Tillsammans utgör abiotiska och biotiska faktorer ett ekosystem. Abiotiska faktorer är de icke-levande delarna av en miljö. Dessa inkluderar saker som solljus, temperatur, vind, vatten, jord och naturligt förekommande händelser som stormar, bränder och vulkanutbrott. Biotiska faktorer är de levande delarna av en miljö, såsom växter, djur och mikroorganismer. Tillsammans är de de biologiska faktorerna som avgör en arts framgång. Var och en av dessa faktorer påverkar andra, och en blandning av båda är nödvändig för att ett ekosystem ska överleva.
Abiotiska och biotiska faktorer utgör tillsammans ett ekosystem. Abiotiska eller icke-levande faktorer är sådana som klimat och geografi. Biotiska faktorer är levande organismer.
Abiotiska eller icke-levande faktorer
Abiotiska faktorer kan vara klimatrelaterade, väderrelaterade eller edafiska, relaterade till jord. Klimatiska faktorer inkluderar lufttemperatur, vind och regn. Edafiska faktorer inkluderar geografi som topografi och mineralinnehåll, samt marktemperatur, textur, fuktnivå, pH-nivå och luftning.
Klimatfaktorer påverkar i hög grad vilka växter och djur som kan leva inom ett ekosystem. Rådande vädermönster och förhållanden dikterar de förhållanden under vilka arter förväntas leva. Mönstren bidrar inte bara till att skapa miljön utan påverkar även vattenströmmar. Förändringar i någon av dessa faktorer, som de som inträffar under enstaka fluktuationer som El Niño, har en direkt inverkan och kan ha både positiva och negativa effekter.
Förändringar i lufttemperaturen påverkar växternas groning och växtmönster samt migrations- och vilolägesmönster hos djur. Medan säsongsmässiga förändringar inträffar i många tempererade klimat, kan oväntade förändringar ha negativa resultat. Även om vissa arter kan anpassa sig, kan plötsliga förändringar resultera i otillräckligt skydd mot svåra förhållanden (till exempel att vara utan en vinterpäls) eller utan tillräckligt med matförråd för att hålla under en säsong. I vissa livsmiljöer, till exempel i korallrev, kan arter inte kunna migrera till en mer gästvänlig plats. I alla dessa fall kommer de att dö om de inte kan anpassa sig.
Edafiska faktorer påverkar växtarter mer än djur, och effekten är större på större organismer än på mindre. Till exempel påverkar variabler som höjd växternas mångfald mer än bakteriers. Detta ses i skogsträdpopulationer där höjden, markens lutning, exponering för solljus och marken alla spelar en roll för att bestämma populationen av särskilda trädslag i en skog. Biotiska faktorer spelar också in. Förekomsten av andra trädslag påverkar. Föryngringstätheten hos träd tenderar att vara högre på platser där det finns andra träd av samma art i närheten. I vissa fall är närvaron av vissa andra trädarter i närheten förknippad med lägre föryngringsnivåer.
Landmassor och höjder påverkar vind och temperatur. Till exempel kan ett berg skapa ett vindbrott, vilket påverkar temperaturen på andra sidan. Ekosystem på högre höjder upplever lägre temperaturer än de på lägre höjder. I extrema fall kan höjden orsaka arktiska eller subarktiska förhållanden även på tropiska breddgrader. Dessa temperaturskillnader kan göra det omöjligt för en art att resa från en lämplig miljö till en annan om vägen mellan kräver att man reser genom växlande höjder med ogästvänliga förhållanden.
Mineraler som kalcium- och kvävenivåer påverkar tillgången på matkällor. Nivån av gaser som syre och koldioxid i luften dikterar vilka organismer som kan leva där. Skillnader i terräng som markens struktur, sammansättning och storleken på sandkorn kan också påverka en arts förmåga att överleva. Till exempel kräver grävande djur vissa typer av terräng för att skapa sina hem, och vissa organismer kräver rik jord medan andra klarar sig bättre i sandig eller stenig terräng.
I många ekosystem är abiotiska faktorer säsongsbetonade. I tempererade klimat påverkar normala variationer i temperatur, nederbörd och mängden dagligt solljus organismernas förmåga att växa. Detta påverkar inte bara växtlivet utan också de arter som är beroende av växterna som födokälla. Djurarter kan följa ett mönster av aktivitet och viloläge eller kan anpassa sig till förändrade förhållanden genom päls-, kost- och kroppsfettförändringar. Förändrade förhållanden uppmuntrar till hög mångfald bland arter i ett ekosystem. Detta kan hjälpa till att stabilisera populationer.
Oväntade klimathändelser
Miljöstabiliteten i ett ekosystem påverkar populationen av arter som kallar det hem. Oväntade förändringar kan indirekt förändra näringsväven då förändrade förhållanden gör det mer eller mindre gästvänligt och påverkar om en viss art kommer att etablera sig. Medan många abiotiska faktorer uppstår på ett ganska förutsägbart sätt, förekommer vissa sällan eller utan förvarning. Dessa inkluderar naturhändelser som torka, stormar, översvämningar, bränder och vulkanutbrott. Dessa händelser kan ha stor påverkan på miljön. Så länge de inte inträffar med stor frekvens eller över ett för stort område, finns det fördelar med dessa naturhändelser. När de är optimalt fördelade kan dessa händelser vara mycket fördelaktiga och föryngra miljön.
Långvarig torka påverkar ett ekosystem negativt. I många områden kan växter inte anpassa sig till ändrade regnmönster, och de dör. Detta påverkar även organismer längre upp i näringskedjan som tvingas migrera till ett annat område eller göra kostförändringar för att överleva.
Stormar ger nödvändig nederbörd, men kraftigt regn, snöslask, hagel, snö och hårda vindar kan skada eller förstöra träd och växter, med blandade miljöresultat. Även om skador på organismer kan uppstå, kan denna gallring av grenar eller skogar bidra till att stärka befintliga arter och ge utrymme för nya arter att växa. Å andra sidan kan kraftiga regn (eller snabb snösmältning) orsaka lokal erosion, vilket försvagar stödsystemet.
Översvämningar kan vara fördelaktiga. Översvämningsvatten ger näring till växter som annars kanske inte får tillräckligt med vatten. Sediment som kan ha lagt sig i flodbäddar omfördelas och fyller på näringsämnena i jorden, vilket gör den mer bördig. Den nyligen deponerade jorden kan också hjälpa till att förhindra erosion. Naturligtvis orsakar även översvämningar skador. Höga översvämningsvatten kan döda djur och växter, och vattenlevande liv kan förflyttas och dö när vattnet drar sig tillbaka utan dem.
Eld har också både skadliga och gynnsamma effekter på ett ekosystem. Växter och djur kan skadas eller dö. Förlusten av levande rotstrukturer kan resultera i erosion och senare sedimentering av vattendrag. Skadliga gaser kan produceras och kan transporteras av vindar, vilket också påverkar andra ekosystem. Potentiellt skadliga partiklar som hamnar i vattendrag kan förbrukas av vattenlevande organismer, vilket påverkar vattenkvaliteten negativt. Men eld kan också föryngra en skog. Det främjar ny tillväxt genom att spricka öppna fröskal och utlösa groning eller genom att få trädskidor i krontaket att öppna och släppa ut frön. Eld rensar undervegetationen, minskar konkurrensen om plantor och ger en fräsch bädd för frön som är rik på näringsämnen.
Vulkanutbrott resulterar initialt i förstörelse, men de rika näringsämnena i vulkanisk jord gynnar senare växtlivet. Å andra sidan kan en ökning av vattnets surhet och temperatur vara skadligt för vattenlevande organismer. Fåglar kan uppleva förlorade livsmiljöer och deras vandringsmönster kan störas. Ett utbrott tvingar också in flera gaser i atmosfären som kan påverka syrenivåerna och påverka andningsorganen.
Alla levande organismer, från mikroskopiska organismer till människor, är biotiska faktorer. Mikroskopiska organismer är de mest rikliga av dessa och är utbredda. De är mycket anpassningsbara och deras reproduktionshastighet är snabb, vilket gör att de kan skapa en stor befolkning på kort tid. Deras storlek fungerar till deras fördel; de kan snabbt spridas över ett stort område, antingen genom abiotiska faktorer som vind- eller vattenströmmar, eller genom att färdas i eller på andra organismer. Organismernas enkelhet bidrar också till deras anpassningsförmåga. Förutsättningarna för tillväxt är få, så de kan lätt frodas i en större variation av miljöer.
Biotiska faktorer påverkar både deras miljö och varandra. Närvaron eller frånvaron av andra organismer påverkar om en art behöver konkurrera om mat, tak över huvudet och andra resurser. Olika arter av växter kan konkurrera om ljus, vatten och näring. Vissa mikrober och virus kan orsaka sjukdomar som kan överföras till andra arter och därmed sänka populationen. Nyttiga insekter är de primära pollinatörerna av grödor, men andra har potential att förstöra grödor. Insekter kan också bära på sjukdomar, av vilka några kan överföras till andra arter.
Närvaron av rovdjur påverkar ekosystemet. Effekten detta har beror på tre faktorer: antalet predatorer i en given miljö, hur de interagerar med bytesdjur och hur de interagerar med andra predatorer. Förekomsten av flera rovdjursarter i ett ekosystem kan eller kanske inte påverka varandra, beroende på deras föredragna födokälla, storleken på livsmiljön och frekvensen och mängden mat som krävs. Störst påverkan görs när två eller flera arter konsumerar samma byte.
Saker som vind- eller vattenströmmar kan flytta mikroorganismer och små växter och tillåta dem att starta nya kolonier. Denna artspridning kan vara gynnsam för ekosystemet som helhet då det kan innebära en större födotillgång för primärkonsumenter. Det kan dock bli ett problem när etablerade arter tvingas konkurrera med nya om resurser och de invasiva arterna tar över och stör balansen i ekosystemet.
I vissa fall kan biotiska faktorer hindra abiotiska faktorer från att göra sitt jobb. En överbefolkning av en art kan påverka abiotiska faktorer och ha en negativ effekt på andra arter. Även den minsta organism, som växtplankton, kan ödelägga ett ekosystem om det tillåts överbefolkas. Detta ses i ”bruna algblomningar” där ett för stort antal alger samlas på vattenytan och förhindrar solljuset från att nå området nedanför, vilket effektivt dödar allt liv under vattnet. På land ser man en liknande situation när en trädkrona växer till att täcka ett stort område, vilket effektivt blockerar solen från att nå växtlivet nedanför.
Extrema miljöförhållanden
Arktis och Antarktis har inte bara extrema kalla temperaturer, utan dessa temperaturer varierar också beroende på årstid. I polcirkeln tillåter jordens rotation minimalt med sol att nå ytan, vilket resulterar i en kort växtsäsong. Till exempel är växtsäsongen i Arctic National Wildlife Refuge bara 50 till 60 dagar med ett temperaturområde på 2 till 12 grader Celsius. Med polcirkeln orienterad bort från solen har vintrarna korta dagar, med temperaturer från -34 till -51 grader Celsius (-29 till -60F). Starka vindar (upp till 160 km/timme, eller cirka 100 miles per timme) sköljer exponerade växter och djur med iskristaller. Även om snötäcket ger isolerande fördelar tillåter de extrema förhållandena ingen tillväxt av nya växter.
Biotiska faktorer är få i Arktis. Förhållandena tillåter endast lågt liggande växter med grunda rotstrukturer. De flesta av dessa har mörkgröna till röda blad som absorberar mer solljus och reproducerar sig asexuellt, genom knoppning eller kloning, snarare än sexuellt via frön. Det mesta växtlivet växer precis ovanför permafrosten, eftersom jorden är flera centimeter nedanför. På grund av den mycket korta sommaren förökar sig växter och djur snabbt. Många djur är migrerande; de som bor i Arctic National Wildlife Refuge tenderar att ha mindre bihang och större kroppar än sina södra motsvarigheter som gör att de kan hålla sig varma. De flesta däggdjur har också både en insulati ng lager av fett och en skyddande päls som står emot kyla och snö.
Vid den andra extremtemperaturen utgör torra öknar också utmaningar för biotiska faktorer. Levande organismer behöver vatten för att överleva, och de abiotiska faktorerna i en öken (temperatur, solljus, topografi och marksammansättning) är ogästvänliga för alla utom ett fåtal arter. Temperaturintervallet för de flesta stora amerikanska öknarna är från 20 till 49 grader Celsius (68 till 120F). Nederbörden är låg och nederbörden är inkonsekvent. Jorden tenderar att vara grov och stenig med lite eller inget vatten under ytan. Det finns lite eller inget baldakin, och växtlivet tenderar att vara kort och sparsamt. Djurlivet tenderar också att vara mindre, och många arter tillbringar sina dagar i en håla och dyker bara upp under de kallare nätterna. Även om denna miljö är gynnsam för suckulenter som kaktusar, överlever poikilohydriska växter genom att upprätthålla ett vilande tillstånd mellan regnen. Efter ett regn blir de fotosyntetiskt aktiva och fortplantar sig snabbt innan de återigen antar det vilande tillståndet.
