Ekosystem to zespół organizmów żywych tworzących biocenozę wraz ze wszystkimi elementami środowiska nieożywionego zajmowanymi przez te organizmy.

Każdy ekosystem naturalny jest układem otwartym i funkcjonuje dzięki przepływowi energii i krążeniu materii. Wszystko to jest możliwe wtedy, gdy dociera do niego energia słoneczna. Nie cała energia jest skumulowana w organizmach i jej część jest bezpowrotnie tracona w postaci ciepła.

Dla prawidłowego funkcjonowania ekosystemu niezbędna jest obecność producentów, konsumentów i reducentów (destruentów). Producenci syntetyzują materię organiczną, następnie konsumenci zjadają organizmy lub martwą materię organiczną. Destruenci rozkładają martwą materię organiczną i uwalniają nieorganiczne składniki pokarmowe dla producentów. Osłabienie lub brak, któregoś z głównych ogniw upośledza działanie ekosystemu - tworzą się ekosystemy niekompletne i zależne od środowiska wewnętrznego.

Ze względu na obecność lub brak producentów ekosystemy można podzielić na:

• Autotroficzne, czyli takie dla których podstawa funkcjonowania jest obecność światła i materia organiczna (zwana autochtoniczną) wytwarzana w procesie fotosyntezy głównie przez rośliny zielone. Ekostytem taki jest samowystarczalny i niezależny. Np. Las, torfowisko, łąka, staw, jezioro.

• Heterotroficzne, czyli ekosystemy niepełne. Są to ekosystemy pozbawione producentów, przez co są one niesamowystarczalne. Znajduje się w nich materia pochodząca z zewnątrz (allochtoniczna). Np. Jaskinia.

Podstawą funkcjonowania ekosystemu jest przepływ energii i obieg materii. Materia krąży w ekosystemie, przedostając się z gleby lub wody do producentów i dalej w różnej formie do konsumentów, by - dzięki destruentom - trafić znów do gleby lub wody. Natomiast obieg pierwaistków w przyrodzi określa się jako cykle biogeochemiczne. Najważniejsze cykle biogeochemiczne to obieg węgla, azotu, wody, tlenu, fosforu i siarki.

Obieg substancji możemy podzielić na:
-sedymentacyjny, gdy pierwiastek nie przechodzi w postać gazową a jest jedynie osadzany w glebie czy na dnie oceanów na skutek ciążenia. W takim przypadku jest to cykl lokalny.
-gazowy jest w przypadku, gdy substancja przechodzi w postać gazową i może przemieszczać się na większe odległości. W takim przypadku jest to cykl globalny.

Obieg węgla

Węgiel to podstawowy pierwiastek budulcowy związków organicznych, z kttórych zbudowane są organizmy żywe. Jest włączony do obiegu w postaci CO2, który jest asymilowany przez organizmy fotosyntetyzujące (rośliny zielone, bakterie samożywne). Głównym zbiornikiem węgla uczestniczącego w obiegu jest atmosfera w której udział CO2 wynosi około 0,03%. Dzięki istniejącym łańcuchom pokarmowym węgiel przechodzi od roślin do konsumentów I rzędu (roślinożerców), a następnie do konsumentów II rzędu (mięsożercy). Węgiel wraca do obiegu (do atmosfery) jako CO2, powstający w procesie oddychania heterotrofów i autotrofów. Nie wszystkie rośliny i zwierzęta są zjadane przez inne zwierzęta. Jako obumarła materia organiczna stanowią one źródło pokarmu dla destruentów, głównie bakterii i grzybów saprofitycznych. Odżywiając się materią organiczną, destruenci wbudowują w swoje ciało atomy węgla, a równocześnie powodują rozkład materii organicznej do nieorganicznej. Część tej martwej materii wiele milionów lat temu przekształciła się w paliwa kopalne, np. węgiel kamienny, ropę.
Rozkład materii organicznej, przebiegający z udziałem destruentów, oraz oddychanie producentów, a głównie konsumentów, pozwalają utrzymać na stałym poziomie zawartość CO2 w atmosferze (0,03%).

Średni czas przebywania atomu węgla w atmosferze wynosi około 3 lat.. Obieg dwutlenku węgla jest regulowany głównie przez procesy jego wiązania ( fotosynteza, chemosynteza, rozpuszczanie się w wodzie ) i uwalniania ( oddychanie, uwalnianie z gleby i procesów geologicznych zachodzących w skorupie ziemskiej, spalanie paliw ).

Zasoby dostępnego dwutlenku węgla zostałyby szybko wyczerpane, gdyby nie uwalnianie tego gazu w procesach oddychania. Rośliny wydalają do środowiska dwutlenek węgla w ilości 1% swojej masy na dobę, ssaki - 3%, ptaki - 25%, a mikroorganizmy aż 500%.Część tego gazu pochodzi z procesów rozkładu materii organicznej i procesów wulkanicznych oraz spalania paliw organicznych. Emisja spalin przemysłowych i wytwarzanych przez pojazdy zwiększyła stężenie węgla w atmosferze. Dla roślin jest to korzystne. Przypuszcza się jednak, że nadmiar CO2 może być jedną z przyczyn tak zwanego efektu cieplarnianego.

obieg wody

Woda jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych związków chemicznych na ziemi, a zarazem związkiem podstawowym decydującym o życiu organizmów w tym i człowieka.
Woda wchodzi w skład organizmów, pełni funkcję środowiska życia (ryby), jest składnikiem pożywienia oraz umożliwia przemianę materii.
W warunkach naturalnych woda występuje w 3 stanach skupienia:
· gazowym
· Stałym
· Ciekłym

Całkowita ilość wody w przyrodzie jest stała. Dzięki właściwości występowania w warunkach naturalnych w trzech stanach skupienia woda podlega stałemu krążeniu.

Część wody pochodzącej z opadów atmosferycznych oraz z topnienia śniegów i lodów spływa z gór do strumieni, rzek, jezior, mórz i oceanów. Reszta wody z opadów atmosferycznych najpierw wsiąka w ziemie, a potem krąży w postaci wody podziemnej, pobieranej przez korzenie roślin, lub jest źródłem strumieni i rzek. Obieg wody jest podtrzymywany przez słońce. Ciepło promieni słonecznych powoduje parowanie wody z oceanówm, jezior i rzek. Para wodna wznosi sie do atmosfery, gdzie ochładza się i ulega kondensacji (czyli skrapla się), tworząc drobne kropelki wody i kryształki lodu, z których powstają chmury. Zawarta w chmurach woda wraca na Ziemię w formie deszczu, śniegu, gradu i trafia najczęściej do oceanów. Tylko 1/10 cześć opadów atmosferycznych dostaje sie bezpośrednio na lądy do potoków, rzek i zwykle spływa z powrotem do mórz, po czym ponownie paruje, kontynuując cykl.

Na obieg wody w biosferze swój wpływ ma również człowiek zanieczyszczając wody pozbawia się pewnych jej ilości co powoduje zmniejszenie naturalnych zasobów wodnych na ziemi.

Obieg tlenu

Tlen jest najważniejszym składnikiem powietrza, jest on niezbędny do życia ludzi, zwierząt i roślin.W wyniku procesów oddychania organizmów żywych wydzielany jest do atmosfery tlenek węgla (IV), który jest przyswajany przez rośliny zielone w procesie fotosyntezy, które wydzielają tlen. Wolny tlen jest niezbędny również do utleniania materii organicznej i nieorganicznej. W zbiornikach wodnych część tlenku węgla (IV) wiąże się w sole mineralne - węglany, a te pobierane są bezpośrednio przez rośliny. Procesy gnicia i butwienia zachodzą w warunkach z częściowym dostępem tlenu i produkty ich ulegają częściowemu utlenieniu.

aaKrążenie pierwiastków w przyrodzie jest związane z łańcuchami pokarmowymi w ramach tzw. cykli biogeochemicznych.
Nierozważna działalność narusza system samoregulacji w biosferze i wpływa na zaburzenia przebiegu cykli biogeochemicznych.

---