W 4, Studia, Ekologia wykłady
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
EKOSYSTEM Ekosystem jest to podstawowa jednostka, jaką zajmuje się ekologia. Określa się go jako podstawową jednostkę funkcjonalną w przyrodzie. EKOSYSTEM BIOCENOZA BIOTOP Ekosystem składa się z części: Autotroficznej (wiązanie energii świetlnej, zużywanie prostych substancji nieorganicznych i synteza skomplikowanych związków), Heterotroficznej (zużywanie, przemiana i rozkład skomplikowanych związków). DOPŁYW ENERGII PRODUCENCI Pokarm KONSUMENCI I H 2 O CO 2 + Sole mineralne Szczątki organiczne Pokarm KONSUMENCI II i III Szczątki organiczne REDUCENCI Rys. 2.5. Obieg materii w EKOSYSTEMIE Ekosystemy zajmują bardzo różne obszary jak np.: kałuża, jezioro, rozległy obszar leśny, pole uprawne itp. Dla wszystkich ekosystemów, stosują się te same podstawowe prawa. Funkcjonowanie ekosystemów limitowane jest koniecznością spełnienia I i II prawa termodynamiki. Zgodnie z pierwszą zasadą termodynamiki , zwaną też prawem zachowania energii , energia nie powstaje ani nie zanika; może jedynie zmieniać postać. Ilość energii pozostającej w ekosystemie jest różnicą między energią doprowadzoną do ekosystemu a utraconą (rozproszoną w postaci energii cieplnej) wskutek wykonania pracy. Z II zasady termodynamiki , zwanej zasadą entropii , wynika, iż naturalnym kierunkiem przemian energetycznych we Wszechświecie jest wzrost entropii (stopnia nieuporządkowania). DOPŁYW ENERGII PRODUCENCI KONSUMENCI I KONSUMENCI II KONSUMENCI III Rys. 2.6. Przepływ energii w EKOSYSTEMIE Wnioski dotyczące funkcjonowania ekosystemu: (1) dla całego ekosystemu dostępna może być co najwyżej taka ilość energii, jaka została przyswojona i związana w postaci związków organicznych przez producentów; (2) ponieważ spełnianie podstawowych funkcji życiowych przez organizmy żywe wymaga wykonywania pracy, część energii jest na kolejnych poziomach troficznych bezpowrotnie rozpraszana w postaci ciepła. Prowadzi to do podstawowej dla ekologii ekosystemów zasady, iż energia może jedynie przepływać przez ekosystem w jednym kierunku , by ostatecznie zostać całkowicie rozproszoną w postaci ciepła. Produkcja pierwotna brutto – ilość materii organicznej zsyntetyzowana przez producentów w jednostce czasu, po odjęciu materii zużytej na procesy metaboliczne pozostaje produkcja netto. Produktywność – zdolność do wiązania energii przez biocenozę w jednostce czasu. Produkcja wtórna – definiowana jest jako szybkość produkowania biomasy przez organizmy heterotroficzne. Średnia produkcja pierwotna netto [g/m 2 /rok] Typ ekosystemu Puszcza tropikalna 2200 Las liściasty (mieszany) klimatu umiarkowanego 1300 Sawanna 800 Tajga 900 Step strefy umiarkowanej 600 Tundra 140 Półpustynie / pustynie 90/3 Plantacje trzciny cukrowej 4000 Rafy koralowe 2500 Wody otwartego oceanu 125 W kolejnych ogniwach łańcucha pokarmowego produktywność wtórna jest coraz to mniejsza, skutkiem utraty energii przy każdym przejściu na wyższy poziom troficzny . W związku z tym łańcuch zależności pokarmowych można przedstawić w postaci piramidy , w której jej każdy wyższy stopień jest mniejszy od poprzedniego. Piramidę tę można określić mianem piramidy ekologicznej . W piramidzie pokarmowej jedynie 10-15% biomasy przechodzi w tkanki organizmów następnego stopnia piramidy. Opracowywane są piramidy przedstawiające różne aspekty funkcjonowania ekosystemu: • piramidy liczebności, • piramidy biomas, • piramidy energetyczne. K O N S U M E N C I III ENERGIA SŁONECZNA RESPIRACJA KONSU- MENCI II KONSUMENCI I PRODUCENCI Rys. 2.7. Piramida energii w ekosystemie Podstawowymi czynnikami ograniczającymi produktywność ekosystemów lądowych są: temperatura, wielkość opadów oraz długość okresu wegetacyjnego. Biogeochemia bada drogi przepływu pierwiastków chemicznych pomiędzy poszczególnymi składnikami ekosystemu oraz wymiany tych pierwiastków między ożywioną częścią ekosystemu (biocenozą) i jej fizyko-chemicznym środowiskiem. Drogi importu pierwiastków do ekosystemu: opady mokre (deszcz, śnieg), opad suchy (pyły), depozycja gazowa (np. SO 2 , NO X ), imigracja organizmów. Drogi eksportu pierwiastków z ekosystemu: odpływ powierzchniowy (strumienie), ucieczka do wód gruntowych, erozja wietrzna, emigracja organizmów. CO 2 w powietrzu i w wodzie fotosynteza Obieg węgla w ekosystemie oddychanie rozkład Reducenci Rośliny Węgiel, torf, ropa naftowa, gaz ziemny Zwierzęta Obumarłe szczątki i wydzieliny roślin i zwierząt Bibliografia: 1. Dojlido J.R.: Ekologia i ochrona środowiska. Wyd. Politechniki Radomskiej. Radom 1997. 2. Mackenzie A.: Ekologia. krótkie wykłady. PWN, Warszawa 2007. 3. Strzałko J., Mossor-Pietraszewska T.: Kompendium wiedzy z ekologii, PWN, Warszawa 2006. 4. Wiąckowski S.: Ekologia ogólna. Wyd. BRANTA, Bydgoszcz 2008. 5. Wnuk Z.: Wybrane zagadnienia z ekologii i ochrony środowiska. Oficyna Wydawnicza PRz, Rzeszów 1997. [ Pobierz całość w formacie PDF ] |