Ενεργειακή ροή & Χημικός κύκλος μέσω του οικοσυστήματος

Ενέργεια και θρεπτικά συστατικά ή χημικές ουσίες ρέουν μέσω ενός οικοσυστήματος. Ενώ η ενέργεια ρέει μέσω του οικοσυστήματος και δεν μπορεί να ανακυκλωθεί, τα θρεπτικά συστατικά κυλούν μέσα σε ένα οικοσύστημα και επαναχρησιμοποιούνται. Τόσο η ροή ενέργειας όσο και η χημική ανακύκλωση συμβάλλουν στον καθορισμό της δομής και της δυναμικής του οικοσυστήματος.

Οι πρωτογενείς παραγωγοί όπως τα φυτά ή το φυτοπλαγκτόν χρησιμοποιούν ηλιακή ενέργεια για να συνθέσουν σάκχαρα μέσω της φωτοσύνθεσης και είναι οι πηγές όλης της ενέργειας στο οικοσύστημα. Οι πρωτογενείς παραγωγοί χρειάζονται επίσης θρεπτικά συστατικά ή χημικά όπως άζωτο, φώσφορο και σίδηρο για να αναπτυχθούν. Τα θρεπτικά συστατικά και τα σάκχαρα είναι διαθέσιμα στους πρωτογενείς καταναλωτές, τα φυτοφάγα που τρώνε τους πρωτογενείς παραγωγούς και τους δευτερογενείς καταναλωτές, τα αρπακτικά που τρώνε τους πρωτογενείς καταναλωτές.

Η ενέργεια που ρέει μέσω του οικοσυστήματος δεν μπορεί να ανακυκλωθεί. Οι καταναλωτές χρησιμοποιούν τα σάκχαρα, τα λίπη και τις πρωτεΐνες που παίρνουν από άλλους οργανισμούς ως πηγή ενέργειας για την ανάπτυξη και τη διατήρηση των κυττάρων τους. Χάνουν μέρος αυτής της ενέργειας ως θερμότητα. Τα θρεπτικά συστατικά ανακυκλώνονται μέσω της αποσύνθεσης. Όταν οι πρωτογενείς παραγωγοί ή καταναλωτές πεθαίνουν, οι μύκητες και άλλοι αποσυνθέτες αποκτούν ενέργεια διασπώντας τους παραμένει και, στη διαδικασία, επιστρέφουν βασικά θρεπτικά συστατικά όπως το άζωτο στο έδαφος, ώστε οι πρωτογενείς παραγωγοί να μπορούν να χρησιμοποιούν τους.

Η διαθεσιμότητα ενέργειας και θρεπτικών συστατικών μπορεί να περιορίσει την παραγωγικότητα ενός οικοσυστήματος. Στον ανοιχτό ωκεανό, για παράδειγμα, το φως είναι άφθονο στην επιφάνεια αλλά σπανίζει πιο μακριά. Επιπλέον, θρεπτικά συστατικά όπως το άζωτο και ο σίδηρος είναι επίσης λιγοστά, επομένως η παραγωγικότητα είναι περιορισμένη. Σε περιοχές του ωκεανού όπου η αναζωογόνηση φέρνει θρεπτικά συστατικά στην επιφάνεια - όπως, για παράδειγμα, στα ανοικτά των ακτών της Χιλής σε χρόνια εκτός Ελ Νινό - η παραγωγικότητα αυξάνεται.