Biosférou rozumieme priestor na našej planéte, ktorý obývajú organizmy. Zahŕňa povrch Zeme, hornú vrstvu pôdy, vzduch, sladké vody i moria. Môžeme teda povedať, že biosféru tvoria všetky ekosystémy Zeme. Biosféra sa vyznačuje samoreguláciou, samoobnovovaním, obehom látok a tokom energie.
Tie ekosystémy, ktoré sa vyznačujú spoločnými znakmi, nazývame biom. Biom je teda geograficky rozsiahly ekosystém, ktorý je charakteristický určitým prevládajúcim typom vegetácie, napr. tropické dažďové lesy, tundra, préria, savana, severský ihličnatý les, opadavý les mierneho pásma.
Ekosystém
Abiotické prostredie spolu so spoločenstvom tvorí ekologický systém – ekosystém. Ekosystém je teda časť biosféry. Je to základná jednotka, v ktorej dochádza k prenosu a obehu hmoty, energie a informácií.
Zdrojom energie pre ekosystém je slnečná energia. Energia zo Slnka prechádza každým ekosystémom a podmieňuje jeho všetky procesy: vyparovanie vody, pohyb vzduchu, životné procesy rastlín a živočíchov i rozklad odumretej hmoty. Na svojej ceste ekosystémom sa táto žiarivá energia nakoniec premení na teplo a je z atmosféry vyžiarená späť do kozmického priestoru ako infračervené žiarenie.
Živé organizmy ekosystému tvoria podľa vzťahu k hmote 3 skupiny:
- producenty
- konzumenty
- reducenty
Producenty
Funkciu producentov v ekosystémoch plnia zelené rastliny. Zelené rastliny majú v ekosystéme rozhodujúcu úlohu. Menia žiarivú energiu slnečného žiarenia na energiu chemických väzieb v organických zlúčeninách v procese fotosyntézy. Je to ich jedinečná úloha, ktorá podmieňuje existenciu života na Zemi. Ich produkty sú zdrojom hmoty a energie nielen pre všetky ostatné procesy v samotných rastlinách, ale aj pre stavbu tiel živočíchov, húb a heterotrofných mikroorganizmov.
Konzumenty
Veľká časť organických látok vyprodukovaných zelenými rastlinami sa stáva potravou heterotrofných organizmov. Tieto označujeme ako konzumenty. Určitý druh konzumentov sa stáva potravou pre iného konzumenta a ten zas je potravou pre ďalšieho konzumenta. Takýto tok hmoty a s ním spojený tok energie označujeme ako potravový (trofický) reťazec.
Podľa toho, či účastníci potravového reťazca využívajú živú alebo odumretú organickú hmotu (biomasu), rozoznávame dva typy potravových reťazcov: pastevno-koristnícky a rozkladný potravový reťazec. Oba typy potravových reťazcov na seba nadväzujú a uzatvárajú tak kolobeh látok v prírode.
Pastevno-koristnícky potravový reťazec
Pastevno-koristnícky potravový reťazec začína živou organickou hmotou vytvorenou autotrofnými rastlinami. Túto hmotu preberajú (konzumujú) konzumenty I. stupňa. Tými môžu byť v prípade vodného ekosystému napr. jednobunkové živočíchy, v prípade suchozemských ekosystémov bylinožravý hmyz alebo bylinožravé stavovce. Konzumenty I. stupňa sa stávajú potravou pre konzumenty II. stupňa a tie pre konzumenty ďalších stupňov.
Reducenty
Rozkladný potravový reťazec
Časť živých organizmov prirodzeným spôsobom odumiera a stáva sa mŕtvou biomasou. Práve mŕtva biomasa je materiálom pre postupný rozklad a začiatkom rozkladného potravového reťazca. Prvým stupňom v tomto type potravového reťazca sú pôdne baktérie a huby. Reťazec pokračuje tak, že produkt rozkladu primárnych rozkladačov je substrátom pre ďalšie rozkladače. Výsledkom tohoto dlhú dobu trvajúceho procesu je premena pôvodnej biomasy späť na anorganickú hmotu, teda mineralizácia odumretej hmoty živých organizmov. Tak sa uzatvára tok látok a energie v prírode.
Potravová pyramída
Každý ekosystém musí obsahovať anorganické a organické látky zapojené do obehu, producentov organickej hmoty, konzumentov organickej hmoty, rozkladačov organickej hmoty a nutné fyzikálne podmienky prostredia, za ktorých môžu spomínané organizmy existovať, teda ustálený klimatický režim. Popísaný obeh látok a energie v ekosystéme sa dá vyjadriť graficky vo forme potravovej pyramídy.
Vznik ekosystému
Každý ekosystém je dynamickou sústavou. To znamená, že v ňom dochádza k premene látok a energie, a že tento systém podlieha zmenám. Tieto zmeny sa potom prejavujú v zložení a zastúpení biologických druhov zúčastňujúcich sa na tvorbe ekosystémov.
Vývoj nového ekosystému možno rozdeliť do 3 etáp. Prvá etapa nastáva po zániku starého ekosystému. Zánik starého ekosystému môžu spôsobiť rôzne príčiny. V minulosti to boli napr. horotvorné procesy, dnes to môže byť narušenie prírodnej rovnováhy v ekoystéme alebo rôzne necitlivé zásahy človeka do prírody (antropická činnosť). Po rozpade starého ekosystému dochádza k ústupu rastlinných i živočíšnych druhov, ktoré boli súčasťou ekosystému a ich nahradeniu novými druhmi, ktorým nové podmienky vyhovujú. Tento proces sa nazýva ekologická sukcesia (ekologické nahrádzanie). V tejto počiatočnej fáze je väčšinou počet druhov zastúpených v ekosystéme malý (ale počet jedincov môže byť veľký).
Druhou etapou je vyzrievanie ekosystému. V tomto období dochádza k ustáleniu abiotických podmienok prostredia. Pre túto etapu je typické zvyšovanie počtu ekologických druhov. Medzi prítomnými druhmi sa ustaľujú potravové vzťahy.
Konečným štádiom vývoja ekosystému je dosiahnutie jeho stability. Takýto stabilizovaný ekosystém, s pevne vybudovanými biotickými vzťahmi a abiotickými faktormi, nazývame klimax. Klimaxová rovnováha trvá dovtedy, kým zmenené podmienky nespôsobia rozpad ekosystému.
