Appunti Lezioni Geografia

ECOSISTEMA

A partire dagli anni ’80 gli studiosi hanno utilizzato questo concetto per studiate le diverse interazioni tra le

varie componenti dell’ambiente.

L’ECOSISTEMA è l’insieme di relazioni che connettono elementi biotici (animali/vegetali) organizzati in una

data comunità (biocenosi) entro una data area (biotopo) mediante scambi di energia e materia.

Tali relazioni sono reciproche fra gli organismi della biocenosi e tra essi e il substrato inorganico

rappresentato dal loro habitat naturale. biotici biosfera

Elementi atmosfera

abiotici litosfera

idrosfera

La BIOSFERA è quel sottile involucro del pianeta su cui si manifesta la vita. È presente nella parte più bassa

dell’atmosfera, nelle masse dell’idrosfera e negli strati superficiali della crosta terrestre. In particolare si

sviluppa proprio tra le zone di contatto (chiamate “interfacce”) tra atmosfera, litosfera ed idrosfera.

L’ECOSISTEMA è l’insieme degli organismi viventi (biocenosi), dei loro rapporti e relazioni reciproche,

nonché dell’ambiente abiotico (biotopo) con il quale essi entrano in mutuo contatto. È un ambiente coeso,

unito, differenziato rispetto all’ambiente che lo comprende e costituito di parti o componenti aventi

caratteristiche particolari (attributi) che si relazionano tra loro.

Organizzazione strutturale:

 Un LIMITE. Definisce il confine del sistema e lo “separa” dal mondo esterno (ambiente). È un

confine funzionale; la rete di relazioni interne (scambi anche materiali) in ciascun sistema è molto

più fitta e importante dei collegamenti con gli altri ecosistemi.

 Degli ELEMENTI (o COMPONENTI). Biocenosi (autotrofi ed eterotrofi) e biotopo (rocce, acqua, sole,

temperatura e tutti i parametri chimici e fisici); devono potersi suddividere in categorie, famiglie…

 Una RETE DI COMUNICAZIONE, che permetta lo scambio di energia, materia e informazione tra gli

elementi del sistema (catene e reti alimentari, relazioni mutualistiche, reti ecologiche…).

Gli SCAMBI DI ENERGIA animano il funzionamento dell’ecosistema permettendone la sussistenza ; si

configurano secondo un flusso unidirezionale di input/output. Tutti gli ecosistemi sono quindi sistemi

aperti, in quanto dipendenti dal sole per il loro approvvigionamento energetico (energia solare convertita in

materia vivente).

Gli SCAMBI DI MATERIA invece assumono forma ciclica: i diversi elementi e composti chimici attraversano

ciclicamente tutte le componenti dell’ecosistema secondo i cicli biogeochimici.

La vita dell’uomo dipende da un continuo scambio di materia con l’ambiente terrestre (ciclo della vita).

CICLI BIOGEOCHIMICI: sono processi di circolazione chimica delle sostanze inorganiche ed organiche

alimentati da flussi regolati di energia solare (esogena) e di energia geotermica (endogena), realizzati per

mezzo di esseri viventi organizzati in reti alimentari.

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Bio componenti biotiche del sistema (biocenosi)

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Geo componenti non viventi del sistema (biotopo)

Tra le due fasi (biologica e geologica) avvengono scambi di materia rappresentati dai flussi. Il

funzionamento di un ecosistema si basa su un flusso di energia tra la componente biotica e quella abiotica.

Le relazioni interne alla biosfera si strutturano secondo rapporti di scambio alimentare, dando luogo alle

catene o RETI ALIMENTARI.

Input: acqua, cibo e ossigeno indispensabili per il rinnovamento dei tessuti umani, in quanto forniscono

l’energia necessaria alla respirazione, alla circolazione del sangue ed al movimento umano.

Output: sostanze prodotte dal processo metabolico ed espulse in forma solida o liquida. L’energia

consumata viene trasformata in calore e riciclata nell’atmosfera sotto forma di gas.

Ex: ciclo del carbonio. Il carbonio è presente nell’atmosfera (combinato con l’ossigeno nell’anidride

carbonica) ed è una componente di animali e vegetali. Ha un ruolo fondamentale nella nutrizione di tutte le

cellule viventi ed un posto molto importante nella catena alimentare. Le piante assorbono anidride

carbonica durante la fotosintesi e rilasciano ossigeno e composti organici a base di carbonio durante la

respirazione. I vegetali sono gli unici esseri viventi a trarre vantaggio dall’irradiazione solare, grazie alla

clorofilla. L’energia solare mette in moto il ciclo del carbonio, nel quale i vegetali sono al primo posto della

catena alimentare. All’ultimo anello ci sono i decompositori, che separano il carbonio presente in vegetali

ed animali morti restituendolo all’atmosfera.

03-10-2018

Il funzionamento di un ecosistema si basa su un flusso di energia tra la componente abiotica e quella

biotica. Questo flusso si realizza attraverso le reti. In qualsiasi sistema, pur variando in numero e specie di

organismi coinvolti, la rete alimentare si struttura sempre secondo una successione di livelli.

In ciascuno stadio della catena del carbonio, esso si combina con diversi elementi in vari composti. La

combinazione di molecole ed il trasferimento di energia che si verificano attraverso la fotosintesi e

attraverso la sintesi metabolica degli animali è alla base del concetto di catena alimentare.

La CATENA ALIMENTARE è l’insieme dei rapporti tra organismi all’interno di un ecosistema. Ciascun livello

della catena alimentare prende il nome di livello trofico.

La rete alimentare si struttura secondo una precisa successione di livelli trofici.

In un ecosistema ogni specie vivente è collegata dal punto di vista alimentare a molte altre; raramente si

incontrano specie monofaghe (cioè che si nutrono di un solo organismo). Questi anelli della catena

alimentare sono congiunti mediante un’immagine più efficacemente rappresentabile da una rete piuttosto

che da una catena.

La rete è una rappresentazione sistematica qualitativa che dà un’immagine della qualità, della tipologia di

relazioni alimentari tra gli organismi di uno stesso ecosistema.

PRODUTTORI: vegetali da cui parte la rete alimentare

CONSUMATORI: si dividono in vari livelli.

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I livello erbivori che si nutrono di vegetali

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II livello carnivori che si nutrono di erbivori

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III livello supercarnivori che si nutrono di carnivori.

Gli scarti di ciascun livello trofico alimentano catene di organismi definibili come particolari consumatori,

detti DECOMPOSITORI, che chiudono il ciclo.

I produttori primari, cioè i vegetali, ricevono energia solare e la fissano con la fotosintesi. Questa energia è

trasmessa ai consumatori primari, cioè agli erbivori. Gli erbivori forniscono energia ai carnivori che si cibano

di loro.

Ad ogni passaggio tra un livello trofico e l’altro avviene una dispersione di energia. Tutti gli organismi

perdono energia sotto forma di calore, attraverso la respirazione e gli altri processi metabolici.

Gli organismi, attraverso i vari livelli trofici, disperdono energia per via delle loro funzioni vitali; perciò via

via che si procede entro la rete alimentare aumenta il rapporto di CONVERSIONE ALIMENTARE.

CONVERSIONE ALIMENTARE: con il salire all’interno della piramide ecologica, aumenta la quantità di cibo

necessaria a produrre una caloria.

È questa la ragione per cui, in natura, popolazioni numerose possono sussistere solo ai livelli trofici più bassi

(ex: ci sono più specie vegetali che animali); il numero di individui decresce man mano che si sale nella

piramide ecologica.

La piramide dell’energia si basa sul flusso dell’energia che si ha in corrispondenza di ciascuno dei passaggi

da un livello trofico a quello successivo. Una parte di questa energia viene trattenuta e consente

l’assunzione di biomassa; l’assunzione di biomassa di organismi da parte di altri organismi comporta una

dispersione di energia.

Per ogni passaggio, circa l’80-90% dell’energia potenziale viene dissipata; di conseguenza, catene alimentari

lunghe (cioè costituite da numerosi livelli trofici) devono avere alla base una copiosa produzione di energia.

È lo stesso fattore che porta ad una sempre minore popolazione (inteso come numero di presenze

all’interno di una specie) di una data specie tanto più quella specie appartiene ad un livello trofico

superiore. Una catena più corta fornisce più energia e quindi consente la presenza di un maggior numero di

individui all’interno di quella popolazione.

Gli esseri viventi di ciascun livello utilizzano l’energia contenuta nella materia per mantenere le proprie

funzioni vitali; nel corso dell’attività della vita una parte dell’energia viene trasformata in calore e si

disperde. Solo il 10% circa dell’energia (proveniente dal cibo) passa da un livello trofico a quello successivo.

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Ex: 12 quintali di frumento 100kg per l’uomo

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12 quintali di frumento 1 quintale di bovino 10kg per l’uomo.

A parità di superficie agraria sfruttata, ad esempio, a frumento, sarà possibile produrre una maggior

quantità di calorie di origine vegetale rispetto a quelle ottenibili da prodotti animali.

Ex: all’uomo, mangiando carne, arriva lo 0,2% dell’energia originale.

Questo concetto in geografia ha delle applicazioni importanti nella valutazione dei sistemi di produzione

agricola e di allevamento in rapporto ai regimi alimentari. Tale schema è stato utilizzato dalla geografia

dello sviluppo e del sottosviluppo quando si è occupata del problema della fame nel mondo.

La comunità biotica si sviluppa attraverso diversi stadi di organizzazione che culminano con uno stato di

equilibrio tra le componenti dell’ecosistema. Questo equilibrio, dato dal bilancio dei flussi all’interno

dell’ecosistema e che lo connettono all’esterno, può essere interrotto da dinamismi esterni. È la ragione

per cui gli ecosistemi non sono sempre immutabili nel corso del tempo.

Ex: una precipitazione provoca una frana, che a sua volta interrompe il meccanismo di costruzione

dell’ecosistema in atto su quel versante di montagna.

I processi di regressione dovuti a mutamenti nelle condizioni dell’ecosistema interrompono o deviano i

processi di successione biologica in corso.

FATTORI DI DIFFERENZIAZIONE SPAZIALE DEGLI ECOSISTEMI

Questi concetti e schemi generali sul funzionamento dell’ecosistema possono essere applicati a qualsiasi

scala, ma assumono configurazioni diverse a seconda delle diverse aree della superficie terrestre. Tali

configurazioni diverse sono alla base di quella varietà ambientale che caratterizza la superficie terrestre.

La differenziazione spaziale è riconducibile all’azione di differenti fattori di varietà ambientale rilevati a

diverse scale spaziali. A seconda della scala spaziale di osservazione presa in considerazione, questi fattori

di varietà ambientale incideranno in maniera dive