Ciclo biogeochimico - cicli biogeochimici - ecologia

I cicli biogeochimici di una molecola rappresentano i passaggi che essa compie all’interno della biosfera sia in termini di permanenza spaziale sia dal punto di vista temporale. Un ciclo biogeochimico è, in altre parole, l’insieme di più tratti che, uniti tra loro, formano un percorso ad andatura ciclica. Si definisce "biogeochimico" poiché coinvolge, nell’arco temporale, le strutture vitali (bio-), il suolo e le rocce (-geo-) attraverso reazioni di natura chimica (-chimico).

In realtà, qualsiasi ciclo biogeochimico può interessare tanto le fasi biotiche quanto quelle abiotiche. L’azoto, ad esempio, è presente sia negli aminoacidi (molecole, dunque con carattere biotico) sia nell’atmosfera (abiotica).

L’equilibrio dei cicli biogeochimici garantisce la stabilità dell’ecosistema. Variazioni, anche minime, dei cicli biogeochimici possono avere ripercussioni importanti su tutta la biosfera. Queste variazioni prendono, genericamente, il nome di stress.

Classificazione dei cicli biogeochimici

I cicli biogeochimici sono classificabili in gassosi e sedimentari. Tutti i cicli biogeochimici affrontano sia una fase gassosa sia sedimentaria. Per questa ragione, la distinzione tra i due tipi di cicli è determinata esclusivamente dalla maggiore persistenza temporale all'interno di una delle due fasi.

L’azoto, ad esempio, è maggiormente presente nell’atmosfera e, per questo motivo, è un ciclo biogeochimico di tipo gassoso. Il fosforo, invece, è maggiormente presente come sedimento e, per questo motivo, è un ciclo di natura sedimentaria.

Schematizzazione di un ciclo biogeochimico

Idealmente, qualsiasi ciclo biogeochimico può essere interpretato come una serie di eventi o di processi che traslocano la molecola da una posizione della biosfera all’altra fino a ritornare al punto di inizio. All’interno dei cicli biogeochimici vi è, da un punto di vista termodinamico, un continuo fluire di energia mediante la quale possono avvenire i processi e le trasformazioni.

Uomo ed alterazione dei cicli biogeochimici

L’uomo, negli ultimi decenni, ha alterato profondamente alcuni dei cicli biogeochimici in equilibrio da decine di migliaia di anni. L’effetto antropico, a lungo andare, può trasformarsi in un percorso irreversibile capace di danneggiare irrimediabilmente la biosfera. Ad esempio, lo spostamento di biomassa tramite la deforestazione, l’immissione di gas serra e molte altre attività hanno contribuito a molte delle problematiche ecologiche ad oggi presenti. Il riscaldamento globale, lo scioglimento dei ghiacciai, la perdita di biodiversità sono soltanto poche tra le conseguenze dell’alterazione dei cicli biogeochimici.

Per questi motivi, è necessario definire una nuova era geologica definita antropocene, all'interno della quale è possibile delimitare, dal punto di vista temporale, le alterazioni a carico della biosfera.

Introduzione: Ecologia, ecosistema, biosfera, nicchia ecologica. Foresta pluviale, savana tropicale.
Flusso dell'energia: Produttore primario, consumatore
Cicli biogeochimici: Ciclo del carbonio, ciclo dell'azoto, ciclo del fosforo, ciclo dello zolfo.
Popolazione: Crescita della popolazione, fattore limitante, stress ecologico.
Rapporti tra specie: Neutralismo, commensalismo, competizione, mutalismo, amensalismo.
Dinamica delle popolazioni: Competizione intraspecifica, competizione interspecifica, coevoluzione. Equazioni di Lotka-Volterra.
Dinamica degli ecosistemi: Successione ecologica.