Due esempi: lo stagno e la foresta

Per meglio far comprendere le similarità e le differenze tra la struttura dei vari ecosistemi vengono ora qui brevemente descritti un esempio di ecosistema acquatico e uno di ecosistema terrestre.

Lo stagno è un esempio un po' abusato nei testi di ecologia e tuttavia è pur sempre didatticamente efficace. Malgrado la sua complessità e la variabilità delle caratteristiche fisiche e geografiche, si possono distinguere alcuni elementi fondamentali dello stagno che non cambiano da caso a caso

• Fattori abiotici - Sono sostanze organiche ed inorganiche necessarie per la vita dei vari organismi: acqua, ossigeno, anidride carbonica, fosfati, aminoacidi, ecc. Si trovano sul fondo, dove si deposita la biomassa morta, ma anche in soluzione o in sospensione come materiale particolato.
• Produttori primari - Nello stagno gli autotrofi più importanti sono di solito delle microscopiche piante flottanti, per lo più alghe, che costituiscono il cosiddetto fitoplancton (la parola plancton indica tutti gli organismi che flottano nell'acqua). In genere esso non è visibile, a meno che non sia molto abbondante a causa ad esempio di fenomeni di inquinamento (eutrofizzazione). In questo caso l'acqua assume un colore verdastro. Nonostante la sua invisibilità, il fitoplancton produce più ossigeno che non le piante macroscopiche (fanerogame radicate al fondo o alghe galleggianti) le quali hanno una certa importanza solo in acque poco profonde
• Decompositori - Sono presenti soprattutto nel fango del fondo, dove si accumula materia organica morta, ma sono presenti anche nella colonna d'acqua che è ricca di particolato. Si tratta di batteri, funghi e flagellati, che sono in grado di liberare le sostanze nutritive contenute negli organismi morti, in maniera che siano riciclate e riutilizzate.
• Consumatori - Alcuni (erbivori o consumatori primari) si nutrono di piante o parti di piante. Tra di essi essenziale è lo zooplancton erbivoro presente nella colonna d'acqua, ma ci possono essere anche pesci erbivori come la carpa. Altri consumatori, come insetti o pesci predatori o zooplancton carnivoro, si cibano di consumatori primari divenendo così consumatori secondari (carnivori). La catena continua con pesci carnivori che mangiano carnivori (consumatori terziari) e così via. Molto importanti anche i detritivori presenti soprattutto nel benthos (termine che indica la fauna presente sul fondo). La loro attività di sminuzzamento rende più facile l'attività dei decompositori.

La Fig. 2 illustra graficamente la struttura dello stagno come ecosistema. È da notare che al di sotto di una certa quota l'intensità luminosa e assai bassa e la fotosintesi non può avvenire. Perciò il fitoplancton, principale produttore primario, si concentra soprattutto vicino alla superficie. Infatti, misurando l'ossigeno disciolto ci si accorge che lo strato più alto di uno stagno è ossigenato, mentre non lo è lo strato più profondo. Esiste un livello dove la produzione di ossigeno, dovuta alla fotosintesi, uguaglia il consumo di ossigeno, dovuto alla respirazione. Tale livello divide convenzionalmente la zona cosiddetta autotrofa, perché ospita principalmente produttori primari, da quella detta eterotrofa.

Figura 2: Struttura dello stagno come ecosistema.

La Fig. 3 mostra in maniera pittorica e a grandi linee la struttura ecologica di una foresta della zona temperata. La principale differenza con lo stagno è la presenza di autotrofi di grandi dimensioni (alberi), che, essendo immersi nell'aria invece che nell'acqua, hanno bisogno di tessuti di sostegno ad alto contenuto di cellulosa e lignina. Ne viene che la pioggia di detrito, invece di essere costituita di particelle piccole e facilmente decomponibili, consiste di materiale (foglie, pezzi di legno) che richiede tempi lunghi per la decomposizione, nonostante che l'humus, che è l'analogo del fondo dello stagno, risulti particolarmente ricco di detritivori e decompositori. La quantità di materiale organico che è concentrato nelle piante verdi è, in proporzione, molto più alta nella foresta che nello stagno. Tuttavia buona parte di questo materiale, per l'appunto quello di sostegno, è inattaccabile o quasi dalla maggioranza dei consumatori. Anche qui si può distinguere tra una zona alta dove prevale la fotosintesi (fascia verde) e una zona bassa dove prevale la respirazione (fascia bruna), ma l'ossigeno è liberamente disponibile in quantità praticamente illimitate e la sua concentrazione non dipende dall'attività fotosintetica locale.

Figura 3: Schema dei flussi principali di materia ed energia in una foresta.