
砂漠は、地域によって、温度の差が、とても広い。日本人はついつい「砂漠」と聞くと、熱い地域を想像してしまいがちなので、気をつけよう。砂漠では、サボテンのような、乾燥に適応した植物が、まばらに生育する。
なお、グラフには無いが、土壌や水質などによっても、植生は異なる。たとえば海水の多い地域では、海水の耐性のある植物が分布する。
またなお、グラフでの各植生の各領域の温度範囲や降水量範囲の広さや値は、教科書ごとに若干、異なる。なので、あまり細かな数値を覚えても無価値である。
熱帯・亜熱帯の気候の地域に、分布している。
高木(こうぼく)が多い。30m〜60mの高木もある。林内は暗い。
また、つる植物も多い。
東南アジアや南アメリカ大陸などで、このような熱帯多雨林が見られる。
海岸や河口付近では、海水にも耐性のあるマングローブ林などが分布し、マングローブであるヒルギ類などが分布する。
日本では、九州地方南端から沖縄地方、小笠原地方に、亜熱帯多雨林が見られる。
熱帯・亜熱帯の地域のうち、雨季と乾季のある地域に、雨緑樹林が分布する。
乾季に落葉するチークなどが見られる。
温帯地方では、硬葉樹林、照葉樹林、夏緑樹林が分布する。
地中海沿岸の、温帯のなかでも冬に雨が多く、夏に雨が少ない地中海性気候の地域で見られる。
夏の乾燥に耐えるため、葉が小さく、クチクラ層が厚く、一年中、葉をつける、オリーブやコルクガシなどが見られる。
日本では、関東から四国、九州地方までの低地に分布する。スダジイやアラカシなどが生育する。
温帯の中でも、比較的寒冷な地域に分布し、ブナ、ミズナラ、カエデ類などが見られる。
冬に落葉する。秋に紅葉する。
日本では、北海道南部の低地、東北地方に分布する。
シベリア、スカンジナビア半島、アラスカなどで亜寒帯の地域に見られ、常緑針葉樹のトウヒ類、モミ類などがある。東シベリアにはカラマツなども見られる。
樹種が少ない。
日本では、比較的寒冷な北海道東北部に見られる。トドマツやエゾマツが見られる。
針葉は、凍結に耐えるための仕組みである。
北極圏の寒帯などに分布する。夏の一時期を除いて、年中、土壌が凍結している凍土(とうど)のため、高木が育たない。草本は育つが、地衣類やコケ類などが混ざる。
この地域は降水量も少ないため、低温で降水量の少ない地域に、ツンドラが分布することになる。
日本では、どこでも降水量が多いため、森林が形成される。
よって日本では、おもに気温の地域差によって、各地の植生が違ってくる。
そして、気温の地域差は、おもに緯度と標高により、決まってくる。一般に、高度が1000m増すごとに気温が5〜6°C下がる。
なので結果的に、緯度と標高によって、植生が違ってくる。
標高に応じてバイオームの地域差を、垂直分布(すいちょく ぶんぷ)という。
いっぽう、緯度によるバイオームの地域差を水平分布という。
人工林としてスギなどを植えてた地域も日本では多く、そのため人の手が加わってない自然な植生は、日本では少ない。
2600m以上くらいに、標高が高くなりすぎると、気温が低すぎるため、森林が形成されない。この、森林の形成できる高さの限界を森林限界(しんりん げんかい)という。
また、森林限界を越えた、標高の高い場所は、強風の場所でもある場合が多く、そのため風に強い植物が多い。
また、その森林限界より前でも、高木の形成できる限界の標高があり、これを高木限界(こうぼくげんかい)という。
高木限界より高い場所の植物は、草や花や低木である。夏には、お花畑と呼ばれる高山草原が見られることもある。
また、森林を形成するには、夏の平均気温が10°C以上は必要である。
このような現象のあるため、森林限界(2500mあたり)をさかいにして、標高により、高山帯と亜高山帯とに分かれる。森林限界より高い側が高山帯(こうざんたい)で、森林限界より低い側が、亜高山帯(あこうざんたい)である。
2500m〜あたりが高山帯であり、コケモモ、コマクサなどが見られる。
1700m〜2500mあたりが、亜高山帯であり、シラビソ、コメツガなどが見られる。
1700m〜600mあたりを山地帯といい、夏緑樹林が見られ、ブナやミズナラなどが見られる。
〜600mあたりを丘陵帯(きゅうりょうたい)という。
沖縄や鹿児島は亜熱帯である。日本でもマングローブが沖縄県など南西諸島の海岸などで見られ、ヒルギ類がマングローブとして分布している。海岸以外では、ソテツ、ヘゴ、ガジュマルなどが分布している。
九州中部から関東までの、標高の低い地域で、照葉樹林の生育する気候である。
日本では、その地域の気温によって、植生が決まる。
よって、その地域の気温の積算値をもとにした指数によって、植生が説明できる。
植物の生育がうまくできる下限の値を5°Cと考え、よって月平均気温からマイナス5°Cをした値を各月もとめ、さらにその各月の値を足し合わせた積算値を、暖かさの指数(warmth index, WI)という。
WIが15〜45は、トドマツなどの針葉樹が分布し、亜寒帯に相当し、北海道の北東部などである。
45〜85は、ミズナラなどの夏緑樹林が分布し、冷温帯に相当し、東北地方などである。
85〜180は、スタジイなどの照葉樹林が分布し、温暖帯に相当する。
180〜240は、沖縄県や鹿児島などで見られ、亜熱帯多雨林が分布し、亜熱帯に相当する。
(※ 未記述)
(※ この解説は、現時点では 中学校理科のWikibooks を引用したものです。そのため、高校および大学受験では、不適切な可能性があります。)
動物性プランクトンは、エサとして、植物性プランクトンを食べている。
具体的に言うと、ミジンコやゾウリムシなどの動物性プランクトンは、ケイソウやアオミドロなどの植物性プランクトンを食べる。
そして、動物性プランクトンも、メダカなどの小さな魚に食べられる。
メダカなどの小さな魚も、さらに大きな魚に、エサとして食べられる。
というふうに、より大型の生き物などに食べられていく。
生きてるあいだは食べられずに寿命を迎えて死んだ生物も、微生物などにエサとして食べられていく。
このように、生き物どうしが、「食べる・食べられる」 の関係を通じて関わり合っていることを 食物連鎖(しょくもつれんさ、food chain) という。食べる側を捕食者(ほしょくしゃ、predator)といい、食べられる側を被食者(ひしょくしゃ)という。ミジンコとメダカの関係で言えば、メダカが捕食者、ミジンコが被食者である。捕食者も、さらに上位の捕食者によって食べられて、捕食者から被食者へとなる場合も多い。このように、捕食者-被食者の関係は、立場によって変わる相対的なものである。
実際には、捕食者が1種類の生物だけを食べることはまれであり、2種類以上のさまざまな種類の生物を食べる。食べられる側も、2種類以上の捕食者によって食べられる。このため、食物連鎖は、けっして1本道のつながりではなく、網状のつながりになっており、この食物連鎖の網状のつながりを食物網(しょくもつもう、food web)という。
食物連鎖は、なにも水中の生き物だけでなく、陸上の生き物にも当てはまる考え方である。
植物など、光合成を行って有機物を豪勢する生物のことを 生産者(せいさんしゃ、producer) と言う。動物のように、別の生物を食べる生き物を 消費者(しょうひしゃ、consumer) という。消費者は、生産者の合成した有機物を、直接または間接に摂取していると見なす。
動物は、他の動物または植物を食べているので、動物はすべて消費者である。肉食動物(carnivore)も草食動物(herbivore)も、どちらとも消費者である。
消費者のうち、草食動物のように、生産者を直接に食べる生物を一次消費者(primary consumer)という。その一次消費者を食べる肉食動物を二次消費者(secondary consumer)という。二次消費者を食べる動物を三次消費者という。さらに三次消費者を食べる生物を四次消費者という。
なお、二次消費者を食べる三次消費者が一次消費者を食べるような場合もある。このように、実際には、必ずしも直接に1段階下位の生物を食べるとは限らない。
いっぽう、菌類(きんるい)や細菌類(さいきんるい)のように、(落ち葉や 動物の死がい や 動物の糞尿(ふんにょう)などの)動植物の遺体や排泄物などの有機物を分解して無機物にする生物を分解者(ぶんかいしゃ、decomposer)と言う。
菌類とは、いわゆるカビやキノコのことである。シイタケやマツタケは菌類である。アオカビやクロカビは菌類である。
細菌類とは、たとえば、大腸菌(だいちょうきん)、乳酸菌(にゅうさんきん)、納豆菌(なっとうきん)などが菌類である。
分解によって、有機物は、二酸化炭素や水や窒素化合物などへと分解される。さまざまな分解者によって有機物は分解されていき、最終的には無機物へと変わる。
これら、菌類や細菌類は、普通は、葉緑体を持っていないので、光合成によって栄養を作ることができない。
菌類は葉緑体を持っていないため、菌類は植物には、ふくめない。細菌類も、同様に、植物にふくめない。
菌類の栄養の取り方は、カビ・キノコともに、菌糸をのばして、落ち葉や動物の死がいなどから、養分を吸収している。
一般的に、長期的に見れば、一次消費者の個体数は、生産者よりも少ない。なぜなら、一次消費者が一時的に生産者よりも増えても、食べ物の植物が足りずに一次消費者は死んでしまうからである。同様に、二次消費者の個体数は、一次消費者よりも少ない。
なので、本ページの図のように、生産者の個体数と一次消費者・二次消費者・三次消費者・ ... の個体数を積み上げていくと、三角形のピラミッド型の図になる。このような個体数を生産者・一次消費者・二次消費者・ ... と積み上げた図を個体数ピラミッドという。
同様に、生物量について、積み上げた図を生物量ピラミッド という。
個体数ピラミッドや生物量ピラミッドをまとめて、生態ピラミッドという。
これらのピラミッドのように、生態系を構成する生物を、生産者を底辺として、一次消費者・二次消費者・ ... と食物連鎖の段階によって段階的に分けることができ、これを栄養段階(えいよう だんかい)という。
栄養は、おおむね、
というふうに、移動していく。そして、消費者も一生の最期には死ぬから、死んで分解されるので、栄養は分解者へと移動する。
栄養素として食べられる物質も、このように循環していく。

物質は、生物どうしでは上記の食物連鎖のように循環をするが、しかしエネルギーは循環せず、最終的には地球外(宇宙空間)に熱エネルギーなどとして出て行く(※ 東京書籍、数研、実教、啓林などの見解)。 (※ 第一出版の教科書を紛失したので、第一は分からない。)
生物の利用するエネルギーのおおもとは、ほとんどが太陽からの光エネルギーであるので、光エネルギーが光合成などによって有機物に変えられるなどして化学エネルギーとして変換され、消費などによって熱エネルギーとして排出さて、その熱エネルギーが宇宙に放出されている、というような出来事になっている。
つまり、エネルギーは生態系の中を循環はしていない。
このようなことから、検定教科書では「エネルギーは生態系の外に放出される」とか「エネルギーは生態系外に出ていく」などのように説明している。
ある生態系の一定面積内において、一定期間において生産者が光合成した有機物の総量を総生産量(そう せいさんりょう)という。生産者である植物は、自身の生産した有機物の一部を、自身の呼吸で消費している。呼吸によって使われた有機物の量を呼吸量という。
総生産量から呼吸量を差し引いた量を、純生産量(じゅん せいさんりょう)という。
純生産量の一部は、落ち葉となって枯れ落ちたり( 枯死量、(「こしりょう」) )、あるいは一時消費者によって捕食されたりする( 被食量、(「ひしょくりょう」) )ので、生産者の成長に使える量は、純生産量よりも低くなる。
純生産量から、枯死量と被食量を差し引いた量を、成長量(せいちょうりょう)という。
植物が成長に使える有機物の総量が、成長量である。
消費者である動物は、食べた有機物の一部を、消化・吸収せずに排泄する。食べた有機物の総量を摂食量(せっしょくりょう)という。消化吸収せずに排出したぶんの量を、不消化排出量(ふしょうか はいしゅつりょう)という。
消費者の同化量は、摂食量から不消化排出量を差し引いた量であるので、次の式になる。
さらに、ある動物の群れを、集団全体で見ると、その群れの一部の個体は、食物連鎖で、より上位の個体によって捕食される。なので、群れの成長に使える有機物の総量から、被食量を差し引かねば、ならない。さらに、動物には寿命があり、かならずいつかは死滅する。死滅するぶんの量が死滅量である。
これらを考慮すると、消費者の成長量は、次の式になる。
ある環境において、生産者の被食量は、一次消費者の摂食量と等しい。
同様に、一時消費者の被食量は、二次消費者の摂食量と等しい。
食物連鎖で生物間を移動する物質は栄養素だけではなく、生命には望ましくない有害物も、食物連鎖を移動していく。
たとえば、かつて農薬として使用されていたDDTは、自然界では分解されにくく、脂肪に蓄積しやすく、そのため食物連鎖を通じて高次の消費者へも取り込まれ、動物に害をおよばした。
生物内で分解・排出できない物質は、体内に蓄積しやすいという特徴がある。さらに、その生物を食べる消費者の体には、もっと多く蓄積しやすい。このため、生態ピラミッドで上位の生物ほど、高濃度で、その物質が存在しているという現象が起き、この現象を生物濃縮(せいぶつ のうしゅく、biological concentration)という。
毒性のある物質で、生物濃縮を起こす物質によって、高次の消費者を死亡させたり、高次の消費者の生命が脅かされた事例が過去に起きた。
生物濃縮を起こす、危険物質は、DDTのほか、PCB(ポリ塩化ビフェニル)や有機水銀などである。
現在、アメリカおよび日本などでは、DDTの使用は禁止されている。
なんらかの理由で、生産量ピラミッド中での、ある生物の個体数の比率が変わっても、時間が経てば、もとどおりに近づいていく。