Ecologia/Ecosistemi e biomi

Gli ecosistemi

Gli ecosistemi sono elementi costitutivi dei biomi. Esiste una variazione spaziale e temporale del clima, ma in tutti i sistemi abbiamo inverni freddi con poca energia elettromagnetica ed estati con caldo e luce. Quello che cambia è il movimento delle celle di Hadley, che si spostano a nord d'estate e a sud d'inverno.

L'ecosistema è un insieme di organismi che interagiscono con le componenti abiotiche del comparto ambientale, dando luogo a un sistema dinamico, complesso, organizzato e stabile nel tempo.

L'energia all'interno di un ecosistema non può essere riciclata, una volta entrata viene utilizzata; essa entra come energia elettromagnetica e viene trasformata in energia chimica dagli organismi autotrofi, passando poi alla rete trofica e infine dissipata sotto forma di calore. La materia di un ecosistema invece deve essere riciclata per forza perché è limitata: è bene quindi che le comunità siano strutturate in modo che la materia non lasci l'ambiente o comunque l'ecosistema, perché è difficile da riassumere. Si può dire quindi che il fine ultimo di un ecosistema è quello di mantenere delle strutture biologiche funzionali, ossia far sì che col passare del tempo quell'ecosistema possa sostenere il più grande numero possibile di patrimoni genetici e di specie, lontani dall'estinzione.

Il fenomeno dell'urbanizzazione ha portato a uno squilibrio degli ecosistemi. Nel caso dell'uomo, gli ecosistemi urbani presentano un'alta densità di popolazione che porta ad attivare meccanismi densità-dipendenti, ossia mortalità e natalità. La densità inoltre comporta un effetto di ridotta natalità e più alta mortalità. Le aree metropolitane alterano diversi aspetti tra cui: temperatura locale, drenaggio del suolo, flusso delle acque e disponibilità di luce. Vanno invece a concentrare, prodotti di rifiuto e domanda energetica.

Viene definita impronta ecologica la quantità/superficie di territorio ecologicamente produttivo nelle diverse categorie (terreni agricoli, pascoli ecc.) necessaria per fornire le risorse di energia e materia per i consumi in atto e per assorbire gli scarti di una popolazione.

Ecosistemi acquatici e fluviali

La classificazione degli ecosistemi terresti è basata sulle forme di vegetazione dominante, mentre quella degli ecosistemi acquatici soprattutto sulle caratteristiche fisiche dell'ambiente. Un fattore fondamentale è la salinità dell'acqua: i fiumi e i laghi sono perciò detti ecosistemi dolci e possono anche comprendere zone come acquitrini, paludi, marcite, stagni e torbiere. Tutti i sistemi acquatici contengono una certa salinità vengono classificati in continentali o non continentali tenendo conto anche della motilità/velocità di corrente. In alcuni ecosistemi l'acqua si muove mentre in altri rimane ferma nel mezzo.

Nei fiumi abbiamo fenomeni di erosione dovuti al movimento dell'acqua: i punti in cui avviene il distacco di parte della materia presente sui versanti e sulle sponde sono strategici per la produzione di energia e cibo. La nascita dei fiumi avviene a monte, dove abbiamo la presenza di sorgenti o da ghiacciai. Si possono distinguere due tipi di fiumi:

• perenni: presentano base-flow (portata bassa) che può cambiare per fenomeni di forti precipitazioni ma che rimangono sempre presenti;
• effimeri: hanno acqua solo quando piove o si scioglie la neve.

Parlando ora di laghi, essi si differenziano dagli ambienti fluviali per diverse caratteristiche:

• il lago ci mette molto tempo per ricambiare l'acqua a differenza di un fiume;
• nei fiumi c'è un'alta concentrazione di produzione primaria solo nelle zone intermedie, mentre nei laghi c'è un classico ecosistema con una piramide di livelli trofici;
• nel lago il controllo è generalmente effettuato dai produttori primari perché la loro produzione è fortemente influenzata dalla presenza di sostanze nutrienti;
• la vita nei laghi avviene lungo un asse verticale, mentre nei corsi d'acqua la rete alimentare è organizzata su un profilo orizzontale da monte a valle.

I biomi

Con il termine bioma ci si riferisce a una formazione biologica coerente che si ripete con manifestazioni ecologicamente equivalenti in un'identica fascia climatica. I principali biomi presenti sono determinati dal clima e dalla disponibilità idrica, e sono definiti sulla base della vegetazione dominante. È necessario quindi definire un bioma in base ai vegetali e su questo poi costruire anche i produttori secondari.

Ci sono diversi fattori che determinano la distribuzione dei principali biomi:

• riscaldamento differenziato della superficie terrestre,
• distribuzione delle masse d'acqua,
• umidità.

I primi due fattori portano i biomi a configurarsi come fasce continue e parallele all'equatore, il terzo invece altera questa configurazione.

Ecco l'elenco dei biomi terrestri presenti in natura.

• Foresta tropicale: si localizza vicino all'equatore (10° Nord e 10° Sud) e riceve in media 250 cm di acqua all'anno, con una temperatura annua superiore ai 18°C. Le variazioni termiche sono inesistenti ma abbiamo una diversità delle piogge durante l'anno. La radiazione solare può in questo caso essere l'unico fattore limitante.
• Deserti: si trovano all'equatore e hanno temperature estremamente elevate. Si sviluppano in diverse zone: intorno a una fascia climatica vicino ai 30° di latitudine, in zone con alta pressione atmosferica, nelle aree occidentali tra i 20° e 30° di latitudine, dove i venti dominanti provengono da est e impediscono all'aria umida di raggiungere l'entroterra. Presentano una produzione primaria pressoché inesistente.
• Foresta temperata: caratterizzata da rilevanti variazioni stagionali con estati calde e inverni freddi, presenta un produzione netta elevata, poiché avviene l'alternanza tra stagioni produttive e non, ovvero avvengono fenomeni di stagionalità molto marcati.
• Taiga: denominata foresta boreale, si localizza vicino al circolo artico e costituisce una cintura di conifere. La zona è caratterizzata da lunghi inverni ed estati corte, che provocano elevate escursioni termiche. Le temperature medie fanno sì che ci siano stagioni di accrescimento molto corte rispetto alla foresta temperata.
• Tundra: localizzata a nord del circolo artico, è caratterizzata dalla presenza di permafrost in cui la vegetazione arborea è assente.
• Prateria: si trova all'interno di continenti dove la piovosità non è eccessiva (25/28 cm/y) e limita lo sviluppo della vegetazione arborea; il clima presenta inverni freddi ed estati calde con piovosità media.
• Macchia: sono biomi simili a quelli che troviamo nella zona mediterranea. All'incirca si collocano al 30° e 40° di latitudine sul lato occidentale dei continenti. Presentano una quantità elevata di endemismi e la stagione piovosa coincide con il periodo di bassa insolazione. La vegetazione è caratterizzata da arbusti e vi è un'elevata erosione dei suoli.
• Savana: caratteristica delle regioni semiaride con piogge stagionali.
• Zona alpina: mette in luce come il bioma sia regolato anche dalla quota. È tipico dei ghiacciai al polo nord e sud; il clima ha temperature basse, sono presenti ghiacciai perenni ed è caratterizzato da lunghe notti in inverno. La vegetazione è assente e ci vivono solo pochi licheni, muschi e alghe terrestri.