Ekologia i Ochrona przyrody

Nazwisko i Imię prowadzącego kurs: Dr Waldemar Adamiak

ĆWICZENIE 4 I 5: PRODUKCJA I ROZKŁAD W PRZYRODZIE. ŁAŃCUCHY I SIECI TROFICZNE. SUKCESJA EKOLOGICZNA. PRZEGLĄD BIOCENOZ WODNYCH (PLANKTON PERYFITON, BENTOS)

Imię i nazwisko:	Dawid Kaczmarczyk
Wydział:	Inżynierii Środowiska
Nr albumu:	191845
Termin zajęć: dzień tygodnia, godzina	wt 15:15-18:45,TN

Cele ćwiczenia:

• Pomiar produkcji pierwotnej metodą żniwną

• Badanie wpływu zagęszczenia populacji na rozwój osobników

• Badanie allelopatii- hamującego wpływu jednych roślin na rozwój innych

• Badanie rozkładu różnych materiałów przez destruentów glebowych

• Układanie łańcuchów troficznych

• Analiza sieci troficznej

• Obserwacja procesu sukcesji w hodowlach sianowych

• Zapoznanie się z pojęciami sukcesji, allelopatii, łańcuch troficzny itp.

I. Wstęp teoretyczny:

Łańcuch pokarmowy, łańcuch troficzny – szereg organizmów ustawionych w takiej kolejności, że każda poprzedzająca grupa (ogniwo) jest podstawą pożywienia następnej. Wiążą one ze sobą producentów, konsumentów i reducentów w poszczególnych biocenozach. Łańcuchy troficzne tworzą sieć zależności pokarmowych. Dzięki nim możliwy jest obieg materii i przepływ energii w ekosystemach.

Wyróżnia się 3 rodzaje łańcuchów:

• łańcuch spasania – rozpoczyna się od roślin zielonych (producentów), poprzez zwierzęta roślinożerne (konsumenci I rzędu), do drapieżców czyli konsumentów wyższych rzędów

np. ziemniak—stonka—bażant—lis

trawa-koza-wilk

• łańcuch detrytusowy – zaczyna się od martwej materii organicznej, roślinnej lub zwierzęcej, poprzez mikroorganizmy i zwierzęta saprofagiczne, do drapieżników.

np. martwa materia organiczna-wiciowce-okoń-szczupak-człowiek

• łańcuch pasożytów – zaczyna się od konsumentów (np. 1 rzędowych) a kończy na najmniejszych pasożytach.

np. krowa—bakteria—bakteriofag

Sieć pokarmowa to sieć pokazująca więcej niż jeden łańcuch pokarmowy np. trawa-mysz-sowa-lis (druga strona) niedźwiedź-sarna-liść.

Allelopatia, wzajemne oddziaływanie na siebie różnych gatunków roślin (rosnących razem lub uprawianych jedne po drugich) za pośrednictwem fizjologicznie czynnych substancji: kolin, fitoncydów, marasmin, antybiotyków. Substancje te, wydzielane przez żywy organizm roślinny lub uwalniane podczas rozkładu jego resztek, hamują lub pobudzają wzrost i kiełkowanie określonych roślin. Przykładem allelopatii dodatniej jest korzystny wpływ (przy odpowiedniej domieszce) jaskra ostrego na rozwój traw, kąkola polnego - na rozwój pszenicy, łubinu - na ziemniaki.

Znany jest dodatni wpływ na plonowanie siewu mieszanego w porównaniu z siewem czystym (np. siew owsa z jęczmieniem daje większy plon niż siew oddzielny). Allelopatia ujemna to szkodliwe oddziaływanie jednego gatunku na drugi, np. bylica piołun wydziela do roztworów wodnych gleby absyntynę, alkaloid, który, działając szkodliwie na liczne gatunki roślin, ogranicza ich występowanie. Zjawisko allelopatii ujemnej na polach uprawnych jest przyczyną zmęczenia gleby w wadliwych płodozmianach i monokulturach.

Sukcesja ekologiczna, uporządkowany proces rozwoju ekosystemu polegający na zachodzących w czasie zmianach struktury gatunkowej i procesów biocenotycznych, które wynikają ze zmian w abiotycznym środowisku (abiotyczne czynniki) pod wpływem biocenozy.

Poszczególne stadia rozwoju ekosystemu, występujące jedne po drugich, nazywane są serią sukcesyjną, a ustabilizowany układ kończący sukcesję ekonomiczną klimaksem. Wraz z postępem sukcesji ekonomicznej wzrasta homeostaza ekosystemu.

II. Część doświadczalna

1.Pomiar produkcji pierwotnej metodą żniwną:

W doniczce z ziemia ogrodową wysiano 20 ziaren owsa o łącznej wadze 0,75g natomiast w doniczce z piaskiem wysiano 20 ziaren o wadze 0,76g.

Po dwóch tygodniach zważono wyrosłe rośliny i wyniki wyglądały następująco : waga roślin z ziemi ogrodowej 3,30g, a z piasku 2,08g. Produkcja pierwotna w doniczce z ziemią ogrodową wyniosła 2,55g , a w doniczce z piaskiem 1,32g.

Większą produkcje pierwotną zaobserwowano w doniczce z ziemią ogrodową. Stało się tak ponieważ gleby stwarza lepsze warunki rozwoju i zaopatrzenia roślin niż ubogi piasek.

2. Wpływ zagęszczenia populacji na rozwój osobników:

W dwóch doniczkach posiano sałatę (Lactucasativa), w pierwszej uprawie nasiona był silnie zagęszczone, natomiast drugiej uprawie zachowano odległość ok 1,5 cm między nasionami.

Po 2 tygodniach porównano wyhodowane rośliny z dwóch prób. W doniczce z hodowlą o dużym zagęszczeniu rośliny były znacznie mniej okazałe, niż w doniczce o rozmieszczeniu umiarkowanym nasion.

Zbyt duże zagęszczenia ma negatywny wpływ na populację ponieważ między osobnikami panuję bardzo duża konkurencja, pojemność środowiska jest ograniczona co prowadzi do mniej okazałych plonów niż w populacji o umiarkowanym zagęszczeniu gdzie pojemność środowiska nie została przekroczona.

3. Badanie allelopatii- hamującego wpływu jednych roślin na rozwój innych:

	Pieprzyca – szalki kontrolne	Pieprzyca + nalewka z liści orzecha	Pieprzyca + nalewka z liści bożodrzewu	Pieprzyca + nalewka z pędów bylicy	Pieprzyca + nalewka z nasion cisa
Liczba skiełkowanych nasion	48	32	36	38	-
Długość skiełkowanych nasion	5.67	4.42	3.81	5.17	-

4.Układanie łańcuchów troficznych

a.)Lądowe łańcuchy spasania:

jęczmień-wróbel-jastrząb

żyto-mysz-bocian-lis-wilk-drobnoustroje

roślina zielona-ślimak-żaba-lis

zboże-mysz-jastrząb

b.) Lądowe łańcuchy detrytusowi:

opadłe z drzew liście-dżdżownica-kret-lis

opadłe z drzew liście-dżdżownica-żaba-lis

martwy zając- rosomak- jastrząb-lis-ryś-wilk-destruenci

c.) Wodne łańcuchy spasania:

glon-płotka-szczupak

odpady-krewetka-sum

moczarka-ślimak-szczupak-człowiek

rozwielitka-rak stawowy-szczupak-płoć-glon-błotniarkastawowa-rak stawowy

d.) Wodne łańcuchy detrytusowi:

obumarłe liście roślin wodnych - nicienie - larwy owadów - traszka

obumarłe szczątki zwierząt wodnych - wieloszczet - ślimak – ryba

szczątki zwierząt wodnych - wieloszczet - ślimak – ryba

obumarłe liście roślin wodnych - nicienie - larwy owadów –traszka

obumarłe szczątki zwierząt wodnych - wieloszczet - ślimak –ryba

5.Badanie rozkładu różnych materiałów przez destruentów glebowych:

Rodzaj materiału	Stan materiału po 2 tygodniach w doniczce z ziemią ogrodową	Stan materiału po 2 tygodniach w doniczce z piaskiem
Lniane płótno	„rozmiękczenie się ” struktury	brak zmian
Materiał sztuczny	brak zmian	brak zmian
Chusteczka nawilżająca	brak zmian	brak zmian
Folia	brak zmian	brak zmian
Papier toaletowy	całkowity rozkład	„rozmiękczenie się ” struktury
Gazeta zwykła	całkowity rozkład	„rozmiękczanie sie” struktury

Piasek rozkłada gorzej ponieważ nie posiada próchnicy . Im lepsza jest gleba, tym lepszy rozkład.

6. Analiza sieci troficznej:

a.)Gatunki troficzne :

-zielenice, okrzemki, mchy, wgłębka, moczarka, rogatka

-glonojad, ślimak, głupik

-bakterie, grzyby, orzęski

b.) możliwe interakcje : 78

c.) wskaźnik powiązań : 50

d.) gęstość powiązań : 7,8

e.) gatunki wszystkożerne: bakterie, grzyby, orzęski

7. Obserwacja procesu sukcesji w hodowlach sianowych

W starszych hodowlach sianowych nastąpiło zmętnienie, na powierzchni pojawił się „kożuszek” utworzony z bakterii, pierwszych orzęsków (zwykle drobne Colpidia), a następnie pojedynczych pantofelków. 

Skład gatunkowy pierwotniaków w miarę czasu trwania hodowli stopniowo się zmienia. Jedne formy wymierają lub są wyjadane, na ich miejsce pojawiają się inne. Obserwowano, więc różne stadia sukcesji pierwotniaków. 

Hodowla sianowa jest przykładem sukcesji dekompozycyjnej, która nie może zakończyć się klimaksem, ponieważ w układzie brak jest produkcji pierwotnej, co za tym idzie w pierwszej kolejności wyczerpie się nieodnawialna substancja organiczna.

III. Wnioski:

• Materiały z włókien naturalnych ulegają częściowemu lub całkowitemu rozpadowi. Dzieje się to znacznie szybciej niż materiały z włókien sztucznych. Mikroorganizmy lepiej rozwijały się w systemie ziemi ogrodowej niż w piasku.

• Na podstawku , który podlewany był owocami cisu nie skiełkowało żadne z nasion , najwięcej nasion wybiło się na podstawku podlanym : bylicy piołunu oraz przy próbie z woda. Najmniej wykiełkowanych nasion zauważyć można było na podstawce z orzechem włoskim, jednakże różnica wszystkich roślin skiełkowanych, miedzy sobą była stosunkowo niewielka. Jeśli chodzi o średnia długość pędów najdłuższe pędy posiadały rośliny na podstawku podlanym wodą oraz bylica a najmniejsze nasionami cisu oraz liśćmi cisu.

• Hodowla sianowa jest przykładem sukcesji dekompozycyjnej, która nie może zakończyć się klimaksem, ponieważ w układzie brak jest produkcji pierwotnej, co za tym idzie w pierwszej kolejności wyczerpie się nieodnawialna substancja organiczna.

• Zbyt duże zagęszczenia ma negatywny wpływ na populację, ponieważ między osobnikami panuję bardzo duża konkurencja, pojemność środowiska jest ograniczona, co prowadzi do mniej okazałych plonów niż w populacji o umiarkowanym zagęszczeniu gdzie pojemność środowiska nie została przekroczona.

• Większą produkcje pierwotną zaobserwowano w doniczce z ziemią ogrodową. Stało się tak, ponieważ gleby stwarza lepsze warunki rozwoju i zaopatrzenia roślin niż ubogi piasek