invasive, sovrasfruttamento delle risorse e cambiamento climatico riducono gli habitat e semplificano le reti trofiche. Le conseguenze non sono sempre immediate: un ecosistema può apparentemente reggere per anni e poi collassare rapidamente quando superata una soglia critica, rendendo difficile il ripristino delle condizioni originarie.