Samen vormen abiotische en biotische factoren een ecosysteem. Abiotische factoren zijn de niet-levende delen van een omgeving. Deze omvatten zaken als zonlicht, temperatuur, wind, water, bodem en natuurlijk voorkomende gebeurtenissen zoals stormen, branden en vulkaanuitbarstingen. Biotische factoren zijn de levende delen van een omgeving, zoals planten, dieren en micro-organismen. Samen zijn het de biologische factoren die het succes van een soort bepalen. Elk van deze factoren heeft invloed op andere, en een combinatie van beide is nodig om een ecosysteem te laten overleven.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Abiotische en biotische factoren vormen samen een ecosysteem. Abiotische of niet-levende factoren zijn die zoals klimaat en geografie. Biotische factoren zijn levende organismen.
Abiotische of niet-levende factoren
Abiotische factoren kunnen klimatologisch zijn, gerelateerd aan het weer, of edafisch, gerelateerd aan de bodem. Klimatologische factoren zijn onder meer luchttemperatuur, wind en regen. Edafische factoren omvatten geografie zoals topografie en mineraalgehalte, evenals bodemtemperatuur, textuur, vochtgehalte, pH-niveau en beluchting.
Klimatologische factoren hebben grote invloed op welke planten en dieren binnen een ecosysteem kunnen leven. De heersende weerpatronen en -omstandigheden bepalen de omstandigheden waaronder soorten naar verwachting zullen leven. De patronen helpen niet alleen om het milieu te creëren, maar hebben ook invloed op waterstromingen. Veranderingen in een van deze factoren, zoals die zich voordoen tijdens incidentele fluctuaties zoals El Niño, hebben een directe impact en kunnen zowel positieve als negatieve effecten hebben.
Veranderingen in luchttemperatuur beïnvloeden de kiem- en groeipatronen van planten, evenals de migratie- en winterslaappatronen bij dieren. Hoewel seizoensveranderingen in veel gematigde klimaten voorkomen, kunnen onverwachte veranderingen negatieve gevolgen hebben. Hoewel sommige soorten zich kunnen aanpassen, kunnen plotselinge veranderingen leiden tot onvoldoende bescherming tegen zware omstandigheden (bijvoorbeeld zonder wintervacht) of zonder voldoende voedselvoorraad om een seizoen. In sommige habitats, zoals in koraalriffen, zijn soorten mogelijk niet in staat om naar een meer gastvrije locatie te migreren. In al deze gevallen sterven ze af als ze zich niet kunnen aanpassen.
Edafische factoren hebben meer invloed op plantensoorten dan op dieren, en het effect is groter op grotere organismen dan op kleinere. Variabelen zoals hoogte hebben bijvoorbeeld meer invloed op de plantendiversiteit dan die van bacteriën. Dit wordt gezien in bosboompopulaties waar hoogte, de helling van het land, blootstelling aan zonlicht en de bodem allemaal een rol spelen bij het bepalen van de populatie van bepaalde boomsoorten in een bos. Ook biotische factoren spelen een rol. De aanwezigheid van andere boomsoorten is van invloed. De regeneratiedichtheid van bomen is meestal hoger op locaties waar andere bomen van dezelfde soort in de buurt zijn. In sommige gevallen wordt de aanwezigheid van bepaalde andere boomsoorten in de buurt geassocieerd met lagere regeneratieniveaus.
Landmassa's en hoogte beïnvloeden wind en temperatuur. Een berg kan bijvoorbeeld een windscherm creëren, wat invloed heeft op de temperatuur aan de andere kant. Ecosystemen op grotere hoogte ervaren lagere temperaturen dan die op lagere hoogten. In extreme gevallen kan verhoging arctische of subarctische omstandigheden veroorzaken, zelfs op tropische breedtegraden. Deze verschillen in temperatuur kunnen het voor een soort onmogelijk maken om te reizen van een geschikte omgeving naar een andere als het pad ertussen vereist dat je door veranderende hoogten moet reizen met onherbergzame voorwaarden.
Mineralen zoals calcium- en stikstofniveaus beïnvloeden de beschikbaarheid van voedselbronnen. Het niveau van gassen zoals zuurstof en koolstofdioxide in de lucht bepaalt welke organismen daar kunnen leven. Verschillen in terrein, zoals bodemtextuur, samenstelling en de grootte van zandkorrels, kunnen ook van invloed zijn op het overlevingsvermogen van een soort. Gravende dieren hebben bijvoorbeeld bepaalde soorten terrein nodig om hun huizen te creëren, en sommige organismen hebben rijke grond nodig, terwijl andere het beter doen op zandig of rotsachtig terrein.
In veel ecosystemen zijn abiotische factoren seizoensgebonden. In gematigde klimaten beïnvloeden normale variaties in temperatuur, neerslag en de hoeveelheid dagelijks zonlicht het vermogen van organismen om te groeien. Dit heeft niet alleen gevolgen voor het plantenleven, maar ook voor de soorten die afhankelijk zijn van de planten als voedselbron. Diersoorten kunnen een patroon van activiteit en winterslaap volgen of kunnen zich aanpassen aan veranderende omstandigheden door veranderingen in vacht, dieet en lichaamsvet. Veranderende omstandigheden stimuleren hoge diversiteitspercentages tussen soorten in een ecosysteem. Dit kan helpen om populaties te stabiliseren.
Onverwachte klimatologische gebeurtenissen
De ecologische stabiliteit van een ecosysteem heeft invloed op de populatie van soorten die het thuis noemen. Onverwachte veranderingen kunnen het voedselweb indirect veranderen, omdat veranderende omstandigheden het meer of minder gastvrij maken en van invloed zijn op de vraag of een bepaalde soort zich zal vestigen. Hoewel veel abiotische factoren op een nogal voorspelbare manier voorkomen, komen sommige niet vaak of zonder waarschuwing voor. Deze omvatten natuurlijke gebeurtenissen zoals droogte, stormen, overstromingen, branden en vulkaanuitbarstingen. Deze gebeurtenissen kunnen een grote impact hebben op het milieu. Zolang ze niet met grote frequentie of over een te groot gebied voorkomen, zijn er voordelen aan deze natuurlijke gebeurtenissen. Wanneer ze optimaal gespreid zijn, kunnen deze evenementen zeer gunstig zijn en de omgeving verjongen.
Langdurige droogte heeft een negatief effect op een ecosysteem. In veel gebieden kunnen planten zich niet aanpassen aan veranderende regenpatronen en sterven ze. Dit heeft ook gevolgen voor organismen verderop in de voedselketen die gedwongen worden naar een ander gebied te migreren of hun dieet aan te passen om te overleven.
Stormen zorgen voor de nodige neerslag, maar zware regen, natte sneeuw, hagel, sneeuw en harde wind kunnen bomen en planten beschadigen of vernietigen, met wisselende gevolgen voor het milieu. Hoewel er schade aan organismen kan optreden, kan dit dunner worden van takken of bossen helpen bestaande soorten te versterken en ruimte te bieden aan nieuwe soorten om te groeien. Aan de andere kant kunnen zware regenval (of het snel smelten van sneeuw) plaatselijke erosie veroorzaken, waardoor het ondersteuningssysteem verzwakt.
Overstromingen kunnen gunstig zijn. Overstromingswater levert voeding aan planten die anders misschien niet genoeg water krijgen. Sediment dat zich mogelijk in rivierbeddingen heeft gevestigd, wordt herverdeeld en vult de voedingsstoffen in de bodem aan, waardoor deze vruchtbaarder wordt. De nieuw afgezette grond kan ook helpen erosie te voorkomen. Natuurlijk veroorzaken overstromingen ook schade. Hoge vloedwateren kunnen dieren en planten doden, en het waterleven kan worden verplaatst en sterven wanneer het water zich zonder hen terugtrekt.
Vuur heeft ook zowel schadelijke als gunstige effecten op een ecosysteem. Planten en dieren kunnen gewond raken of sterven. Het verlies van levende wortelstructuren kan leiden tot erosie en latere sedimentatie van waterlopen. Er kunnen schadelijke gassen worden geproduceerd en door de wind worden meegevoerd, waardoor ook andere ecosystemen worden aangetast. Potentieel schadelijke fijnstof die in waterwegen terechtkomt, kan worden geconsumeerd door het waterleven, wat een negatieve invloed heeft op de waterkwaliteit. Brand kan echter ook verjongend werken in een bos. Het bevordert nieuwe groei door open zaadlagen te kraken en ontkieming teweeg te brengen of door boompods in het bladerdak ertoe aan te zetten zaden te openen en vrij te geven. Vuur ruimt het kreupelhout op, vermindert de concurrentie om zaailingen en zorgt voor een vers bed voor zaden dat rijk is aan voedingsstoffen.
Vulkaanuitbarstingen leiden aanvankelijk tot vernietiging, maar de rijke voedingsstoffen in vulkanische bodem komen later het plantenleven ten goede. Aan de andere kant kan een toename van de zuurgraad en temperatuur van het water schadelijk zijn voor het waterleven. Vogels kunnen verloren leefgebieden ervaren en hun migratiepatronen kunnen worden verstoord. Een uitbarsting dwingt ook meerdere gassen in de atmosfeer die de zuurstofniveaus en de ademhalingssystemen kunnen beïnvloeden.
Biotische of levende factoren
Alle levende organismen, van microscopisch kleine organismen tot mensen, zijn biotische factoren. Microscopische organismen zijn de meest voorkomende hiervan en zijn wijdverbreid. Ze zijn zeer flexibel en hun reproductiesnelheden zijn snel, waardoor ze in korte tijd een grote populatie kunnen creëren. Hun grootte werkt in hun voordeel; ze kunnen zich snel over een groot gebied verspreiden, hetzij door abiotische factoren zoals wind of waterstromingen, hetzij door in of op andere organismen te reizen. De eenvoud van de organismen helpt ook bij hun aanpassingsvermogen. De omstandigheden die nodig zijn voor groei zijn weinig, dus ze kunnen gemakkelijk gedijen in een grotere verscheidenheid aan omgevingen.
Biotische factoren beïnvloeden zowel hun omgeving als elkaar. De aan- of afwezigheid van andere organismen beïnvloedt of een soort moet strijden om voedsel, onderdak en andere hulpbronnen. Verschillende soorten planten kunnen strijden om licht, water en voedingsstoffen. Sommige microben en virussen kunnen ziekten veroorzaken die op andere soorten kunnen worden overgedragen, waardoor de populatie afneemt. Nuttige insecten zijn de belangrijkste bestuivers van gewassen, maar andere hebben het potentieel om gewassen te vernietigen. Insecten kunnen ook ziekten bij zich dragen, waarvan sommige kunnen worden overgedragen op andere soorten.
De aanwezigheid van roofdieren heeft gevolgen voor het ecosysteem. Het effect hiervan hangt af van drie factoren: het aantal roofdieren in een bepaalde omgeving, hoe ze omgaan met prooien en hoe ze omgaan met andere roofdieren. Het bestaan van meerdere roofdiersoorten in een ecosysteem kan al dan niet invloed op elkaar hebben, afhankelijk van op hun favoriete voedselbron, de grootte van het leefgebied en de frequentie en hoeveelheid voedsel verplicht. De grootste impact wordt gemaakt wanneer twee of meer soorten dezelfde prooi consumeren.
Zaken als wind of waterstromingen kunnen micro-organismen en kleine planten verplaatsen en nieuwe kolonies laten ontstaan. Deze verspreiding van soorten kan gunstig zijn voor het ecosysteem als geheel, omdat het een grotere voedselvoorziening voor primaire consumenten kan betekenen. Het kan echter een probleem zijn wanneer gevestigde soorten worden gedwongen om te concurreren met nieuwe soorten om hulpbronnen en die invasieve soorten het overnemen en het evenwicht van het ecosysteem verstoren.
In sommige gevallen kunnen biotische factoren voorkomen dat abiotische factoren hun werk doen. Een overbevolking van een soort kan invloed hebben op abiotische factoren en een negatief effect hebben op andere soorten. Zelfs het kleinste organisme, zoals fytoplankton, kan een ecosysteem verwoesten als het overbevolkt wordt. Dit wordt gezien in "bruine algenbloei" waar een buitensporig aantal algen zich verzamelt op het oppervlak van de water en voorkom dat het zonlicht het gebied eronder bereikt, waardoor al het leven eronder effectief wordt gedood water. Op het land doet zich een vergelijkbare situatie voor wanneer een boomkruin groeit om een groot gebied te bedekken, waardoor de zon effectief wordt geblokkeerd om het plantenleven eronder te bereiken.
Extreme omgevingsomstandigheden
De Arctische en Antarctische wateren hebben niet alleen extreem koude temperaturen, maar deze temperaturen variëren ook per seizoen. In de poolcirkel zorgt de rotatie van de aarde ervoor dat minimale zon het oppervlak bereikt, wat resulteert in een kort groeiseizoen. Het groeiseizoen in de Arctic National Wildlife Refuge is bijvoorbeeld slechts 50 tot 60 dagen met een temperatuurbereik van 2 tot 12 graden Celsius. Met de poolcirkel weg van de zon georiënteerd, hebben de winters korte dagen, met temperaturen variërend van -34 tot -51 graden Celsius (-29 tot -60F). Harde winden (tot 160 km/uur, of ongeveer 100 mijl per uur) bekogelen blootgestelde planten en dieren met ijskristallen. Hoewel de sneeuwbedekking isolerende voordelen biedt, laten de extreme omstandigheden geen nieuwe plantengroei toe.
Er zijn weinig biotische factoren in het noordpoolgebied. De omstandigheden laten alleen laaggelegen planten met ondiepe wortelstructuren toe. De meeste hiervan hebben donkergroene tot rode bladeren die meer zonlicht absorberen en zich ongeslachtelijk voortplanten, door te ontluiken of te klonen, in plaats van seksueel via zaden. De meeste planten groeien net boven de permafrost, omdat de grond enkele centimeters lager is. Door de zeer korte zomer planten en dieren zich snel voort. Veel dieren migreren; degenen die in het Arctic National Wildlife Refuge leven, hebben meestal kleinere aanhangsels en grotere lichamen dan hun zuidelijke tegenhangers waardoor ze warm kunnen blijven. De meeste zoogdieren hebben ook zowel een isolerende vetlaag als een beschermende laag die bestand is tegen kou en sneeuw.
Bij de andere extreme temperatuur vormen dorre woestijnen ook uitdagingen voor biotische factoren. Levende organismen hebben water nodig om te overleven, en de abiotische factoren in een woestijn (temperatuur, zonlicht, topografie en bodemsamenstelling) zijn onherbergzaam voor alle soorten, behalve voor enkele soorten. Het temperatuurbereik van de meeste grote Amerikaanse woestijnen is van 20 tot 49 graden Celsius (68 tot 120F). Neerslag niveaus zijn laag, en regenval is inconsistent. De grond is meestal grof en rotsachtig met weinig tot geen grondwater. Er is weinig tot geen bladerdak en het plantenleven is meestal kort en schaars. Het dierenleven is meestal ook kleiner en veel soorten brengen hun dagen door in een hol, dat alleen tijdens de koelere nachten tevoorschijn komt. Hoewel deze omgeving gunstig is voor vetplanten zoals cactussen, overleven poikilohydrische planten door een rusttoestand te handhaven tussen regens. Na een regenbui worden ze fotosynthetisch actief en reproduceren ze snel voordat ze weer in de rusttoestand komen.