É necessário esclarecer que a denominada biosfera (esfera da vida) compreende todos os ambientes e organismos da superfície da Terra. Em outras palavras, biosfera é o conjunto de regiões do planeta que possibilitam a existência permanente dos seres vivos. Acrescenta SUELI AMÁLIA DE ANDRADE que a biosfera pode ser subdivida em três regiões distintas: a) a litosfera; b) a hidrosfera; e c) a atmosfera. A litosfera é a camada superficial sólida da Terra, constituída de rochas e solo, acima do nível das águas. O solo é mais do que a parte superficial que se desagregou das rochas. É o produto da transformação e da mistura de minerais, matéria orgânica morta, ar, água e organismos vivos. A hidrosfera é representada pelo ambiente líquido: os rios, lagos e oceanos. Estes últimos cobrem cerca de 71% (setenta e um) da superfície da Terra. Segundo SUELI AMÁLIA DE ANDRADE, o volume total de água na biosfera é de cerca de 1,5 bilhões de km3. Essa água está distribuída de modo muito desigual pela superfície da Terra, cuja superfície total é de 512 milhões de km2. A maior parte da água está no mar (97%). Os 3% (três por cento) restantes são constituídos por água doce (a maior parte em geleiras). O depósito de águas subterrâneas é muito maior do que o de águas superficiais. Rios e lagos contribuem muito pouco para o total de água doce existentes. A atmosfera é a camada gasosa que circunda a superfície da Terra, envolvendo os dois ambientes acima citados. O contínuo movimento do ar assegura-lhe uma composição constante (79% de nitrogênio, 21% de oxigênio e 0,03% de dióxido de carbônico, vapor de água e gases nobres).
Em todos os ambientes da biosfera (exceto nos desertos, no gelo e nos abismos oceânicos) podem ser encontrados vegetais: algas na água; árvores nas florestas; ervas nos campos etc. Em todos os ambientes da biosfera onde existem vegetais há herbívoros, que se alimentam desses vegetais. Inúmeros crustáceos comem as algas microscópicas no mar; cavalos e cangurus pastam ervas nas pradarias; esquilos e larvas se alimentam de nozes e troncos podres nas florestas. Além disso, em todos os ambientes da biosfera, existam ou não vegetais, há carnívoros, que se alimentam de outros animais. As leoas caçam gazelas nas savanas; peixes comem crustáceos no mar; louva-a-deus caçam insetos herbívoros na grama etc.
Como se vê, vegetais, animais herbívoros e animais carnívoros, em todos os ambientes da biosfera formam o que se costuma denominar pirâmide alimentar. Na base dessa pirâmide alimentar encontram-se os vegetais que fabricam seus próprios alimentos, por meio do processo denominado fotossíntese. Eles usam a água, o gás carbônico e a luz; os vegetais produzem todos os alimentos de que necessitam (carboidratos, gorduras e proteínas). Sobre os vegetais encontram-se, pelo menos, mais 2 (dois) níveis de animais que aproveitam os alimentos por eles fabricados. Na pirâmide alimentar, os vegetais constituem o primeiro nível trófico (derivado da palavra grega “trofos”, que significa alimento) produtor (organismo que realiza fotossíntese). Os animais constituem os níveis tróficos de consumidores primários ou de consumidores de primeira ordem (herbívoros). Em seguida, vêm os níveis tróficos de consumidores secundários ou de consumidores de segunda ordem (carnívoros) e, depois, níveis tróficos de consumidores terciários ou de consumidores de terceira ordem, e assim por diante.
No entanto, alerta SUELI AMÁLIA DE ANDRADE que, excepcionalmente, consumidores e decompositores se especializam rigorosamente em uma única fonte alimentar. Geralmente os herbívoros se alimentam de diversas espécies vegetais e os carnívoros, de diferentes tipos animais. Por outro lado, dada espécie vegetal serve de alimento a diversos consumidores, valendo o mesmo para os animais e microorganismos. Além disso, muitas espécies, entre elas o próprio homem, são onívoros (que se alimentam de plantas e vegetais). A diversidade de espécies existentes na natureza possibilita o uso destas diversas fontes de alimento, de modo que as cadeias de predadores de uma comunidade ligam-se umas às outras formando uma rede alimentar ou teia alimentar. A estrutura trófica de um ecossistema também pode ser descrita na forma de pirâmides de energia, em que a base é formada pelos produtores, seguida dos demais níveis tróficos. O tamanho dos níveis decresce da base para o ápice, formando uma pirâmide.
Também se costuma dizer que os vegetais são o componente autótrofo da pirâmide alimentar, isto é, aquele que se alimenta por si próprio, enquanto os animais (aí incluídos as bactérias e os fungos) são o componente heterótrofo (que se alimenta à custa dos outros). De maneira que, em todos os ambientes aquáticos ou terrestres da biosfera existem comunidades vivas (conjunto de populações de animais e vegetais, organizadas em pirâmides tróficas). As comunidades vivas formam, com o ambiente não-vivo que as cerca, um todo funcional e relativamente isolado denominado “ecossistema” ou “sistema ecológico”. Em outras palavras, os organismos vivos e o seu ambiente não-vivo (abiótico) estão inseparavelmente relacionados e interagem entre si. Chamamos, pois, de sistema ecológico ou ecossistema qualquer unidade que abranja todos os organismos que funcionam em conjunto numa área específica, interagindo com o seu ambiente físico. Portanto, o ecossistema é uma unidade de natureza ativa que combina comunidades bióticas (componentes vivos com plantas, animais e microorganismos) e componentes abióticos (formados de componentes não vivos químicos e físicos como água, ar, nutrientes, luz solar, temperatura, precipitação etc.) com os quais interagem. Existe uma diversidade de tipos de ecossistemas, como um lago, um campo, um rio, uma floresta etc. De maneira que, qualquer que seja a sua dimensão, pode-se considerar como um ecossistema qualquer unidade funcional da biosfera em que haja um fluxo de energia e um ciclo de matéria. Cada ecossistema (floresta, pradaria ou deserto) tem seus limites marcados pelo começo de outro ecossistema. Todavia, não se deve perder de vista que ambiente e ecossistema não são a mesma coisa. Como vimos, ambientes são as lagoas ou as florestas em geral, enquanto ecossistema é uma lagoa ou floresta em particular. Portanto, quando se fala, por exemplo, em estrutura dos ecossistemas desérticos ou marinhos, isso apenas significa que ecossistemas de um mesmo ambiente têm características semelhantes. Porém, sendo os ecossistemas unidades funcionais, um dos problemas é fixar-lhes os limites, que ora aparecem bem claros, ora não. Podemos citar como limites evidentes de ecossistemas, as bordas de um lago que dividem este da floresta ou este da pradaria. Outras vezes os ecossistemas separam-se por meio de gradientes progressivos (faixas de interpenetração) mais conhecidos como “ecótonos”. Estes gradientes progressivos apresentam características especiais, sendo que neles vivem representantes das populações de ambos ecossistemas e, ainda, algumas espécies próprias. Em outras palavras, nas palavras de EUGENE PLESANTS ODUM, ecótono é a transição entre duas ou mais comunidades diferentes; é uma zona de união ou um cinturão de tensão que poderá ter extensão linear considerável, porém mais estreita que as áreas das próprias comunidades adjacentes. A comunidade do ecótono pode conter organismos de cada uma das comunidades que se entrecortam, além dos organismos característicos.
Em qualquer ecossistema podemos distinguir uma parte física e outra biológica. A parte biológica é a biomassa ou a massa total dos seres vivos, que, por sua vez, é formada pelo conjunto das biomassas particulares de plantas, herbívoros, carnívoros, parasitas, bactérias etc. A parte física é constituída por elementos como: o substrato, as rochas, o solo, a areia, a água, os gases do ar, a luz que incide sobre o sistema, a temperatura etc. Parte dos elementos físicos do ecossistema (moléculas de água ou H2O, oxigênio ou O2, dióxido de carbonio ou CO2, elementos inorgânicos, como o nitrogênio e o enxofre) estão permanentemente penetrando na biomassa e saindo dela. O dióxido de carbono e as moléculas de água, por sua vez, entram na biomassa vegetal, onde se realiza a fotossíntese dos alimentos, liberando oxigênio para o ambiente. Este oxigênio penetra nos animais e nos vegetais pelo processo de respiração, ou seja, a oxidação dos alimentos, que liberta dióxido de carbono e água no ambiente, fechando o ciclo. Assim como existem os ciclos do dióxido de carbono e do oxigênio, há também ciclos do nitrogênio, do enxofre e de vários outros elementos. Tal troca e circulação, que existe entre a parte física e a biomassa, são chamadas de “ciclos biogeoquímicos do ecossistema”.
Em qualquer ecossistema a biomassa dos autótrofos (vegetais), que constitui o primeiro degrau da pirâmide alimentar, varia durante o ano e também ao longo dos ciclos bem mais longos que os anos. A primeira causa desta variação são mudanças do ambiente físico. A viagem do planeta em sua órbita faz chegar mais ou menos luz ao ecossistema, durante cada estação. A variação na entrada de fótons reflete-se na quantidade de alimento produzido. Isso porque é a energia dos fótons que mantém unidos os átomos dos alimentos e é essa energia que se libera durante a respiração. Existem outras causas da variação da biomassa vegetal como poluição, adubagem e falta de nitrogênio ou de outros micronutrientes. As variações da biomassa vegetal refletem-se, quase automaticamente, na biomassa animal. O decréscimo de alimento para os componentes de níveis superiores acaba por provocar a eliminação dos menos aptos, pois as espécies encontram-se em permanente competição pela sobrevivência, dentro do ecossistema. Assim, calcula-se que para manter 1 (um) kg de herbívoros, em qualquer ecossistema, são necessários pelo menos 10 (dez) kg de vegetais e para manter 1 (um) kg de carnívoros, são necessários 10 (dez) kg de herbívoros. Tal relação se deve ao fato de que cada vez que o indivíduo de um nível trófico do ecossistema consome outro, cerca de nove décimos da energia dos fótons contida nos alimentos é degradada sob a forma de calor (aumento da entropia), que se dispersa no ambiente. De maneira que, para um leão de 100 (cem) kg se manter vivo na savana, esta deve produzir 10.000 (dez mil) kg de vegetais comidos pelas gazelas. Todavia, a bem da verdade, raramente a cadeia alimentar é assim tão simples. Na maior parte das vezes, há vários graus de carnívoros menores e maiores que se consomem uns aos outros. Além disso, há vários herbívoros que são também carnívoros ocasionais, comento lavras, insetos etc. Portanto, quando o leão de 100 (cem) kg consegue viver num ambiente, é certo que foi consumido muito mais do que 10.000 (dez mil) kg de vegetal pelas presas que se tornaram sua alimentação.
Outrossim, é importante destacar que uma característica constantemente presente em todos os ecossistemas é que eles contêm poucas espécies muito comuns e muitas espécies pouco comuns. Um trecho de floresta, por exemplo, pode conter aproximadamente 50 (cinqüenta) espécies de árvores, das quais apenas meia dúzia, ou menos, são responsáveis por 90% (noventa) por cento da biomassa vegetal. Essas poucas espécies comuns são chamadas de “dominantes ecológicos”. Do ponto de vista prático, é quase impossível obter-se uma listagem completa das espécies de um ecossistema. Seu número, mesmo num ecossistema simples, é enorme. Normalmente, os ecologistas (pessoas ou entidades que se preocupam ativamente em defender a natureza) limitam-se a relacionar as espécies dominantes, levando em conta que uma espécie muito rara pode tornar-se importante para o funcionamento do conjunto. Se, por um motivo qualquer, uma espécie dominante entra em colapso, ela é imediatamente substituída por alguma das espécies raras, que ascende e assume o papel ecológico da desaparecida. E é por meio desse método que o ecossistema continua funcionando. A diversidade de espécies, portanto, tem grande importância para a capacidade de “sobrevivência” de um ecossistema, pois é um dos seus controles homeostáticos (estado de equilíbrio das comunidades vivas em relação às suas várias funções). Esse fato tem conseqüências práticas para o planejamento de ecossistemas agrícolas artificiais. É muito arriscado, por exemplo, reflorestar com apenas um ou dois tipos de árvores, mesmo que estes apresentem muitas vantagens como crescer depressa. Basta uma epidemia ou mudança no clima para que uma espécie seja totalmente dizimada. E é necessário que já exista alguma espécie “rara” que esteja capacitada a assumir o lugar e manter o sistema em funcionamento.
Fonte: MARTINS DA SILVA, Américo Luís. Direito do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais. Vol. 1: Impacto Ambiental .PNMA . SISNAMA .Licenciamento Ambiental . Responsabilidade Ambiental