27.11.2013r.
OBIEG MATERII W EKOSYSTEMIE
Makro- i mikroelementy krążą pomiędzy organizmami i glebą/wodą (obiegi -> cykle biogeochemiczne), w glebie ważna aktywność edafonu -> rozkład materii organicznej.
W obiegu pierwiastka wyróżnia się:
-pulę zasobów (zbiornik składnika);
-pulę wymienną (część ruchliwa pomiędzy organizmami i glebą/wodą).
Istnieją 3 etapy obiegu pierwiastków:
-gazowy (pula zasobów w powietrzu atmosferycznym – N);
-sedymentacyjny (pula zasobów w skorupie ziemskiej – P, Ca, K);
-mieszany (pula w skorupie ziemskiej i powietrzu – S).
Azot (N) – niezbędny do życia (białko budulcowe, enzymy, chromosomy):
-przychody – wiązanie biologiczne, skomplikowany rozkład (Nitrosomonas, Nitrobacter), wyładowania elektryczne, wybuchy wulkanów, emisje NOX, nawożenie mineralne, wynoszenie z wody (ptaki, ryby, ssaki);
-ubytki – pobieranie przez organizmy (blokowanie w organizmach długowiecznych, denitryfikacja (2NO2 + 4H2 = N2 + 4H2O), wymywanie do mórz i oceanów, np. łubin wiąże do 200kg N/ha, robinia do 300kg N/ha (wolny rozkład, bez groźby przeazotowania gleby i eutrofizacji wód).
04.12.2013r.
Fosfor (P) – składnik protoplazmy (nukleotydy, fosfolipidy, ATP, ADP), aktywizuje środowisko – eutrofizacja (gleba – struktura gruzełkowata, aktywność biologiczna):
-przychody – wietrzenie skał, rozkład materii organicznej, nawozy fosforowe, wynoszenie z wody (ptaki, ryby, ssaki);
-ubytki – pobieranie przez organizmy (blokowanie, wymywanie, uwstecznianie).
Siarka (S) - potrzebna do syntezy niektórych aminokwasów. W glebie obecna (emisje SO2, kwaśne deszcze); duże potrzeby – ziemniaki i kapusta. Obieg typu mieszanego (pula w glebie i w powietrzu):
-przychody – emisje przemysłowe, rozkład substancji organicznej, nawożenie, wietrzenie skał, wybuchy wulkanów, wynoszenie z wody (ptaki, ryby, ssaki);
-ubytki – redukcja i utlenianie do postaci gazowej, pobieranie przez organizmy (blokowanie), wymywanie do morze.
Rośliny korzystają z 2 pul (S stymuluje obieg, P – rozpuszczanie uwstecznianych fosforanów).
Kwaśne deszcze wpływają znacząco na cykle biogeochemiczne (emisje CO2 i NOx sięgają 10% emisji naturalnych, emisje SO2 – 160% emisji naturalnych).
Szkody powodowane przez kwaśne deszcze:
-obniżanie pH wód i gleb (kwaśne deszcze – pH 2-3), zwłaszcza gleb ubogich w Ca i Mg – zakwaszenie gleb i degradacja lasów, w jeziorach mniej ryb drapieżnych (kraje skandynawskie – na prekambyjskiej tarczy bałtyckiej ubogiej w Ca i Mg);
-działanie parzące, zaburzenia w odżywianiu roślin (azotany i siarczany hamują pobór Ca, Mg i K – żółknięcie i opadanie igieł, podatność na choroby).
Jednostka biologiczna (roślina, gatunek, zespół, ekosystem) dysponuje pulą biopierwiastków, a szybkość przepływu pierwiastków ma znaczenie ekonomiczne -> produkcja – badanie cykli (markery).
Obieg C i H2O – bardzo ważny dla produkcji ekosystemów:
-małe pule w powietrzu atmosferycznym;
-duża aktywność tych pul;
-zagrożenia antropogeniczne pul H2O (stepaucenie klimatu, skażenie), C (duża emisja CO2).
BILAN WODY I CO2 W BIOSFERZE
Problem wody:
-bilans wody w rejonach cywilizowanych ujemny (nadmierny wyrąb lasu, złe melioracje, duże zużycie, zatruwanie i marnotrawstwo wody);
-niedobór wody łagodzą: wzrost lesistości, fitomelioracje, zadrzewienia śródpolne – dobre regulatory bilansu wodnego.
Siły buforowe Ziemi
Przewidywane reakcja organizmów na ocieplenie klimatu:
-rośliny – stymulacja fotosyntezy roślin C3 (produkcja wydajniejsza przy słabszym naświetleniu, rozrzutna gospodarka wodą – zboża, drzewa);
-zespoły roślinne – reakcja trudna do przewidzenia, tundra zareaguje negatywnie (wzrost parowania i szybkości rozkładu materii organicznej = nadmiar CO2);
-zwierzęta – wpływ bezpośredni i pośredni przez pokarm (większy stosunek C:N – większa konsumpcja, zmiana temperatury – zakłócenie cyklu życiowego szkodników i pasożytów).
11.12.2013r.
OBIEG MATERII W PRZYRODZIE
Terminy charakteryzujące produkcję:
-produkcja pierwotna brutto (Ppb) – szybkość fotosyntezy/ jednostka czasu, pojęcie teoretyczne; zależy od biomasy, metabolizmu, temperatury, naświetlenia, żyzności gleby;
-produkcja pierwotna netto (Ppn) – Ppb minus oddychanie autotrofów (miara – poieranie CO2, przyrost biomasy/ jednostka czasu);
-produkcja netto biocenozy (Pnb) – Ppn minus konsumpcja heterotrofów (miara – przyrost biomasy/ jednostka czasu, plon);
-produkcja użyteczna (Pu) – Pnb minus część trudna do zbioru;
-produkcja konsumpcyjna (Pk) – część jadalna, zwierzęta < 1/3 Ppb;
-produkcja wtórna (Pw) – produkcja heterotrofów (miara – zużycie O2, produkcja energii).
Produkcja w różnych ekosystemach:
-Ekosystemy wodne – do 30m głębokości (wody przybrzeżne) lub 200m (pełne morze), fitoplankton skupiony w górnej warstwie (barwa zielonkawa), fitoplankton głębiej (bardziej niebieskawa), oznaka czystości wody;
-Ekosystemy leśne – głównie w koronach drzew (duża biomasa, metabolizm mniejszy niż krzewów i runa; więcej ciałek zieleni, symbionty korzeniowe zawyżają produkcję);
-Agroekosystemy – zależy od nakładów energii/ ha (praca hodowlana – odmiany, agrotechnika, ochrona roślin).
SUKCESJA BIOCENOZ
Biocenozy i populacja cechuje zmienność w czasie:
-ukierunkowana (sukcesja biocenozy) – pierwotna (zachodzi od nowa) lub wtórna (odtwarzanie biocenoz z ingerencją człowieka);
-cykliczna (oscylacja wokół człowieka);
-cykliczna (oscylacja wokół średniej).
Przykład sukcesji heterotroficznej pierwotniaków:
-Flagellata – dominacja w 5 dniu;
-Colpoda – dominacja w 12 dniu;
-Paramaecium – dominacja w 25 i 50 dniu;
-Hypotricha – dominacja w 50 dniu;
-Amaeba – dominacja w 55 dniu;
-Uorticella – dominacja w 75 dniu.
Sukcesja biocenozy leśnej na ugorze:
-rośliny jednoroczne (chwasty);
-rośliny wieloletnie, siewki drzew lekko nasiennych;
-rozwój drzew (konkurencja z trawami, stopniowe zwarcie koron;
-wytworzenie pięter (komplikacja struktury gatunkowej i związków biocenotycznych).
Sukcesja ekologiczna – ukierunkowany rozwój biocenozy pzez stadia pośrednie (sery) do sery kulminacyjne – klimaksy (maksimum biomasy, wiele gatunków, najbardziej rozwinięte układy biocenotyczne). Stadia przejściowe – seralne.
Kierunki zmian biocenozy w trakcie sukcesji:
-wzrost biomasy biocenozy (stopień rozwoju ekosystemu = Ppb/respiracja (R); Ppb > R – sukcesja autotroficzna, P < R – S heterotroficzna);
-wzrost udziału drapieżników i pasożytów;
-komplikacja grupami troficznymi i gatunkami;
-wydłużenie łańcuchów troficznych (głównie detrysusowego);
-wzrost zdolności biocenozy do zatrzymywania składników odżywczych w ekosystemie (komplikowanie obiegu – mały, duży, pośrednie);
-wzrost homeostazy ekosystemu.
18.12.2013r.
Gatunek obcy – gatunek, podgatunek lub niższy takson introdukowany (przeniesiony) poza zasięg, w którym występuje on (lub występował w przeszłości) w sposób naturalny, włącznie z częściami, gametami, nasionami, jajami lub propagulami tego gatunku, dzięki któremu może on przezywać i rozmnażać się.
Inwazyjny gatunek obcy – gatunek obcy, którego introdukcja i/lub rozprzestrzenianie się zagraża różnorodności biologicznej.
Introdukcja – spowodowane przy bezpośrednim lub pośrednim udziale człowieka, celowe lub przypadkowe przemieszczenie lub/i osiedlenie do środowiska przyrodniczego gatunku obcego, poza zasięg, w którym gatunek ten w sposób naturalny występuje (lub występował w przeszłości).
Gatunki inwazyjne – w skali globalnej, inwazyjne gatunki obce, poza utratą siedlisk, zagrożenie dla różnorodności biologicznej.
Jak gatunki introdukowane stają się inwazyjne?
-Proces inwazji można podzielić na 4 etapy:
1.introdukcja – obejmuje wprowadzanie lub przybycie gatunku na nowy obszar i jego sukces lub porażkę; gatunki są sprowadzane celowo lub przypadkowo; w ostatnich czasach miały miejsce głównie procesy introdukcji:
*kolonizacja Europy – osadnicy z Europy zawieźli do kolonii setki gatunków europejskich;
*rolnictwo i akwakultura – wiele gatunków sprowadzono w celach konsumpcyjnych, ozdobnych itp.;
*transport przypadkowy – np. chwasty przenoszone wraz z nasionami roślin uprawnych, szczury i owady na pokładach statków i samolotów, choroby i pasożyty przenoszone przez nosicieli, statki przenoszą obce gatunki wraz z balastem;
2.ustalenie się populacji – kiedy gatunek inwazyjny przybywa na nowy teren, musi pokonać szereg przeszkód, aby odnieść sukces; zazwyczaj inwazja zaczyna się od kilku osobników, nawet jeśli uda im się przeżyć, są małe szanse, że populacja utrzyma się w środowisku (mała pula genetyczne);
3.ekspansja – kiedy gatunek obcy przyjmuje się dobrze w nowym miejscu, jego zasięg występowania wcześniej lub później będzie się poszerzał;
4.integracja – końcowe stadium inwazji, w którym gatunek inwazyjny ustala introdukcje z innymi gatunkami miejscowymi, z nowymi nosicielami i pasożytami, itp.
Introdukcja (100gatunków) -> ustalenie się populacji – kolonizacja (10gatunków) -> naturalizacja (5gatunków) -> inwazja – stanie się szkodnikiem (1gatunek).
Ekologia babki byczej:
-znana wcześniej z Morza Czarnego, Kaspijskiego, Azowa i Marmara;
-w 1990r. odkryto w Zatoce Gdańskiej – przybyła z wodą balastową, rozprzestrzeniła się w Bałtyku bardzo szybko (1987r. przybyło kilka osobników, obecnie jest ich kilka milionów).
Znaczenie babki byczej:
-konkuruje o pokarm z rybami z rodziny babkowatych, miętusem, węgorzem, płastugą, okoniem;
-wyjada ikrę ryb szlachetnych;
-zjada małże – naturalne filtratory wody morskiej;
-szybko się rozmieszcza;
-nie ma wrogów naturalnych;
-nie ma u nas wartości konsumpcyjnej.
Ekologia ryby bentosowej:
-dno muliste lub porośnięte roślinnością, z dużą ilością kryjówek (kamieni, wraków, umocnień brzegowych);
-potrafi przeżyć w wodzie słodkiej jak i silnie zasolonej.
Ekologia rasicznicy zmiennej:
-pochodzenie – Basen Morza Czarnego i Kaspijskiego;
-introdukcja – w pierwszej połowie XIX w, nieświadomie zawleczony, prawdopodobnie osobniki przytwierdzone do jednostek pływających;
-zasiedlane ekosystemy: wody słodkie i słonawe, wolno płynące rzeki i ich ujścia, kanały, doki portowe, jeziora, stawy, preferuje twarde podłoże;
-biologia gatunku – jest filtratorem, jej pokarmem jest detrytus, (fito- i zooplankton); swobodnie pływająca larwa (veliger) może przemieszczać się na duże odległości; gatunek bardzo płody i żyje w dużych zagęszczeniach;
-szkodliwość:
*gatunek wyjątkowo szkodliwy – przyczepiające się osobniki tworzą zwartą warstwę na każdej powierzchni zanurzonej w wodzie;
*konkuruje i wypiera rodzime gatunki małży skórkowatych;
-zwalczanie: niszczenie kolonii na dużą skalę.
08.01.2014r.
Atmosfera i jej zanieczyszczenia
Na dobę:
-woda 3kg;
-pokarm 2kg;
-powietrze 12m3 – 15kg.
Atmosfera – powłoka otaczająca kulę ziemską; składa się z kilku warstwa o różnych właściwościach fizycznych: egzosfera, jonosfera, mezosfera, stratosfera (jej częścią jest warstwa ozonowa) i troposfera.
Troposfera – 8-16km; stanowi 75% masy atmosfery; co 100m temperatura spada o 0,6°C; zjawiska atmosferyczne, zanieczyszczenia.
Atmosfera – skład w powietrzu suchym i czystym nad morzem:
-02 – 21%;
-N2 – 78%;
-CO2 – 0,03%;
-NH3 – 0,002%;
-oraz SO2, NO2, O3, para wodna, argon, neon, hel, ksenon, radon.
Podział zanieczyszczeń powietrza atmosferycznego:
-zanieczyszczenia:
*naturalne – wybuchy wulkanów, upadki meteorytów, wyładowania atmosferyczne, pożary lasów, unoszenie pyłów z powierzchni gleby, pyłki kwiatów i mikroorganizmy, rozkład substancji organicznej;
-pochodzenie:
*antropogeniczne – energetyka i ciepłownictwo, przemysł surowcowy, metalurgiczny, chemiczny, rolnictwo, motoryzacja.
„Czysta” energia – energia atomowa (odpady), woda (wielkie zbiorniki), wiatr (rozkład opadów, krajobraz), geotermiczna (dostępność), fotoogniwa (przechowywanie), biomasa.
Podstawowy podział zanieczyszczeń powietrza atmosferycznego:
-gazy i pory związków chemicznych, tlenki węgla, siarki i ………., fluor, ozon, amoniak, węglowodory;
-drobne kropelki cieczy – kropelki zasad, kwasów;
-mikroorganizmy wraz z p...
Gacololo00