Aerob dan biodegradasi anaerob menyingkirkan biomassa dan kembali karbon dioksida ke atmosfer. Reaksi yang kedua adalah sumber utama metana di atmosfer. Sisa Nondegraded proses ini merupakan bahan organik dalam sedimen air dan tanah, yang memiliki pengaruh penting pada karakteristik padatan tersebut. karbon yang awalnya tetap photosynthetically membentuk dasar dari semua bahan bakar fosil dalam geosfer.Ada interkoneksi yang kuat antara biosfer dan atmosfer. Manusia tergantung pada biosfer untuk makanan, bahan bakar, dan bahan baku. Pengaruh manusia pada biosfer terus berubah secara drastis. Pupuk, pestisida, dan budidaya praktek telah jauh meningkat hasil panen di beberapa kasus bahkan sebelum mereka ditemukan. Bioengineering organisme dengan teknologi DNA rekombinan dan teknik lama seleksi dan hibridisasi menyebabkan perubahan besar dalam karakteristik organisme dan berjanji untuk menghasilkan perubahan bahkan lebih mencolok di masa depan. Ini adalah tanggung jawab umat manusia untuk melakukan perubahan tersebut secara cerdas dan untuk melindungi dan memelihara biosfer.EkologiEkologi adalah ilmu yang berhubungan dengan hubungan antara organisme hidup dengan lingkungan fisik mereka dan satu sama lain. Suatu ekosistem terdiri dari perakitan organisme saling berinteraksi (masyarakat) dan lingkungan mereka di mana bahan dipertukarkan dengan cara sebagian besar siklus. Suatu ekosistem memiliki fisik, komponen biologi kimia bersama dengan sumber energi dan jalur energi dan bahan pertukaran. Lingkungan di mana kehidupan organisme tertentu disebut habitatnya. Peran organisme di habitat yang disebut ceruk.Untuk studi ekologi sering nyaman untuk membagi lingkungan menjadi empat kategori besar. Lingkungan terestrial didasarkan pada tanah dan terdiri dari bioma, seperti padang rumput, sabana, gurun, atau salah satu dari beberapa jenis hutan. Lingkungan air tawar dapat dibagi lagi antara habitat berdiri-air (danau, waduk) dan habitat berjalan-air (sungai, sungai). Lingkungan laut samudra ditandai dengan air garam dan dapat dibagi secara luas ke perairan dangkal landas kontinen menyusun zona neritic dan perairan yang lebih dalam dari laut yang merupakan wilayah laut suatu lingkungan di mana dua atau lebih jenis organisme yang ada bersama-sama untuk mereka saling menguntungkan disebut lingkungan simbiosisSebuah faktor yang sangat penting dalam menggambarkan ekosistem adalah bahwa populasi yang terdiri dari jumlah spesies tertentu menempati habitat tertentu. Populasi mungkin stabil, atau mereka dapat tumbuh secara eksponensial sebagai ledakan penduduk. Sebuah ledakan penduduk yang hasil dicentang dalam penipisan sumber daya, akumulasi limbah dan pemangsa, yang berpuncak pada penurunan mendadak disebut kecelakaan populasi. Perilaku di berbagai bidang seperti hirarki, teritorial, tekanan sosial, dan pola makan memainkan peran yang kuat dalam menentukan nasib penduduk.

EkotoksikologiSeperti yang dibahas secara rinci dalam Bab 22 dan 23 , toksikologi mengacu pada efek merugikan dari zat organisme . Zat dengan efek seperti disebut zat beracun , racun , atau racun . Apakah zat beracun tergantung pada jumlah yang organisme terkena dan cara eksposur . Beberapa zat yang berbahaya atau bahkan menguntungkan pada tingkat rendah beracun adalah tingkat yang lebih tinggi eksposur .Zat beracun memiliki pengaruh yang kuat ekosistem dan organisme dalam ekosistem , dan interaksi antara ekologi dan toksikologi sangat penting . Interaksi ini dapat menjadi kompleks dan melibatkan sejumlah organisme . Mereka mungkin melibatkan rantai makanan dan jaring makanan yang kompleks . Sebagai contoh senyawa organohalide persisten dapat menjadi lebih sangat terkonsentrasi melalui rantai makanan dan mengerahkan efek yang paling negatif pada organisme seperti burung pemangsa di puncak rantai makanan . Kombinasi ekologi dan toksikologi - studi tentang efek dari zat beracun pada ekosistem - telah datang untuk dikenal sebagai Ekotoksikologi, yang telah berkembang menjadi sebuah disiplin yang penting dalam ilmu lingkungan .Efek Ekotoksikologi dapat dipertimbangkan melalui beberapa tingkatan organisasi yang berbeda , seperti suara dalam gambar 1.2 . langkah pertama terdiri dari pengenalan racun atau polutan ke dalam sistem . Hal ini dapat menyebabkan perubahan biokimia pada tingkat molekuler . Akibatnya perubahan psicologycal mungkin terjadi pada jaringan dan organ . Ini dapat mengakibatkan perubahan yang merugikan dari organisme . Dengan demikian , organisme yang terkena dapat mengalami perubahan populasi , seperti yang terjadi pada 1950-an dan 1960-an dengan populasi penurunan elang terkena DDT . Perubahan tersebut dapat mengubah masyarakat , misalnya , penurunan jumlah elang memungkinkan meningkatkan jumlah tikus disertai kerusakan besar tanaman biji-bijian . Akhirnya , seluruh ekosistem dapat berubah secara signifikan .Sedangkan toksikologi biasanya berkaitan dengan efek dari zat beracun individu, Ekotoksikologi menekankan populasi . sejumlah besar individu dapat diracuni oleh beracun , sedangkan populasi dapat bertahan hidup . Berurusan dengan populasi seperti halnya , Ekotoksikologi secara signifikan lebih kompleks daripada toksikologi . Dalam mengurangi risiko, penekanan biasanya ditempatkan pada perlindungan komposisi spesies sejak otomatis melindungi proses ekosistem .ENERGI DAN SIKLUS ENERGISiklus biogeokimia dan hampir semua proses lain di bumi didorong oleh energi untuk matahari. matahari bertindak sebagai disebut radiator hitam dengan permukaan efektif suhu 5780 K (suhu mutlak setiap unit adalah sama dengan derajat celcius, tetapi dengan nol diambil sebagai nol mutlak). Ini mengirimkan energi ke bumi sebagai elektromagnetik. Radiasi (lihat di bawah) dengan fluks energi maksimum pada sekitar 500 nm, yang di daerah tampak dari spektrum. Sebuah wilayah tegak lurus 1m2 ke garis fluks surya di bagian atas atmosfer menerima energi sebagai tingkat 1340 W, cukup, misalnya, untuk tenaga besi listrik. Ini disebut fluks matahari (lihat Gambar 9.3).Cahaya dan Radiasi ElektromagnetikRadiasi elektromagnetik, terutama lampu, adalah sangat penting dalam mempertimbangkan energi dalam sistem lingkungan. Oleh karena itu, poin-poin penting berikut yang berhubungan dengan radiasi elektromagnetik harus diperhatikan:Energi dapat dilakukan melalui ruang pada kecepatan cahaya , 3,00 x 108 m / detik dalam ruang hampa, oleh radiasi elektromagnetik, yang meliputi cahaya tampak, radiasi ultraviolet, radiasi infra merah, gelombang mikro, gelombang radio, sinar gamma, dan sinar-x .Radiasi elektromagnetik memiliki karakter gelombang. Gelombang bergerak dengan kecepatan cahaya dan memiliki karakteristik panjang gelombang (), amplitudo, dan frekuensi (v), seperti yang digambarkan di bawah ini