Αυτό το λήμμα αφορά τον επιστημονικό κλάδο. Γιατα κοινωνικά κινήματα τα οποία αφορούν την προστασία του φυσικού περιβάλλοντος, δείτε: οικολογικό κίνημα.
Απεικόνιση της παραγωγής βιομάζας στον πλανήτη, κυρίως μέσω φωτοσύνθεσηςφυτώνστην ξηρά καιφυκώνστη θάλασσα. Οι εντονότερα πράσινες και γαλάζιες περιοχές αντίστοιχα είναι περιοχές μεγαλύτερης παραγωγής. Πηγή: SeaWiFS Project.
Ηοικολογία αποτελεί κλάδο τωνφυσικών επιστημών. Θεωρείται κλάδος της βιολογίας, της γενικής επιστήμηςπου μελετά τους ζωντανούς οργανισμούς. Είναι η μελέτη του μεγέθους και της διάδοσης τωνπληθυσμώντωνζώντων οργανισμών, καθώς καιτου τρόπου ο οποίος οι ιδιότητες του αυτές επηρεάζονται από την αλληλεπίδραση μεταξύ των οργανισμών καιτουπεριβάλλοντός τους. Θέματα που παρουσιάζουν ενδιαφέρον για τους οικολόγους αποτελούν τα: ποικιλότητα, κατανομή, ποσότητα (βιομάζα), αριθμός των οργανισμών (πληθυσμός), ο ανταγωνισμός μεταξύ των οργανισμών, αλλά και εντός του οικοσυστήματος και μεταξύ των οικοσυστημάτων. Το περιβάλλον ενός οργανισμού αποτελείται τόσο από τις φυσικές ιδιότητες, οι οποίες αποτελούν το σύνολο των κατά τόπους αβιοτικών παραγόντων όπως τοκλίμακαιηγεωλογία, όσο και από τους υπόλοιπους οργανισμούς που μοιράζονται το ίδιο οικοσύστημα. Η οικολογία είναι ένα διεπιστημονικό πεδίο που περιλαμβάνει την επιστήμη της βιολογίας καιτην επιστήμη της Γης. Ο όρος ökologie δημιουργήθηκε στα1866 από το Γερμανό βιολόγο Ερνστ Χέκελ, από τις ελληνικές λέξεις οίκοςκαιλόγοςπου σημαίνει κυριολεκτικά «μελέτη του φυσικού οίκου». Οι αρχαίοι Έλληνες φιλόσοφοι, όπως οΙπποκράτηςκαιοΑριστοτέλης, έθεσαν τα θεμέλια της επιστήμης της οικολογίας στις μελέτες τους με θέμα τηφυσική ιστορία. Η σύγχρονη οικολογία μετατράπηκε σε μία πιο τυπική επιστήμη στα τέλη του 19ου αιώνα. Οι εξελικτικές έννοιες της προσαρμογής και της φυσικής επιλογής έγιναν ακρογωνιαίοι λίθοι γιατη σύγχρονη οικολογική θεωρία. Η οικολογία δεν είναι συνώνυμο τουπεριβάλλοντος, του περιβαλλοντισμού, της φυσικής ιστορίας, ή της επιστήμης του περιβάλλοντος. Είναι πιο στενά συνδεδεμένη μετην εξελικτική βιολογία, τηγενετική, καιτηνηθολογία. Η κατανόηση του πως ηβιοποικιλότητα επηρεάζει την οικολογική λειτουργία είναι ένας σημαντικός τόπος εστίασης στις οικολογικές μελέτες. Οι οικολόγοι επιζητούν να εξηγήσουν:
βιολογικές διαδικασίες, αλληλεπιδράσεις και προσαρμογές
τη διακίνηση των στοιχείων και της ενέργειας διαμέσου των κοινοτήτων των ζωντανών οργανισμών
την επιτυχημένη εξέλιξη των οικοσυστημάτων, και
την αφθονία καιτην κατανομή των οργανισμών και της βιοποικιλότητας στο πλαίσιο του περιβάλλοντος.
Η οικολογία είναι, επίσης, μία ανθρωπιστική επιστήμη. Υπάρχουν πολλές πρακτικές εφαρμογές της οικολογίας στην βιολογία διατήρησης, τη διαχείριση των υγροτόπων, τη διαχείριση των φυσικών πόρων (αγροοικολογία, γεωργία, δασοκομία, γεωργοδασοκομία, αλιεία), το σχεδιασμό πόλεων (αστική οικολογία), την υγεία της κοινότητας, την οικονομία, τη βασική και εφαρμοσμένη επιστήμη, καιτην ανθρώπινη κοινωνική αλληλεπίδραση (ανθρώπινη οικολογία).
Η οικολογία αποτελεί μιαδιακλαδική επιστήμη[1]. Επειδή επικεντρώνεται στα υψηλότερα επίπεδα οργάνωσης της ζωής και στις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των οργανισμών καιτου περιβάλλοντός τους, βασίζεται έντονα σε πολλούς άλλους επιστημονικούς κλάδους, ιδιαίτερα στηγεωλογία, τηγεωγραφία, τημετεωρολογία, τηνεδαφολογία, τηχημείακαιτηφυσική. Επομένως, η οικολογία θεωρείται ολιστική επιστήμη, καθώς υπερκαλύπτει παλαιότερους κλάδους, όπως η βιολογία, οι οποίοι κατ' αυτήν την έννοια γίνονται βοηθητικοί κλάδοι και συμβάλλουν στην οικολογική γνώση.
Ως επιστήμη, η οικολογία δεν υπαγορεύει ποιες πρακτικές είναι «σωστές» ή «λανθασμένες». Εντούτοις, η διατήρηση της βιοποικιλότηταςκαι άλλοι ανάλογοι οικολογικοί στόχοι αποτελούν την επιστημονική βάση γιατην έκφραση των στόχων τουοικολογικού κινήματος, ενώ η οικολογική επιστήμη βοηθά στην αντιμετώπιση των οικολογικών προβλημάτων παρέχοντας επιστημονικές μεθοδολογίες, μετρήσεις και ορολογία. Επιπροσθέτως, η ολιστική θεώρηση της φύσης αποτελεί κύριο πυλώνα τόσο της οικολογικής επιστήμης όσο καιτου οικολογικού κινήματος.
Η οικολογία μπορεί να διαχωριστεί σε μείζονες και ελάσσονες κλάδους. Οι κύριες υποκατηγορίες της είναι (σε σειρά κλίμακας, από τη μικρότερη στη μεγαλύτερη):
Φυσιολογική οικολογία (ή οικοφυσιολογία), η οποία μελετά την επίδραση του βιοτικού και αβιοτικού περιβάλλοντος στη φυσιολογία του ατόμου καιτην προσαρμογή του ατόμου στο περιβάλλον.
Οικολογία της συμπεριφοράς, η οποία μελετά την οικολογική και εξελικτική βάση της ζωικής συμπεριφοράς καιτη συνεισφορά της συμπεριφοράς στην επιβίωση των ζώων στους τόπους όπου ενδημούν.
Ας αναλογιστούμε τους τρόπους με τους οποίους θα μπορούσε ένας βιολόγος να προσεγγίσει τη μελέτη της ζωής των μελισσών:
οι σχέσεις συμπεριφοράς μεταξύ των ατόμων ενός είδους είναι οικολογία της συμπεριφοράς. Για παράδειγμα, η μελέτη της βασίλισσας μέλισσαςκαιτου τρόπου που σχετίζεται με τους εργάτες και τους κηφήνες.
η οργανωμένη δράση ενός είδους είναι οικολογία των κοινοτήτων. Για παράδειγμα, η δραστηριότητα των μελισσών διασφαλίζει την γονιμοποίηση της γύρηςτων ανθισμένων λουλουδιών. Επιπλέον οικυψέλες παράγουν μέλιτο οποίο καταναλώνεται από άλλα είδη όπως ηαρκούδα.
η σχέση μεταξύ του περιβάλλοντος καιτων ειδών είναι οικολογία των οικοσυστημάτων. Για παράδειγμα, οι συνέπειες των περιβαλλοντικών αλλαγών μετατρέπονται από τη δραστηριότητα των μελισσών. Οι μέλισσες μπορεί να εκλείψουν λόγω περιβαλλοντικών αλλαγών (μείωση της μεταφοράς γύρης). Το περιβάλλον επηρεάζεται ταυτόχρονα και αυτό είναι μια συνέπεια αυτής της δραστηριότητας και έτσι εμπλέκεται μετην επιβίωση των ειδών.
Το εξωτερικό στρώμα της Γης μπορεί να διαχωριστεί σε διάφορα τμήματα (σφαίρες): τηνυδατόσφαιρα, τηλιθόσφαιρακαιτηνατμόσφαιρα. Ηβιόσφαιρα αποτελεί μια τέταρτη τέτοια "σφαίρα" και αναφέρεται στο σύνολο των ζωντανών οργανισμών του πλανήτη και συγχρόνως στην περιοχή του πλανήτη που καταλαμβάνεται από τη ζωή. Η βιόσφαιρα περιλαμβάνει μεγάλο μέρος των άλλων τριών επιφανειακών σφαιρών. Σε σχέση μετον όγκο της Γης, η βιόσφαιρα αποτελεί ένα πολύ λεπτό επιφανειακό στρώμα μεταξύ των 11000 μ. υπό τη θάλασσα καιτων 15000 μ. πάνω από αυτή.
Η ζωή αναπτύχθηκε αρχικά στην υδατόσφαιρα, σε μικρά βάθη, στηφωτική ζώνη. Πολυκύτταροι οργανισμοί εμφανίστηκαν στη συνέχεια και αποίκησαν τηβενθική ζώνη. Η ζωή στην ξηρά αναπτύχθηκε αργότερα, έπειτα από το σχηματισμό τουστρώματος του όζοντος, το οποίο προστατεύει τους ζώντες οργανισμούς από τηνυπεριώδη ακτινοβολία. Η ποικιλία των ειδών της ξηράς θεωρείται ότι αυξήθηκε λόγω της μετατόπισης των ηπείρων. Η βιοποικιλότητα εκφράζεται και αυτή σε διάφορα επίπεδα: ως ποικιλία του οικοσυστήματος (στο επίπεδο του οικοσυστήματος), ως ποικιλία ειδών (επίπεδο πληθυσμών), ως βιοποικιλότητα είδους (επίπεδο είδους) και ως γενετική βιοποικιλότητα.
Η βιόσφαιρα περιλαμβάνει μεγάλες ποσότητες άνθρακα, αζώτουκαιοξυγόνου. Σε μικρότερες ποσότητες περιέχει και άλλα απαραίτητα γιατην ύπαρξη ζωής στοιχεία, όπως είναι οφώσφορος, τοασβέστιοκαιτοχλώριο. Σε επίπεδο οικοσυστήματος και βιόσφαιρας, πραγματοποιείται διαρκώς ανακύκλωση των στοιχείων αυτών, ανάμεσα στην ορυκτή καιτην οργανική κατάσταση.
Η κύρια ενεργειακή πηγή γιατη λειτουργία του οικοσυστήματος είναι ηηλιακή ενέργεια, ανκαι υπάρχει καιμια μικρή συμβολή της γεωθερμικής ενέργειας. Τα φυτά καιοι φωτοσυνθετικοί μικροοργανισμοί μετατρέπουν τοφωςσε χημική ενέργεια μέσω της χημικής διεργασίας που ονομάζεται φωτοσύνθεση, κατά την οποία παράγεται γλυκόζη (ένα απλό σάκχαρο) και απελευθερώνεται οξυγόνο. Η γλυκόζη αποτελεί μια δευτερογενή ενεργειακή πηγή γιατη λειτουργία του οικοσυστήματος. Μέρος αυτής χρησιμοποιείται άμεσα από άλλους οργανισμούς για παραγωγή ενέργειας. Άλλα μόρια σακχάρου μπορούν να μετασχηματιστούν σε δομικά στοιχεία, όπως τααμινοξέα. Ακόμα καιγια αναπαραγωγικούς λόγους χρησιμοποιούνται από τα φυτά τα σάκχαρα, συγκεντρωμένα σενέκταρ, γιατην προσέλκυση επικονιαστών.
Ηκυτταρική αναπνοή είναι η διεργασία μετην οποία οι οργανισμοί (όπως ταθηλαστικά) διασπούν τη γλυκόζη στα συστατικά της, δηλαδή νερόκαιδιοξείδιο του άνθρακα, ανακτώντας έτσι την ενέργεια που είχε αποθηκευθεί εκεί από τα φυτά. Η ισορροπία της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας των φυτών και άλλων φωτοσυνθετών στην αναπνοή των άλλων οργανισμών καθορίζουν την ιδιαίτερη σύνθεση της ατμόσφαιρας της Γης, ιδιαίτερα το επίπεδο του οξυγόνου. Ρεύματα αέρος αναμειγνύονται στην ατμόσφαιρα και διατηρούν την ίδια σχεδόν ισορροπία στοιχείων τόσο σε περιοχές έντονης βιολογικής δραστηριότητας όσο καισε περιοχές περιορισμένης βιολογικής δραστηριότητας.
Το νερό επίσης εναλλάσσεται μεταξύ υδρόσφαιρας, λιθόσφαιρας, ατμόσφαιρας και βιόσφαιρας σε σταθερούς κύκλους. Οι ωκεανοί είναι τεράστιες δεξαμενές, που αποθηκεύουν νερό, εξασφαλίζοντας τη θερμική και κλιματική σταθερότητα, όπως καιτη μεταφορά των χημικών στοιχείων μετη βοήθεια των μεγάλων θαλάσσιων ρευμάτων.
Γιατην καλύτερη κατανόηση του τρόπου λειτουργίας της βιόσφαιρας, και τις ποικίλες δυσλειτουργίες που σχετίζονται μετην ανθρώπινη δραστηριότητα, Αμερικάνοι επιστήμονες προσομοίωσαν την βιόσφαιρα σε ένα μικρής αναλογίας μοντέλο που ονομάζεται Βιόσφαιρα II.
Η βασική αρχή της οικολογίας είναι ότι κάθε ζωντανός οργανισμός έχει μια προοδευτική και συνεχόμενη σχέση με κάθε άλλο στοιχείο που απαρτίζει το περιβάλλον του. Ως οικοσύστημα μπορεί να οριστεί κάθε τοποθεσία στην οποία υπάρχουν αλληλεπιδράσεις μεταξύ των οργανισμών καιτου περιβάλλοντος.
Το οικοσύστημα αποτελείται από δύο τμήματα, το τμήμα της ζωής (ονομάζεται βιοκοινότητα(biocoenosis)) καιτο περιβάλλον στο οποίο υπάρχει αυτή η ζωή (οβιότοπος). Στο οικοσύστημα, τα είδη συνδέονται και εξαρτώνται μεταξύ τους μέσω τροφικών αλυσίδων, ανταλλάσσοντας ενέργειακαιύλη μεταξύ τους αλλά καιμετο περιβάλλον στο οποίο ζουν(βλέπε παραγωγοί, καταναλωτές).
Η έννοια ενός οικοσυστήματος μπορεί να απευθύνεται σε μονάδες διαφόρων διαστάσεων, όπως είναι μιαλιμνούλα, ένα χωράφι, ή ένα κομμάτι νεκρού δέντρου. Η μονάδα μικρότερων τμημάτων ονομάζεται μικροοικοσύστημα. Για παράδειγμα, ένα οικοσύστημα μπορεί να είναι μία πέτρα καιη ζωή που υπάρχει κάτω από αυτήν. Ένα μεσοοικοσύστημα μπορεί να είναι ένα δάσος, και ένα μακροοικοσύστημαμια ολόκληρη οικοπεριοχήμετηλεκάνη απορροής της.
Οι κύριες απορίες όταν μελετάμε οικοσυστήματα είναι:
Πως θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί ο εποικισμός μιας άνυδρης περιοχής;
Ποια είναι η δυναμική καιοι δυνατότητες αλλαγής του οικοσυστήματος;
Πώς αλληλεπιδρά ένα οικοσύστημα σε τοπική, επαρχιακή και παγκόσμια κλίμακα;
Η τωρινή του κατάσταση είναι σταθερή;
Ποια είναι η αξία ενός οικοσυστήματος; Πώς η αλληλεπίδραση των οικολογικών συστημάτων παρέχει οφέλη στους ανθρώπους, κυρίως μετην παροχή καθαρού νερού;
Τα οικοσυστήματα συχνά ταξινομούνται αναφερόμενα στους βιότοπους που περιλαμβάνουν. Έτσι τα οικοσυστήματα μπορεί να οριστούν :
ως χερσαία οικοσυστήματα, όπως είναι τα δασικά οικοσυστήματα (δασική οικολογία), τα λιβαδικά οικοσυστήματα (λιβάδια, στέπες, σαβάνες), ή τα γεωργικά οικοσυστήματα (γεωργικές εκτάσεις).
σαν οικοσυστήματα γλυκών νερών όπως είναι τα οικοσυστήματα στάσιμων νερών (λίμνες, λιμνούλες) ή οικοσυστήματα ρεόντων υδάτων (ποτάμια)
Οιοικολογικοί παράγοντεςπου μπορούν να επηρεάσουν δυναμικά τους πληθυσμούς ή ταείδησε ένα οικοσύστημα συνήθως χωρίζονται σε δύο κατηγορίες : τους βιοτικούς και τους αβιοτικούς παράγοντες.
ΟιΑβιοτικοί παράγοντες είναι γεωλογικοί, γεωγραφικοί και κλιματολογικοί παράμετροι. Ένας βιότοπος είναι μια συγκεκριμένη περιοχή που χαρακτηρίζεται από ένα πλήθος αβιοτικών παραγόντων. Συγκεκριμένα στους αβιοτικούς παράγοντες περιλαμβάνονται:
τονερό, το οποίο αποτελεί ταυτόχρονα βασικό συστατικό της ζωής καιτου ανθρώπινου περιβάλλοντος
οαέρας, ο οποίος παρέχει οξυγόνο, άζωτο, και διοξείδιο του άνθρακα στους ζώντες οργανισμούς και επιτρέπει το διασκορπισμό της γύρης καιτωνσπορίων
τοέδαφος, το οποίο συγχρόνως αποτελεί πηγή θρέψης και φυσική στήριξη
τοpHτου εδάφους, ηαλμύρα, το άζωτο καιοφώσφορος, η ικανότητα συγκράτησης του νερού καιη πυκνότητα, όλα αυτά ασκούν επιρροή
ηθερμοκρασία, πουδενθα πρέπει να ξεπερνάει κάποια άκρα, παρόλο πουη αντοχή στη ζέστη είναι χαρακτηριστική σε κάποιους οργανισμούς
τοφως, που παρέχει ενέργεια στο οικοσύστημα μέσω της φωτοσύνθεσης
Βιοκοινότητα είναι μία ομάδα από πληθυσμούς φυτών, ζώων ή μικροοργανισμών. Κάθε πληθυσμός προκύπτει από τηναναπαραγωγή μεταξύ μελών του ιδίου είδους και από τησυμβίωσησε ένα δεδομένο τόπο καιγια ένα δεδομένο χρονικό διάστημα. Όταν ένας πληθυσμός αποτελείται από ανεπαρκή αριθμό μελών, τότε αυτός ο πληθυσμός απειλείται με αφανισμό. Ο αφανισμός ενός είδους είναι πιο πιθανός όταν όλες οι βιοκοινότητες που απαρτίζονται από μέλη του είδους αυτού βρίσκονται σε παρακμή. Σε μικρούς πληθυσμούς η αναπαραγωγή μεταξύ συγγενικών μελών μπορεί να επιφέρει μειωμένη γενετική διαφοροποίηση, γεγονός που σημαίνει περαιτέρω αποδυνάμωση της βιοκοινότητας.
Βιοτικοί οικολογικοί παράγοντες επίσης επηρεάζουν τη βιωσιμότητα μιας βιοκοινότητας. Αυτοί οι παράγοντες είναι είτε σχέσεις μεταξύ του ιδίου είδους είτε σχέσεις ανάμεσα σε διαφορετικά είδη.
Οι σχέσεις μεταξύ των μελών του ιδίου είδους ενός πληθυσμού είναι σχέσεις συνεργασίας ή ανταγωνισμού, με διαίρεση των εδαφών, και μερικές φορές με οργάνωση σε ιεραρχικές κοινωνίες.
Οι σχέσεις ανάμεσα σε διαφορετικά είδη - αλληλεπιδράσεις - είναι πολλαπλές και συνήθως περιγράφονται ανάλογα μετην ευεργετική, καταστροφική ή ουδέτερη επίδρασή τους (για παράδειγμα, συμβιωτική σχέση ή ανταγωνιστική σχέση). Η σημαντικότερη σχέση είναι αυτή μεταξύ αρπακτικούκαιθηράματος, που οδηγεί σεμια βασική έννοια της οικολογίας, την έννοια της τροφικής αλυσίδας. Για παράδειγμα, το γρασίδι καταναλώνεται από το φυτοφάγο ζώο, το οποίο καταναλώνεται από ένα σαρκοφάγο ζώο, το οποίο μετη σειρά του καταναλώνεται από ένα σαρκοφάγο μεγαλύτερου μεγέθους. Η υψηλή αναλογία αρπακτικού προς θήραμα μπορεί να επηρεάσει αρνητικά τις βιοκοινότητες καιτου αρπακτικού καιτου θηράματος, καθώς η έλλειψη τροφής καιη υψηλή θνησιμότητα που προηγείται της αναπαραγωγικής ωριμότητας, μπορεί να μειώσει (ή να αποτρέψει την αύξηση) των πληθυσμών κάθε ομάδας,αντίστοιχα. Ένα παράδειγμα υψηλής αναλογίας αρπακτικού προς θήραμα αποτελεί το επιλεκτικό κυνήγι κάποιων ειδών από τους ανθρώπους, που οδηγεί σε μείωση του πληθυσμού των ειδών αυτών. Άλλες σχέσεις μεταξύ διαφορετικών ειδών είναι οπαρασιτισμός, οιμολυσματικές ασθένειεςκαιο ανταγωνισμός για τους περιορισμένους πόρους, που μπορεί να συμβεί όταν δύο διαφορετικά είδη μοιράζονται την ίδια οικολογική περιοχή.
Οι υπάρχουσες αλληλεπιδράσεις ανάμεσα στους διάφορους ζώντες οργανισμούς συνεχίζονται μεμια διαρκή μείξη των μεταλλικών καιτων οργανικών στοιχείων, που απορροφώνται από τους οργανισμούς γιατην ανάπτυξή τους, τη συντήρησή τους καιτην αναπαραγωγή τους, καιπου εντέλει απορρίπτονται ως απόβλητα. Αυτές οι διαρκείς ανακυκλώσεις των στοιχείων (κυρίως τουάνθρακα, τουοξυγόνουκαιτουαζώτου), καθώς καιτου νερού ονομάζονται βιογεωχημικοί κύκλοι. Εγγυώνται την ευστάθεια της βιόσφαιρας, (τουλάχιστον όταν δεν παρεμβαίνουν η ανεξέλεγκτη ανθρώπινη επίδραση καιτα ακραία καιρικά ή γεωλογικά φαινόμενα). Αυτή η αυτορύθμιση, στηριζόμενη από ελέγχους αρνητικής ανάδρασης, διασφαλίζει τηναιωνιότητατων οικοσυστημάτων. Το αποδεικνύουν οι πολύ σταθερές συγκεντρώσεις των περισσότερων στοιχείων του κάθε τμήματος.Αυτό αναφέρεται ως ομοιόσταση. Το οικοσύστημα επίσης τείνει να εξελίσσεται σε μία κατάσταση ιδανικής ισορροπίας, που επιτυγχάνεται μετά από μία διαδοχή γεγονότων, τηνένωση κλίμαξ.
Τα οικοσυστήματα δεν είναι απομονωμένα μεταξύ τους, αλλά αλληλοσχετίζονται. Για παράδειγμα, τονερό μπορεί να ρέει μεταξύ των οικοσυστημάτων μετην έννοια τουποταμού ή τουθαλάσσιου ρεύματος. Το νερό από μόνο του, ως υγρό μέσο, προσδιορίζει τα οικοσυστήματα. Μερικά είδη, όπως ο σολομός ή τοχέλιτου γλυκού νερού, κινούνται μεταξύ θαλάσσιων συστημάτων και συστημάτων γλυκού νερού. Αυτή η σχέση μεταξύ των οικοσυστημάτων οδηγεί στην αρχή τουβιώματος.
Τοβίωμα είναι ένας ομοιογενής οικολογικός σχηματισμός που καλύπτει μία μεγάλη περιοχή, όπως ητούνδρα ή οιστέπες. Ηβιόσφαιρα αποτελείται από όλα τα βιώματα της Γης - το σύνολο των τόπων όπου η ύπαρξη ζωής είναι δυνατή - από τα υψηλότερα βουνά ως τα βάθη του ωκεανού.
Τα βιώματα αντιστοιχούν σε υποδιαιρέσεις που είναι διανεμημένες στα γεωγραφικά πλάτη, από τονισημερινό προς τους πόλους, με διαφορές που βασίζονται στο φυσικό περιβάλλον (για παράδειγμα, ωκεανοί ή οροσειρές) καιστοκλίμα. Η διαφοροποίησή τους συνήθως σχετίζεται μετη διανομή των ειδών ανάλογα μετην ικανότητά τους να αντέχουν τη θερμοκρασία και/ή την ξηρασία. Για παράδειγμα, μπορούμε να συναντήσουμε φωτοσυνθετικά ανώτερα φυτά (θαλάσσια Αγγειόσπερμα όπως π.χ. λειμώνες Ποσειδωνίας - Posidonia ocenica) μόνο στηεύφωτη ζώνη του ωκεανού (όπου το φως μπορεί να εισχωρήσει), ενώ τα κωνοφόρα δέντρα ευδοκιμούν κυρίως στα βουνά.
Ανκαι αυτή είναι η απλούστευση ενός πιο περίπλοκου σχεδίου, τα γεωγραφικά μήκη και πλάτη αποτελούν μια καλή αναπαράσταση κατά προσέγγιση της διανομής της βιοποικιλότητας μέσα στην βιόσφαιρα. Σε γενικές γραμμές, ο πλούτος της βιοποικιλότητας (περισσότερο γιατα είδη ζώων από ότι γιατα είδη φυτών) μειώνεται ταχύτατα κοντά στονισημερινό (όπως στηΒραζιλία), και λιγότερο ταχέως πλησιάζοντας στους πόλους.
Η βιόσφαιρα μπορεί επίσης να διαιρεθεί σεοικοζώνες, που ορίζονται με αρκετή σαφήνεια σήμερα,και κυρίως ακολουθούν τα σύνορα των ηπείρων. Οι οικοζώνες μετη σειρά τους χωρίζονται σε οικολογικές περιοχές, ανκαιτα σύνορα τους δεν είναι σαφώς καθορισμένα.
Σε ένα οικοσύστημα, οι διασυνδέσεις μεταξύ των ειδών σχετίζονται κυρίως μετοφαγητόκαιτον ρόλο τους στηντροφική αλυσίδα. Υπάρχουν τρεις κατηγορίες οργανισμών:
οικαταναλωτές - τα ζώα, που μπορεί να είναι πρωτογενείς καταναλωτές (φυτοφάγα), ή δευτερογενείς ή τριτογενείς καταναλωτές (σαρκοφάγα).
οιαποσυνθέτες (ή αποικοδομητές) - βακτήρια, μανιτάριαοι οποίοι μετατρέπουν την οργανική ύλη σε ανόργανη γιανα ξαναχρησιμοποιηθεί από τις προηγούμενες κατηγορίες.
Αυτές οι σχέσεις σχηματίζουν αλληλουχίες, στις οποίες ο κάθε οργανισμός καταναλώνει τον προηγούμενο και καταναλώνεται από τον επόμενο, στις λεγόμενες τροφικές αλυσίδες ή τροφικό δίκτυο. Σε ένα τροφικό δίκτυο υπάρχουν λιγότεροι οργανισμοί σε κάθε επίπεδο, ανεβαίνοντας προς τα πάνω στην αλυσίδα.
Οι έννοιες αυτές οδηγούν στην ιδέα της βιομάζας(το σύνολο των ζώντων οργανισμών σε έναν δεδομένο τόπο), της πρωτογενούς παραγωγικότητας (η αύξηση της μάζας των φυτών σε ένα δεδομένο χρονικό διάστημα) και της δευτερογενούς παραγωγικότητας(το σύνολο της ζωικής παραγωγής των καταναλωτών καιτων αποσυνθετών σε ένα δεδομένο χρονικό διάστημα).
Αυτές οι δύο τελευταίες ιδέες είναι βασικές, καθώς καθιστούν δυνατή την αξιολόγηση της χωρητικότητας φορτίου - των αριθμό των οργανισμών που μπορεί να υποστηρίξει ένα δεδομένο οικοσύστημα. Σε οποιοδήποτε τροφικό δίκτυο, η ενέργεια που περιέχεται στο επίπεδο των παραγωγών δεν μεταφέρεται ολοκληρωτικά στους καταναλωτές. Έτσι,από άποψη ενέργειας, είναι πιο αποδοτικό για τους ανθρώπους να είναι πρωτογενείς καταναλωτές (δηλαδή να τρέφονται από καρπούς και λαχανικά) από τονα είναι δευτερογενείς καταναλωτές (δηλαδή να τρέφονται από φυτοφάγα ζώα - μοσχάρι, βοδινό) και ακόμη περισσότερο από τονα είναι τριτογενείς καταναλωτές (δηλαδή να τρέφονται από σαρκοφάγα ζώα).
Η παραγωγικότητα των οικοσυστημάτων μερικές φορές υπολογίζεται συγκρίνοντας τρεις τύπους χερσαίων οικοσυστημάτων καιτο σύνολο των θαλάσσιων οικοσυστημάτων:
τα δάση (1/3 των χερσαίων περιοχών της Γης) περιέχουν πυκνές βιομάζες και είναι πολύ παραγωγικά. Το σύνολο της παγκόσμιας δασικής παραγωγής αποτελεί τη μισή πρωτογενή παραγωγή.
οι σαβάνες, τα λιβάδια, καιοι βαλτότοποι (1/3 των χερσαίων περιοχών της Γης) περιέχουν λιγότερο πυκνές βιομάζες, αλλά είναι παραγωγικοί. Οι άνθρωποι βασίζονται κατά κύριο λόγο στα οικοσυστήματα αυτά γιατην κάλυψη των αναγκών τους σε τροφή.
τα ακραία οικοσυστήματα σε περιοχές μεπιο ακραίο κλίμα - έρημοι και ημιέρημοι, τούνδρα, αλπικά λιβάδια και στέπες - (1/3 της επιφάνειας της Γης) έχουν διάσπαρτες βιομάζες και χαμηλή παραγωγικότητα.
τέλος, τα θαλάσσια οικοσυστήματα καιτα οικοσυστήματα του γλυκού νερού (3/4 της επιφάνειας της Γης) περιέχουν πολύ αραιές βιομάζες (εκτός από τις παράκτιες ζώνες).
Η ανθρώπινη δραστηριότητα κατά τους τελευταίους αιώνες έχει μειώσει αισθητά τις εκτάσεις της Γης που καλύπτονται από δάση (αποψίλωση), και έχει αυξήσει τα αγροοικοσυστήματα (γεωργία). Τις τελευταίες δεκαετίες έχει παρατηρηθεί αύξηση των εκτάσεων των ακραίων οικοσυστημάτων (ερημοποίηση).
Αυτό ίσως να οφείλεται στην υποβάθμιση της ποιότητας του περιβάλλοντος σε σχέση με τις ανάγκες του είδους, μετά από μία αλλαγή ενός αβιοτικού οικολογικού παράγοντα (για παράδειγμα, αύξηση της θερμοκρασίας, λιγότερες βροχοπτώσεις).
Αυτό σημαίνει ότι το περιβάλλον γίνεται δυσμενές γιατην επιβίωση ενός είδους (ή πληθυσμού) οφειλόμενο στη αυξανόμενη πίεση που προκαλείται από τη δράση των αρπακτικών ειδών (για παράδειγμα η υπεραλίευση). Τέλος, είναι πιθανό η κατάσταση να αποβαίνει εις βάρος της ποιότητας ζωής του είδους (ή του πληθυσμού) λόγω της αύξησης των μελών του (υπερπληθυσμός).
Οι οικολογικές κρίσεις μπορεί να είναι περισσότερο ή λιγότερο οξείς, μετη διάρκειά τους να κυμαίνεται μεταξύ λίγων μηνών και μερικών εκατομμυρίων ετών. Επίσης η προέλευσή τους μπορεί να είναι φυσική ή ανθρώπινη. Μπορεί να έχουν σχέση με ένα μοναδικό είδος ή, αντιθέτως, με ένα μεγαλύτερο αριθμό ειδών. Τέλος, μια οικολογική κρίση μπορεί να είναι τοπικής εμβέλειας (όπως η διαρροή πετρελαίου) ή παγκόσμιας, (όπως η άνοδος της στάθμης του νερού που σχετίζεται μετηνπλανητική υπερθέρμανση).
Ανάλογα μετο βαθμό ενδημισμού της, μια τοπική κρίση μπορεί να έχει περισσότερο ή λιγότερο σημαντικές επιπτώσεις, από το θάνατο πολλών ατόμων, ως τον πλήρη αφανισμό του είδους. Όποια καιαν είναι η προέλευσή της, η εξαφάνιση ενός ή περισσοτέρων ειδών συχνά προκαλεί ρήγμα στηντροφική αλυσίδα, έχοντας έτσι μεγαλύτερο αντίκτυπο στην επιβίωση των υπόλοιπων ειδών.
Στην περίπτωση της παγκόσμιας κρίσης, οι συνέπειες μπορεί να είναι πολύ πιο σημαντικές. Σε κάποια περιστατικά αφανισμού εξαφανίστηκε πάνω από το 90% των υπαρχόντων ειδών της εποχής εκείνης. Ωστόσο, η εξαφάνιση κάποιων ειδών, όπως οιδεινόσαυροι, επέτρεψε την ανάπτυξη καιτη διαφοροποίηση των θηλαστικών, μέσω της απελευθέρωσης μιας οικολογικής περιοχής. Έτσι λοιπόν, μια οικολογική κρίση παραδόξως ευνόησε την βιοποικιλότητα.
Μερικές φορές μια οικολογική κρίση μπορεί να αποτελέσει ένα συγκεκριμένο και αναστρέψιμο φαινόμενο στην κλίμακα του οικοσυστήματος. Αλλά γενικά, ο αντίκτυπος των κρίσεων έχει διάρκεια. Πράγματι, συνήθως είναι μια αλληλουχία γεγονότων, που πραγματοποιείται μέχρι ένα τελικό σημείο. Από αυτό το σημείο, η επιστροφή στην προηγούμενη σταθερή κατάσταση δεν είναι δυνατή, καιμια νέα σταθερή κατάσταση θα δημιουργηθεί σταδιακά.
Τέλος, ανμια οικολογική κρίση μπορεί να προκαλέσει αφανισμό, μπορεί επίσης, απλά να μειώσει την ποιότητα ζωής των ατόμων που έχουν απομείνει. Έτσι, ακόμα καιανη βιοποικιλότητα του ανθρώπινου πληθυσμού θεωρείται μερικές φορές απειλούμενη (βλέπε κυρίως αυτόχθονες πληθυσμοί), λίγοι άνθρωποι οραματίζονται την εξαφάνιση των ανθρώπων σε σύντομο χρονικό διάστημα. Ωστόσο,οιεπιδημίες, οι λιμοί, ο αντίκτυπος στην υγεία από τη μόλυνση της ατμόσφαιρας, οι διατροφικές κρίσεις, η μείωση του ζωτικού χώρου, α αφομοίωση τοξικών ή μη-διαλυτών αποβλήτων, η απειλή εξαφάνισης βασικών ειδών (γορίλες, πάντα, φάλαινες), είναι επίσης παράγοντες που επηρεάζουν την ευημερία των ανθρώπων.
Κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών, αυτή η αυξανόμενη ευθύνη της ανθρωπότητας σε κάποιες οικολογικές κρίσεις, έχει ξεκάθαρα παρατηρηθεί. Λόγω της ανάπτυξης της τεχνολογίας και της ταχείας πληθυσμιακής αύξησης, οι άνθρωποι έχουν περισσότερη επιρροή στο δικό τους περιβάλλον από οποιοδήποτε άλλο παράγοντα του οικοσυστήματος.
Η αποψίλωση καιηερημοποίηση, με αφανισμό πολλών ειδών.
Ηπυρηνική καταστροφή στο Τσέρνομπιλτο 1986 προκάλεσε το θάνατο πολλών ανθρώπων και ζώων από καρκίνοκαι δημιούργησε μεταλλάξεις σε επίσης μεγάλο αριθμό ανθρώπων και ζώων. Η περιοχή γύρω από το εργοστάσιο είναι εγκαταλελειμμένη λόγω της μεγάλης ποσότητας ραδιενέργειαςπου εκλύθηκε κατά την καταστροφή.
Γιατην αντιμετώπιση της οικολογικής κρίσης αρχίζουν να υψώνονται διάφορες φωνές, να ιδρύονται οικολογικές οργανώσεις καινα λαμβάνονται κάποια μέτρα γιατην προστασία της φύσης όπως είναι ηανακύκλωσηκαιο βιολογικός καθαρισμός λυμάτων.
