a energia e o carbono entram nos ecossistemas através da fotossíntese, são incorporados nos tecidos vivos, transferidos para outros organismos que se alimentam da matéria vegetal viva e morta, e eventualmente libertados através da respiração.o carbono e a energia incorporados nos tecidos vegetais (produção primária líquida) são consumidos pelos animais enquanto a planta está viva, ou permanecem intactos quando o tecido vegetal morre e se torna detrito. Nos ecossistemas terrestres, cerca de 90% da produção primária líquida acaba sendo decomposta por decompositores. O restante é consumido pelos animais enquanto ainda está vivo e entra no sistema trófico baseado em plantas, ou é consumido depois de ter morrido, e entra no sistema trófico baseado em detrito.nos sistemas aquáticos, a proporção de biomassa vegetal consumida pelos herbívoros é muito elevada. higher.In sistemas tróficos organismos fotossintéticos são os principais produtores. Os organismos que consomem seus tecidos são chamados consumidores primários ou produtores secundários—herbívoros. Organismos que se alimentam de micróbios (bactérias e fungos) são denominados microbívoros. Os animais que se alimentam de consumidores primários-carnívoros-são consumidores secundários. Cada um deles constitui um nível trófico.

A sequência de consumo—da planta ao herbívoro, ao carnívoro-forma uma cadeia alimentar. Os sistemas reais são muito mais complexos do que isso—os organismos geralmente se alimentam de mais de uma forma de alimento, e podem se alimentar em mais de um nível trófico. Carnívoros podem capturar algumas presas que fazem parte de um sistema trófico baseado em plantas e outras que fazem parte de um sistema trófico baseado em detritos (uma ave que se alimenta tanto de gafanhotos herbívoros como de minhocas, que consomem detritos). Os sistemas reais, com todas estas complexidades, formam teias alimentares em vez de cadeias alimentares. A cadeia alimentar geralmente consiste em cinco níveis de consumo que são produtores, consumidores primários, consumidores secundários, consumidores terciários, e decompositores.

decomposição

estágios de Decomposição

O carbono e nutrientes em matéria orgânica morta são discriminadas por um grupo de processos conhecido como decomposição. Isto liberta nutrientes que podem ser reutilizados para a produção vegetal e microbiana e devolve dióxido de carbono para a atmosfera (ou água), onde pode ser usado para fotossíntese. Na ausência de decomposição, a matéria orgânica morta se acumularia em um ecossistema, e nutrientes e dióxido de carbono atmosférico seriam esgotados. Aproximadamente 90% da produção primária líquida terrestre vai diretamente da planta para a decomposição.os processos de decomposição podem ser separados em três categorias—lixiviação, fragmentação e alteração química de material morto. À medida que a água se move através da matéria orgânica morta, ela se dissolve e carrega com ela os componentes solúveis em água. Estes são então absorvidos por organismos no solo, reagem com o solo mineral, ou são transportados para além dos limites do ecossistema (e são considerados perdidos para ele). As folhas recém-libertadas e os animais recém-mortos apresentam elevadas concentrações de componentes hidrossolúveis e incluem açúcares, aminoácidos e nutrientes minerais. A lixiviação é mais importante em ambientes húmidos e muito menos importante em ambientes secos.os processos de fragmentação quebram o material orgânico em pedaços menores, expondo novas superfícies para colonização por micróbios. A lixeira de folhas recém-vertidas pode ser inacessível devido a uma camada exterior de cutícula ou casca, e o conteúdo das células é protegido por uma parede celular. Animais recém-mortos podem ser cobertos por um exoesqueleto. Os processos de fragmentação, que rompem estas camadas protectoras, aceleram a taxa de decomposição microbiana. Os animais fragmentam detritos enquanto caçam por comida, assim como a passagem pelo intestino. Os ciclos de degelo e de humidade e secagem fragmentam também o material morto.a alteração química da matéria orgânica morta é obtida principalmente através de Acção bacteriana e fúngica. Hifas fúngicas produzem enzimas que podem romper as estruturas externas resistentes ao redor de material vegetal morto. Também produzem enzimas que decompõem a lignina, o que lhes permite aceder tanto ao conteúdo celular como ao azoto na lignina. Os fungos podem transferir carbono e nitrogênio através de suas redes hifais e, portanto, ao contrário das bactérias, não são dependentes apenas dos recursos disponíveis localmente.as taxas de decomposição variam entre os ecossistemas. A taxa de decomposição é regida por três conjuntos de fatores—o ambiente físico (temperatura, umidade e propriedades do solo), a quantidade e qualidade do material morto disponível para decompositores, e a natureza da própria comunidade microbiana. A temperatura controla a taxa de respiração microbiana; quanto maior a temperatura, mais rápida a decomposição microbiana ocorre. Também afeta a umidade do solo, que retarda o crescimento microbiano e reduz a lixiviação. Ciclos de congelamento-degelo também afetam a decomposição – temperaturas de congelamento matam microorganismos do solo, o que permite que a lixiviação desempenhe um papel mais importante na movimentação de nutrientes ao redor. Isto pode ser especialmente importante à medida que o solo descongela na primavera, criando um pulso de nutrientes que se tornam disponíveis.as taxas de decomposição são baixas em condições muito úmidas ou muito secas. As taxas de decomposição são mais elevadas em condições úmidas e úmidas, com níveis adequados de oxigénio. Os solos húmidos tendem a tornar-se deficientes em oxigénio (isto é especialmente verdadeiro nas zonas húmidas), o que retarda o crescimento microbiano. Em solos secos, a decomposição também abranda, mas as bactérias continuam a crescer (embora a uma taxa mais lenta) mesmo depois de os solos se tornarem demasiado secos para suportar o crescimento da planta.

ciclo de nutrientes

Biológica de nitrogênio de bicicleta

Ecossistemas continuamente troca de energia e de carbono com o ambiente mais amplo. Os nutrientes minerais, por outro lado, são principalmente ciclados entre plantas, animais, micróbios e o solo. A maioria do Nitrogênio entra nos ecossistemas através da fixação biológica do nitrogênio, é depositado através da precipitação, poeira, gases ou é aplicado como fertilizante.dado que a maioria dos ecossistemas terrestres são limitados pelo azoto, o ciclo do azoto é um importante controlo da produção dos ecossistemas.até aos tempos modernos, a fixação do azoto era a principal fonte de azoto para os ecossistemas. Bactérias fixadoras de nitrogênio ou vivem simbioticamente com plantas ou vivem livremente no solo. O custo energético é elevado para as plantas que suportam simbiontes fixadores de azoto-até 25% da produção primária bruta quando medida em condições controladas. Muitos membros da família das leguminosas suportam simbiontes fixadores de azoto. Algumas cianobactérias também são capazes de fixação de nitrogênio. Estes são fototróficos, que realizam fotossíntese. Como outras bactérias fixadoras de nitrogênio, elas podem ser livres ou ter relações simbióticas com plantas. Outras fontes de nitrogênio incluem a deposição ácida produzida através da combustão de combustíveis fósseis, gás amônia que evapora de campos agrícolas que tiveram fertilizantes aplicados a eles, e poeira. As entradas antropogénicas de azoto representam cerca de 80% de todos os fluxos de Azoto nos ecossistemas.quando os tecidos vegetais são derramados ou consumidos, o azoto desses tecidos torna-se disponível para animais e micróbios. A decomposição microbiana libera compostos de nitrogênio de matéria orgânica morta no solo, onde plantas, fungos e bactérias competem por ela. Algumas bactérias do solo usam compostos orgânicos contendo nitrogênio como fonte de carbono, e liberam íons de amônio no solo. Este processo é conhecido como mineralização de nitrogênio. Outros convertem amônio em nitrito e íons nitrato, um processo conhecido como nitrificação. O óxido nítrico e o óxido nitroso também são produzidos durante a nitrificação. Sob condições ricas em nitrogênio e oxigênio, nitratos e nitritos são convertidos em gás nitrogênio, um processo conhecido como desnitrificação.outros nutrientes importantes incluem fósforo, enxofre, cálcio, potássio, magnésio e manganês. O fósforo entra nos ecossistemas através da meteorização. À medida que os ecossistemas envelhecem, esta oferta diminui, tornando a limitação do fósforo mais comum em paisagens mais antigas (especialmente nos trópicos). Cálcio e enxofre também são produzidos por meteorização, mas a deposição de ácido é uma importante fonte de enxofre em muitos ecossistemas. Embora o magnésio e o manganês sejam produzidos por meteorização, as trocas entre a matéria orgânica do solo e as células vivas são responsáveis por uma parte significativa dos fluxos do ecossistema. O potássio é principalmente ciclado entre as células vivas e a matéria orgânica do solo.

Função e da biodiversidade

Loch Lomond, na Escócia, formas relativamente isolado do ecossistema. A comunidade de peixes deste lago permaneceu estável durante um longo período até que uma série de introduções na década de 1970 reestruturou sua rede alimentar.

Espinhosos floresta em Ifaty, Madagascar, com várias Adansonia (baobab) espécies, Alluaudia procera (Madagáscar ocotillo) e outra vegetação.

a biodiversidade desempenha um papel importante no funcionamento do ecossistema. A razão para isso é que os processos do ecossistema são impulsionados pelo número de espécies em um ecossistema, a natureza exata de cada espécie individual, e a abundância relativa de organismos dentro dessas espécies. Os processos do ecossistema são generalizações amplas que realmente ocorrem através das ações de organismos individuais. A natureza dos organismos—a espécie, os grupos funcionais e os níveis tróficos a que pertencem-determina os tipos de acções que estes indivíduos são capazes de realizar e a relativa eficiência com que o fazem.a teoria ecológica sugere que, para coexistir, as espécies devem ter algum nível de semelhança limitante—devem ser diferentes umas das outras de alguma forma fundamental, caso contrário uma espécie excluiria competitivamente a outra. Apesar disso, o efeito cumulativo de espécies adicionais em um ecossistema não é linear—espécies adicionais podem aumentar a retenção de nitrogênio, por exemplo, mas além de algum nível de riqueza de espécies, espécies adicionais podem ter pouco efeito aditivo.a adição (ou perda) de espécies ecologicamente semelhantes às já presentes num ecossistema tende a ter apenas um pequeno efeito sobre a função do ecossistema. Espécies ecologicamente distintas, por outro lado, têm um efeito muito maior. Da mesma forma, as espécies dominantes têm um grande efeito sobre a função do ecossistema, enquanto as espécies raras tendem a ter um pequeno efeito. As espécies Keystone tendem a ter um efeito sobre a função do ecossistema que é desproporcional à sua abundância em um ecossistema. Da mesma forma, um engenheiro de ecossistemas é qualquer organismo que cria, modifica significativamente, mantém ou destrói um habitat.os ecossistemas são entidades dinâmicas. Eles estão sujeitos a distúrbios periódicos e estão em processo de recuperação de algum distúrbio passado. Quando uma perturbação ocorre, um ecossistema responde afastando-se de seu estado inicial. A tendência de um ecossistema para permanecer perto de seu estado de equilíbrio, apesar dessa perturbação, é chamada de sua resistência. Por outro lado, a velocidade com que retorna ao seu estado inicial após perturbação é chamada de sua resiliência. O tempo desempenha um papel no desenvolvimento do solo a partir de rocha nua e na recuperação de uma comunidade de perturbação.de um ano para o outro, os ecossistemas experimentam variações nos seus ambientes bióticos e abióticos. Uma seca, um inverno mais frio do que o habitual, e um surto de pragas são variações a curto prazo nas condições ambientais. As populações animais variam de ano para ano, acumulando-se durante períodos ricos em recursos e colidindo à medida que ultrapassam o seu abastecimento alimentar. Estas mudanças ocorrem em mudanças nas taxas líquidas de decomposição da produção primária, e outros processos ecossistémicos. Mudanças de longo prazo também moldam os processos do ecossistema—as florestas do leste da América do Norte ainda mostram legados de cultivo que cessaram há 200 anos, enquanto a produção de metano nos lagos siberianos Orientais é controlada por matéria orgânica que se acumulou durante o Pleistoceno.a perturbação também desempenha um papel importante nos processos ecológicos. F. Stuart Chapin e co-autores definem perturbação como “um evento relativamente discreto no tempo e no espaço que altera a estrutura das populações, comunidades e ecossistemas e causa mudanças na disponibilidade de recursos ou no ambiente físico”. Isso pode variar de quedas de árvores e surtos de insetos a furacões e incêndios florestais a erupções vulcânicas. Tais perturbações podem causar grandes alterações nas populações de plantas, animais e micróbios, bem como no teor de matéria orgânica do solo. A perturbação é seguida por sucessão, uma ” mudança direcional na estrutura do ecossistema e funcionamento resultante de alterações bioticamente impulsionadas na oferta de recursos.”

a frequência e a gravidade da perturbação determinam a forma como afecta a função do ecossistema. Uma grande perturbação como uma erupção vulcânica ou um avanço glacial e recuo deixam para trás solos que não possuem plantas, animais ou matéria orgânica. Os ecossistemas que experimentam tais distúrbios passam por uma sucessão primária. Uma perturbação menos grave como incêndios florestais, furacões ou cultivo resulta em sucessão secundária e uma recuperação mais rápida. Perturbações mais graves e perturbações mais frequentes resultam em tempos de recuperação mais longos.

Um lago de água doce em Gran Canaria é uma ilha das Ilhas Canárias. Limites claros tornam os lagos convenientes para estudar usando uma abordagem ecossistémica.