Powierzchnia naszej planety, wynosząca około 500 mln km2, jest w około 71% pokryta przez oceany. Zajmują one powierzchnię 352mln km2. Pozostałe 29% stanowi ląd. Całkowita powierzchnia kontynentów wynosi 148mln km2. Mimo to, życie na kontynentach, jest znacznie bogatsze niż w oceanach.
Warunki życia w wodzie oraz na lądzie są bardzo odmienne. Woda ma większą gęstość niż powietrze, stawia, więc większy opór poruszającym się w niej organizmom. Organizmy żyjące w wodzie mają odmienny sposób oddychania, a także poruszania niż lądowe. Przystosowania do wodnego trybu życia widoczne są także w planie budowy. Na lądzie, głównymi czynnikami ograniczającymi są warunki klimatyczne, na które składają się temperatura, nasłonecznienie, ruchy powietrza, opady atmosferyczne oraz wilgotność powietrza.
Słowo "ekosystem" określające jakieś konkretne siedlisko, takie jak na przykład las, łąka, czy jezioro, odpowiada w przybliżeniu potocznemu rozumieniu terminu "przyroda". Na przyrodę składają się elementy zarówno ożywione, czyli organizmy żywe, jak i nieożywione, takie jak woda, gleba, czy światło. Organizmy żywe, zamieszkujące ekosystem są ze sobą powiązane bardzo ścisłymi zależnościami.
EKOSYSTEMY LĄDOWE
Rozmieszczenie ekosystemów lądowych cechuje strefowość. Jest ona związana z różnicami w warunkach klimatycznych, jakie panują na różnych szerokościach geograficznych. Organizmami najsilniej kształtowanymi przez warunki klimatyczne są rośliny, które w największym stopniu wpływają na charakter ekosystemów. Aby życie na lądzie mogło funkcjonować, niezbędne jest światło, ciepło oraz dostęp do wody. Warunki życia na każdym terenie są kształtowane głównie przez te czynniki, dlatego w rozmieszczeniu ekosystemów na Ziemi da się dostrzec pewną prawidłowość.
Torfowisko jest zbiorowiskiem roślinnym, związanym z klimatem umiarkowanym. Wykształca się na obniżeniach terenu, o nieprzepuszczalnym podłożu. Może też powstać w wyniku zarastania zbiornika wodnego. Torfowiska magazynują wodę, regulując w ten sposób gospodarkę wodną danego obszaru. Ich teren zamieszkiwany jest przez rzadkie gatunki roślin i zwierząt, które maja niekiedy charakter reliktowy. Teren torfowiska stanowi, zatem ostoję dla takich gatunków. Wyróżniamy trzy typy torfowisk: torfowisko wysokie, niskie oraz przejściowe.
Torfowiska wysokie są zaopatrywane przez wodę pochodzącą z opadów, występują, zatem na obszarach, na których roczna suma opadów przekracza 750mm. Podłoże na takim torfowisku jest silnie kwaśne, co ogranicza w dużym stopniu liczebność gatunków. Bogactwo gatunkowe jest na takim torfowisku, zatem małe, za to można spotkać tam gatunki nietypowe i na ogół niewystępujące na innych siedliskach. Na torfowisku wysokim występuje przede wszystkim mech torfowiec. W jego listkach występują duże, martwe, puste komórki, które spełniają funkcję wodonośną. Silnie uwodnienie oraz niskie pH sprawiają, że rozkład martwej materii organicznej jest utrudniony. Prowadzi to do akumulacji torfu. Na torfowisku wysokim występują też inne gatunki roślin, między innymi wełnianka wąskolistna, żurawina błotna i rosiczka okrągłolistna. Fauna reprezentowana jest tutaj przez drobne skorupiaki, różne owady, żaby, kaczki, bociany i bobry.
Torfowiska niskie, zwane inaczej rojstami powstają w zagłębieniach terenu, które są trwale uwodnione. Torfowiska niskie darniowe zasilane są wodami źródliskowymi lub wysiękowymi. Mogą powstać też w dolinie rzeki, wówczas mówimy o torfowisku niskim nadrzecznym. Torfowiska powstałe w wyniku zarastania zbiornika wodnego, od ich brzegów, ku toni wodnej, to tak zwane torfowiska niskie pojeziorowe. Zbiorniki wodne zarastane są przez rośliny szuwarowe, takie jak trzcina pospolita, pałka wodna, czy skrzyp bagienny. Torfowiska niskie są szczególnie zasobne w próchnicę oraz sole mineralne. Na ich terenie można często spotkać stułbie, pijawki, mięczaki, żaby, głuszce i kaczki.
Torfowiska przejściowe powstają na skutek odcięcia dopływu wód gruntowych, lub zarastania zbiorników wodnych, niezasobnych w składniki mineralne, a zwłaszcza w wapń. Mają charakter pośredni, pomiędzy torfowiskami niskimi, a wysokimi. Można spotkać tu, zatem gatunki charakterystyczne dla obu tych typów torfowisk.
- Las
Las jest ekosystemem, wymagającym dostatecznie długiego okresu wegetacyjnego. Ma duże zapotrzebowanie na energię słoneczną. Aby ekosystem leśny mógł sprawnie funkcjonować poziom opadów atmosferycznych musi być dostatecznie wysoki, muszą być też one równomiernie rozłożone w ciągu roku. Las ma budowę warstwową, w jego skład wchodzą: warstwa koron drzew, podszyt, który tworzą krzewy i niskie drzewa oraz runo leśne, które tworzą trawy, byliny, mchy i porosty.
Korona polskich lasów, rosnących na niżu, tworzona jest przez takie gatunki jak sosna zwyczajna, świerk pospolity, lipa drobnolistna, dąb, grab, brzoza i wiąz. Korona lasów, występujących na wyżu oraz w piętrze pogórza, tworzona jest głównie przez olszę, jaworzyny, jodłę oraz świerki. Na ekosystem leśny duży wpływ ma poziom jego naświetlenia.
Poniżej warstwy koron drzew występuje podszyt. Warstwa ta tworzona jest między innymi przez jarzębinę, leszczynę, lub trzmielinę. Warstwa runa leśnego składa się głównie z roślin zielnych, takich jak kopytnik pospolity, trawy leśne, mchy i paprocie. Poszczególne warstwy lasu zamieszkiwane są przez różnorodne organizmy, powiązane ze sobą ścisłymi zależnościami pokarmowymi. Zwierzęta zamieszkujące daną warstwę albo stale w niej bytują, albo przemieszczają się między różnymi warstwami. Rośliny stanowią dla nich bazę pokarmową. Ptaki wiją na roślinach swoje gniazda. W koronach drzew żyją takie gatunki ptaków, jak sikory, wilgi, kukułki, drozdy. Pnie są miejscem żerowania dla dzięciołów, kowalików. W ściółce można spotkać kosa. Las jest siedliskiem zarówno dla drapieżników, takich jak wilki, czy rysie, jak i dla saren, jeleni, czy dzików, będących roślinożercami. Można w nim ponadto spotkać sokoła, jastrzębia, lub puchacza. Licznie reprezentowane są w lesie różne owady, takie jak pluskwiaki, motyle, chrząszcze, czy mrówki.
Gleba jest w lesie przykryta ściółką, zawierającą przede wszystkim obumarłe szczątki roślinne i zwierzęce. Ściółka jest warstwą ochronną dla gleby. Każda typ gleby ma swój charakterystyczny profil. Tuz po ściółką znajduje się poziom próchniczny. Fauna glebowa nosi nazwę edafonu. Do edafonu zaliczamy na przykład owady, takie jak chrząszcze, mrówki, pająki. W glebie żyją też dżdżownice i stonogi, a także większe zwierzęta, takie jak krety lub muszy. Zwierzęta zamieszkujące glebę ryją w niej korytarze, co przyczynia się do jej spulchnienia i przewietrzenia. Powoduje to także przemieszczanie próchnicy w dolne warstwy gleby.
Badania lasów wskazują, że są one ekosystemami o charakterze dynamicznym, ulegającym ciągłym przekształceniom. W lasach iglastych Ameryki Północnej występuje zmienność składu gatunkowego, o cyklicznym charakterze. Ma to związek z wybuchającymi tam pożarami. Na obrzeżach pogorzeliska masowo kiełkują sosny. Gdy sosny podrosną pojawiają się drzewa, które wymagają zacienienia, na przykład świerki. Drzewostan świerkowy jest gęsty i łatwo wybuchają tam pożary. W ten sposób cykl się zamyka.
Pracownicy rezerwatu Game Canyon przeprowadzili w roku 1910 eksperyment, mający na celu zwiększenie liczebności populacji saren. Próbowano to osiągnąć, poprzez wyeliminowanie kojotów, wilków i rysi, które polują na sarny. Gdy liczebność populacji saren wzrosła, szybko zabrakło dla nich pokarmu, w postaci trawy. Sarny zaczęły jeść nasiona drzew i krzewów, co spowodowało zmiany w składzie gatunkowym lasu. W efekcie wiele saren padło z głodu.
- Łąka
Łąki europejskie są zazwyczaj ekosystemami antropogenicznymi. Łąka powstaje na miejscu wyciętego wcześniej lasu. Łąki wyrastają na wilgotnych glebach. Ciągłe koszenie i wypasanie zwierząt sprawia, że sukcesja nie zachodzi dalej, w kierunku bardziej złożonych ekosystemów. Na łąkach wypasane są zwierzęta. Łąka ulega zmianom przez cały rok. Na wiosnę, gdy rozwijają się liście traw, łąka jest zielona. Wraz z pojawieniem się pierwszych kwiatów, takich jak pierwiosnki, kaczeńce, jaskry, łąka staje się żółta. W tym okresie pojawia się też pospolity mniszek lekarski, zwany mleczem. Gdy jego nasiona dojrzeją, żółty kwiatostan zmienia się w puszystą, białą kulę. Kula ta tworzona jest przez nasiona zaopatrzone w aparat lotny. Późną wiosną łąka zmienia barwę na bladożółtą, wynikającą z obecności stokrotek, rzeżuchy i jaskrów. Na przełomie maja i czerwca, łąka osiąga szczyt swojego rozwoju. W tym okresie pojawiają się złocienie oraz niezapominajki błotne, związane z wilgotnymi miejscami. Początek czerwca to czas, gdy zakwitają trawy. W tym okresie łąkę się kosi. Skoszona roślinność regeneruje się szybko. Latem pojawiają się nowe gatunki roślin, takie jak dzwonki, trybuły leśne, dzika marchew i pietruszka. Rośliny łąkowe są zapylane przez owady, takie jak pszczoły, muchy, trzmiele i motyle. Gleba, na której wyrasta łąka jest siedliskiem dla wielu gatunków bakterii i grzybów, dla dżdżownic, a także owadów i ich larw. Są to w większości organizmy saprobiontyczne. Ich działalność przyczynia się do zwiększenia ilości składników mineralnych w glebie. W glebie żyją też krety, które odżywiają się owadami. W trawie żyją żaby i ropuchy, a także szpaki, czajki i bociany. Łąka jest ponadto miejscem żerowania dla myszołowów, żywiących się myszami i pasikonikami.
EKOSYSTEMY WODNE
Do czynników ograniczających w ekosystemach wodnych należy stężenie tlenu i dwutlenku węgla, a także jakość docierającego światła i temperatura wody. Rozpuszczalność tlenu w wodzie nie jest duża i jest go, w porównaniu z lądem bardzo mało. Zawartość tlenu w wodzie spada niekiedy do zera, co w znacznym stopniu ogranicza możliwość życia. Woda ma dużą gęstość, co umożliwia wielu organizmom, takim jak bakterie, jednokomórkowe glony, a nawet drobne meduzy bierne unoszenie się w toni wodnej. Organizmy te wchodzą w skład planktonu. Wraz z głębokością spada zawartość światła w wodzie. Woda ma duże ciepło właściwe, co sprawia, że wolno się nagrzewa, ale też wolno oddaje ciepło. Temperatura wody jest, zatem stosunkowo stabilna. Temperatura wody słodkiej może spaść najwyżej do zera. Najniższa temperatura wody morskiej może wynosić trochę więcej niż -2˚C. Najwyższa temperatura, jaka może zaistnieć w obu typach wód rzadko dochodzi do 30˚C.
Istotnym czynnikiem warunkującym życie zarówno w wodach słodkich, jak i morskich jest zasolenie. W wodzie morskiej rozpuszczone są różne sole. Jej średnie stężenie wynosi 1000 miliosmomoli. Wiele organizmów żyjących w morzach nie znosi gwałtownych zmian zasolenia.
Zbiorniki wodne cechuje strefowość. W jeziorach występują trzy główne strefy: litoralna, pelagiczna oraz profundalna. Strefa litoralna obejmuje płytkie wody przybrzeżne. Światło dociera tu aż do samego dna. Od strony brzegu zazwyczaj zaczyna się szuwarami. Rośliny, które tworzą szuwary zazwyczaj wystają ponad powierzchnię wody. Rosną tu miedzy innymi trzcina pospolita, pałka szerokolistna, lub tatarak zwyczajny. Fauna reprezentowana jest tutaj przez żaby, ważki, świtezianki, chruściki oraz ślimaki bursztynki. Za szuwarami, gdzie woda jest głębsza, występują rośliny o liściach pływających po powierzchni wody, takie jak grążel żółty, czy grzybień biały. Zakorzeniają się one w mulistym dnie. Na większych głębokościach wyrastają podwodne łąki tworzone przez rdestnice, ramienice, rogatki, wywłoczniki oraz moczarki. Na powierzchni roślin wodnych bytują takie zwierzęta jak pijawki, wolno żyjące płazińce, ślimaki oraz larwy ważek i świtezianek. Na dnie, w przestrzeniach miedzy roślinami żyją wodne skorupiaki takie jak raki i ośliczki. W sposób aktywny pływają tu płocie, leszcze, liny, okonie, cierniki i szczupaki. Na powierzchni wody unosi się plankton. Nad brzegami jezior żeruje ptactwo, reprezentowane przez łyski, kaczki oraz perkozy.
Strefa pelagiczna obejmuję strefę otwartej toni wodnej. Zajmuje ona środkową część jeziora. Jej maksymalna głębokość wyznaczana jest przez granicę, do której może przenikać światło słoneczne. Im głębiej, tym mniej światła dociera. Wraz z głębokością maleje też temperatura oraz ilość rozpuszczonego w wodzie tlenu. W tej strefie występują przede wszystkim organizmy planktoniczne. W obrębie organizmów, wchodzących w skład planktonu wyróżniamy tak zwany fitoplankton, reprezentowany przez różne grupy jednokomórkowych glonów, takie jak okrzemki, zielenice, bruzdnice i eugleny. Na plankton zwierzęcy, zwany zooplanktonem składają się takie organizmy jak wrotki i drobne skorupiaki, na przykład wioślarki i widłonogi. Organizmy aktywnie pływające w toni wodnej, zdolne przeciwstawić się jej ruchowi zaliczane są do nektonu. W naszej strefie klimatycznej na nekton składają się przede wszystkim ryby, takie jak stynka, ukleja i sandacz.
Poniżej strefy pelagicznej, znajduje się strefa profundalna. Jej górna granica wyznaczana jest przez maksymalną głębokość, na którą dociera światło. Ponieważ ilość światła, jaka dociera na teren głębi jeziora jest znikoma nie mogą się tam rozwijać ani rośliny, ani fitoplankton. Temperatura wody przy dnie jest stabilna i oscyluje wokół wartości 4˚C. Dno jest pokryte mułem, zawierającym dużą ilość materii organicznej. Organizmy żyjące przy dnie zaliczane są do tak zwanego bentosu. Bentos jest w jeziorach reprezentowany przez takie organizmy jak tubifeksy, rureczniki, larwy ochotek i groszówki. Bentos stanowi bazę pokarmową dla ryb żyjących przy dnie. Tych organizmów jest jednak niewiele, w porównaniu z dominującymi w strefie profundalnej grzybami i bakteriami.
Jeśli zbiornik wodny jest płytki, to całe jego dno może być zarośnięte przez rośliny, które się zakorzeniają na dnie. W hydrobiologii, taki zbiornik nazywany jest stawem. Strefa litoralu zajmuje całą powierzchnię takiego zbiornika. Ma on głębokość najwyżej kilku metrów i jest oświetlony aż po same dno. Tym, co odróżnia staw od strefy litoralnej w jeziorze jest duża zawartość planktonu. Są to zbiorniki bogate w materię organiczną, zwłaszcza, gdy jest w nim pojone bydło. Temperatura w stawie jest znacznie mniej stabilna niż w jeziorze. W okresie suszy brzeg stawu może wysychać. Zdarza się też i tak, że cała woda ze stawu wyparowuje i ze stawu pozostaje tylko błotniste dno.
Morza, podobnie jak jeziora odznaczają się strefowością. Istnieją tu takie strefy jak strefa litoralna, pelagiczna oraz denna, czyli bentoniczna. Granica masywu kontynentalnego nie odpowiada temu, co postrzegamy jako brzeg morza. Od brzegu, aż po głębokość 200m, dno morza opada pod bardzo małym kątem. Na tej głębokości istnieje stromy próg, za którym głębokość morza sięgać może od 2000 do 4000m. Strefa płytkich wód, zwana szelfem posiada swój pelagial oraz bentos, które znacznie różnią się od tych samych jednostek na obszarze otwartego oceanu. Te różnice wynikają z małej głębokości na szelfie.
W strefie przybrzeżnej oceanu istnieje największe bogactwo i zróżnicowanie gatunkowe. To, jaka roślinność tu występuje, zależy w dużym stopniu od charakteru podłoża. Inne rośliny wyrastają na dnie mulistym, inne na piaszczystym, jeszcze inne na kamienistym. Dno piaszczyste jest stosunkowo ubogie. Mogą na nim wyrosnąć trawy morskie. Trawy morskie to jedyne rośliny kwiatowe, które występują w morzach. Tworzą one podwodne łąki, stanowiące siedlisko dla żółwi morskich, ryb, krewetek, ślimaków, małżów i jeżowców. Jeśli dno jest zbudowane ze skał, rosną na nim plechowate glony, takie jak zielenice, krasnorosty i brunatnice. Długość ich plech może sięgać kilku, a nawet kilkunastu metrów. W czystych wodach mórz tropikalnych rozwijają się rafy koralowe. Jest to najbogatszy i najbardziej zróżnicowany gatunkowo zespół, jaki może występować w strefie litoralnej. Rafy koralowe związane są ze strefą fotyczną, ponieważ koralowce współżyją symbiotycznie z jednokomórkowymi glonami. Glony dostarczają materii organicznej, w zamian otrzymując schronienie, w obrębie rafy.
Środowisko życia na obszarze otwartej toni wodnej jest bardzo rozległe. Organizmy żyjące przy powierzchni cechuje duża jednorodność. Wiele organizmów żyjących w tej strefie można spotkać w morzach i oceanach na wszystkich szerokościach geograficznych. Grupę producentów stanowią tu organizmy wchodzące w skład fitoplanktonu. Fitoplankton stanowi bazę pokarmową dla organizmów filtrujących, takich jak widłonogi. Występują tu ponadto kryle, zwane inaczej eufauzjami oraz ślimaki. Zwierzęta te występują także na szelfie, lecz tam, obok nich żyją larwy zwierząt żyjących przy dnie, takich jak wieloszczety, krewetki, kraby inne skorupiaki, a także ślimaki, małże, jeżowce, rozgwiazdy, czy strzykwy. W strefie pelagicznej, żyją też organizmy aktywnie pływające, wśród nich kałamarnice, wiele gatunków ryb, między innymi makrela, tuńczyk, marlin, rekin. Żyją tu ponadto żółwie morskie oraz należące do ssaków delfiny i wieloryby. Na głębokościach od 200 do 2000m niemal wszystkie zwierzęta zaopatrzone są w narządy świetlne. Mają je na przykład krewetki, eufauzje, kałamarnice i ryby.
Bentos reprezentowany jest przez meduzy, kiełże, skorupiaki, ślimaki, małże, głowonogi, krewetki, langusty oraz ryby przydenne. Wraz z głębokością różnorodność gatunkowa ulega zubożeniu.
