WYKŁAD I------------------------------------------------------------------------

Ekologia- pocz. XXw. rozwój ekologii jako nauki ( nie istniało wcześniej pojęcie środowiska, jego zagrożenia, przy nagłym rozwoju przemysłu nie wzięto pod uwagę jego skutków)

Pojęcie ekologii pojawiło się w USA, gdzie w wyniku kwaśnych deszczy w latach 50, zauważono znaczne zmniejszenie plonów.

EKOLOGIA- nauka o środowisku i prawach rządzących jego układami, o dostosowaniu życia i działalności do praw natury

Ekologia- nauka zajmująca się badaniem wzajemnych oddziaływań między organizmami i ich środowiskiem.

Termin środowisko odnosi się do czynników abiotycznych( temperatura, wilgoć) jak i biotycznych (oddziaływanie z innymi organizmami)

ekologia- biologia środowiska- nauka o ekonomice przyrody, bada strukturę i funkcję skupień organizmów, nauka o środowisku i prawach rządzących jego układami, o dostosowaniu życia i działalności do praw natury.

Populacja- najniższy poziom ekologii, informacje zaczerpnięte z ewolucji każdego gatunku

DZIEDZINY EKOLOGII

Ekologia:

-roślin

-zwierząt

-drobnoustrojów

-człowieka

-systemów(ekosystem)

-populacyjna

-radiacyjna(radioekologia)

-chemiczna (biogeochemiczna)

-genetyczna

-ekologia ewolucyjna

-paleoekologia ( wykopaliska)

Ochrona Środowiska:

-powietrza

-wody

-gleby i skał

-organizmów

SYNEKOLOGIA- ekologia wyższych jednostek taksonomicznych

WYKŁAD II------------------------------------------------------------------------

Autekologia- ekologia organizmu - organizm + środowisko

Jeśli jest dużo organizmów jednego gatunku- Populacjologia

Jeśli jest wiele gatunków- jest to ekologia systemów ekologicznych współdziałających ze sobą

Autekologia- problemy organizm a jego środowisko, ekologia organizmów- przedmiotem badań są akcje i reakcje w obrębie najprostszego układu organizm- środowisko zwane MONOCEN( organizm, środowisko- biotop)Kompleks warunków powstałych przez współdziałanie organizmów i siedliska( całokształt warunków fizjograficznych jak klimat, orografia, gleba)

Siedlisko ekotopu- miejsce w którym żyje organizm „adres”

Nisza ekologiczna- funkcja organizmów w biocenozie „zawód”

Organizmy bez specyficznego dla siebie środowiska nie mogą istnieć( ryby, roślina pustynna lub wodna)drogą ewolucji wykształciło się przystosowanie.

Charakter związku organizm- środowisko

-ciągły nierozerwalny

-wzajemny- organizm oddziałuje na środowisko- roślina obumiera, tworzy ściółkę , próchnicę

Kompleks czynników- interesuje nas który czynnik jest najważniejszy, czy ich rola jest jednakowa.

Dany czynnik decyduje albo o występowaniu organizmów- woda jest niezbędna dla ryby- decyduje o jej życiu a także o warunkach jej życia.

Pierwsze syntezy o charakterze autekologicznym:

Prawo minimum- Liebieg 1841, związek przyczynowy pomiędzy występowaniem i efektami osiąganymi przez organizmy, a tymi czynnikami, które w środowisku znajdują się w ograniczonej ilości

Minimalny czynnik- ilość ciepła decyduje o życiu ryby w wodzie

Klasyfikacja czynników środowiskowych:

-o znaczeniu podstawowym dla istnienia organizmów

-wpływające na przebieg niektórych reakcji fizjologicznych i ekologicznych (wpływ podwyższonej temperatury np.)

-obojętne

Inne kryteria klasyfikacji czynników:

-czynniki biotyczne, abiotyczne- wiatr, temperatura

-rekwizyty niezbędne- czynniki akcesoryczne( gleba dla rośliny, wiatr- nie warunkują jej istnienia)

-warunki fizyczne-pokarm, wpływ innych organizmów, miejsce życia

-rekwizyty materiałowe- woda, surowce energetyczne- czynniki warunkujące- stanowią mały % masy ciała lub nie są przyswajane a wpływają na przebieg reakcji fizjologicznych i ekologicznych( mikropierwiastki metali, które są katalizatorami reakcji)

Ranga czynników( Thieremann- 1942)

Żywe organizmy związane są ze środowiskiem przez swoje potrzeby życiowe .Wymagania

Organizmów wynikają z ich przystosowań morfologicznych i fizjologicznych( w wyniku ewolucji wykształciły się przystosowania)

Bioróżnorodność- każdy typ organizmów wymaga innych warunków i w inny sposób oddziaływuje na środowisko i organizmy.

Dzięki tej różnorodności życie trwa - jeden organizm wymaga więcej wapna, drugi mniej itp)

BIORÓŻNORODNOŚĆ

Rozumienie ekologii jest możliwe w aspekcie ewolucji

Rozmaitość organizmów, różnorodność cech morfologicznych, fizjologicznych, behawioralnych jest wynikiem przemian ewolucyjnych trwających wiele milionów lat. Zrozumienie współczesnej bioróżnorodności przystosowań musi opierać się na znajomości historii ewolucji gatunku.

Dostosowanie- miarą dostosowania jest zdolność osobnika do wyprodukowania potomstwa, które będzie reprezentować jego cechy w następnym pokoleniu.

Dobór naturalny- to osobniki w populacji, których dostosowanie jest najlepsze, mają największy udział w przekazywaniu swoistych cech następnym pokoleniom(przeżywanie najstosowniejszych)

Adaptacja - każda dziedziczna cecha organizmu, która korzystnie wpływa na jego przeżycie lub sukces rozrodczy jest adaptacją. Adaptacje mogą być fizjologiczne, morfologiczne , behawioralne- są one wynikiem doboru naturalnego.( pantofelek w wyschniętej kałuży przetrzyma do kolejnego deszczu)

Genotyp i fenotyp- genotyp- zespół genów osobnika( jest stały)

Fenotyp- zespół cech osobnika- wynik współdziałania genotypu i środowiska.

Plastyczność fenotypowa- zdolność fenotypu do podlegania zmianom zachodzącym w środowisku.

Tolerancja ekologiczna organizmów, gatunku- zespół cech który wytworzył się w wyniku procesu ewolucji i pozwala organizmowi istnieć w konkretnych warunkach, wytrzymałość, dostosowanie do zakresu oddziaływania czynnika- tolerancja na temperaturę, zwartość wody

Zasada tolerancji ekologicznej- czynniki warunkujące środowisko decydują o przebiegu procesów biologicznych w organizmie.

Zakres tolerancji ekologicznej organizmów mieści się między punktami krytycznymi- min i max.- możliwości przeżycia a więc występowania organizmu.

Walencja czynników środowiska- strefy natężenia czynnika o odmiennej wartości natężenia dla organizmu( Hesse-1924)

Optimum- natężenia czynnika w którym procesy w organizmach przebiegają z dużą wydajnością.

Strefy pessymalne- bliskie punktów krytycznych, aktywność organizmów jest ograniczona

Strefy pejus- strefy oddalania od wartości pessymalnej, pozytywny wzrost reakcji.

Zmienność tolerancji ekologicznej:

Zmienność w czasie, przestrzeni w zależności od cech osobniczych danego gatunku.

Tolerancja ekologiczna względem tego samego czynnika oraz położenie strefy optimum może być odmienne dla różnych funkcji fizjologicznych i ekologicznych.

Granice tolerancji są szersze dla przeżywania, węższe dla rozrodu- np.: gatunki eurytermiczne pod względem funkcji wegetatywnych, stają się stenotermiczne w zakresie rozrodu

Granice tolerancji- charakterystyczne są nie dla gatunku ale dla jego populacji geograficznych

Poszczególne osobniki tej samej populacji mogą preferować trochę inne optimum

Tolerancja ekologiczna organizmów może ulegać zmianom zależnie od natężenia pozostałych czynników- granice tolerancji mogą być rozszerzone lub zawężone

Czynnik ograniczający- zasada tolerancji ekologicznej wyjaśnia wpływ zależności w obrębie monocenu na regulację liczebności organizmów w przyrodzie

Suma akcji i reakcji organizm- środowisko- decyduje o szansach przeżywalności i rozmnażania a więc o liczebności organizmów w przyrodzie.

W tej koncepcji mieszczą się zasady Thienemanna- prawo najsłabszego ogniwa- organizm nie jest mocniejszy niż najsłabszy punkt w łańcuchu jego potrzeb-„prawo minimum”

WYKŁAD III---------------------------------------------------------------------

1.Woda w środowisku

-wszystkie organizmy albo przystosowały się do życia w wodzie albo korzystają z jednego z jej trzech stanów skupienia.

-Stany skupienia wody decydują o równowadze wody na świecie( w stosunku do suchego lądu)- decydują o poziomie wód gruntowych

-Woda to najbardziej ruchliwy związek chemiczny w środowisku, na Ziemi.Występuje we wszystkich warstwach ziemi jako:

- składnik środowiska

-czynnik klimatotwórczy

-składnik organizmów żywych

występuje w 3 stanach skupienia- ciekłym , stałym i gazowym. Najwięcej w oceanach i morzach.

Bilans wodny kuli ziemskiej(km3 wody)

Składnik bilansu oceany lądy razem

-opad roczny(P) +403,0 +108,0 +511,0

-parowanie(E) -449,4 -61,6 -511,0

-odpływ powierzchniowy(H) +46,4 -46,4 0,0

Całkowita ilość wody w przyrodzie jest stała, krąży tworząc cykle hydrologiczne:

-opady atmosferyczne

-parowanie w zetknięciu z ciepłą ziemią

-spływ powierzchniowy

-zaasorbowanie przez glebę powierzchniową

-oraz przenikanie do warstw wodonośnych tworząc: wody gruntowe, wody głębinowe

Przestrzenny bilans wodny:

HYDROSFERA- produkuje 84% pary wodnej i będącej w obiegu atmosferycznym, z tego

-76% skrapla się tworząc chmury nad oceanami

-8% przenoszone jest na lądy

-opad nad oceanami jest mniejszy niż parowanie i wynosi 77%

Lądy strefy wilgotnej dostarczają 10% ,z tego:

-8%- chmury deszczowe

-2% transport nad tereny suche

Chmury strefy wilgotnej mają dodatkowo 9% wilgoci znad oceanów, całkowity opad strefy wilgotnej wynosi 17%

Lądy strefy suchej:

-z parowania pochodzi 6% opadów przypadających na całą ziemię, z tego

-4% chmury deszczowe

-2% napływy z innych obszarów

-rzekami wraca do mórz tylko 7%

są to trzy rodzaje cyklu hydrologicznego

BILANS WODNY

Ilość wody wyrażana jest w jednostkach objętościowych, w % lub opadowa w mm na jednostkę czasu

Założenia bilansu wodnego:

Całkowita ilość opadów = stratom wodnym obszaru

Brak równowagi bilansu wynika z lokalnych przemian w środowisku co według skali globu nie jest obserwowane

Większość procesów odbywa się na obszarach oceanów(70%)

Prawidłowość:

-oceany:- przychód jest mniejszy niż parowanie

-lądy odwrotnie- przychód jest większy niż parowanie i występuje zróżnicowanie bilansu stref wilgotnych i suchych

2.WODA W ŻYCIU ORGANIZMÓW

Znaczenie:

-woda jako środowisko życia

-woda jako składnik żywych organizmów( H, o2,C stanowią 98% z pierwiastków wchodzących w skład organizmów żywych H+ O2= H2O

-woda jako rozpuszczalnik rozmaitych substancji

-woda jako czynnik strukturalny ( buduje struktury koloidalne, decyduje o stanie uwodnienia protoplazmy= możliwość zachodzenia procesów przemian w organizmie)

Od stopnia uwodnienia komórek zależą:

-oddychanie

-asymilacja( u roślin tylko w uwodnionych tkankach)

-termoregulacja( u ludzi parowanie , u roślin transpiracja)

-parowanie czynne- organizm może je regulować

-parowanie bierne- brak kontroli nad procesem parowania

-wzrost (duży stopień uwodnienia jest u organizmów młodych)

W każdym żywym organizmie tworzy się cykl hydrologiczny oparty na bilansie( to co pobrane, jest oddawane)

Bilans wodny organizmów:

P-O= delta R, gdzie P- przychód, O- rozchód(utrata, zużycie), R- retencja(zatrzymywanie wody)

Zmiany bilansu wodnego wynikają z:

-cechy gatunkowej

-cechy rasy geograficznej ( ta sama rasa w innym środowisku)

-cyklu życiowego (fazy rozwoju)

-cyklu dobowego (uzależnionego od środowiska)

-cyklu sezonowego(lato -zima)

-uwarunkowań środowiskowych

Pobieranie wody (przychód)

Organizmy wodne mają przystosowania morfologiczne, anatomiczne i fizjologiczne do pobierania wody. Podobnie organizmy lądowe.

Uwalnianie wody w procesach chemicznych- utlenianie wody do organizmów

Spalanie 100g związków organicznych daje:

-z tłuszczu- 107 g wody

-węglowodanów- 55 g wody

-białek- 41 g wody

Oddawanie wody:

Określa zapotrzebowanie wodne organizmów np.:

-transpiracja aktywna i bierna organizmów

-parowanie powierzchnią ciała- gady 0,1- 0,3 ciężaru ciała na dobę, płazy do 75%

-oddychanie

-wydalanie- mocz, guttacja u roślin

Zatrzymywanie wody- retencja

Zmienność retencji wiąże się z :

-gatunkiem

-dobowością

-sezonowością

Możliwość utraty wody przez rośliny nie zagrażająca życiu:

-rośliny cieniolubne- do 1%( tyle może stracić)

-kserofity- do 25%

-roślinność pustynna- do 50%

-gatunki o słabym zabezpieczeniu przed wysychaniem jak porosty, mchy (torfowiec)-do 95-97%

3.TYPOLOGIA EKOLOGICZNA

Są to typy organizmów klasyfikowane pod względem stosunku do danego czynnika

Typologia względem gospodarki wodnej:

-pierwsze badania- Warming Schimper (1895)

-wydzielił 3 typy:

-hydro- mokro

-xero- sucho

-meso- pośrednio

podział organizmów żywych( ogólnie bo bionty)

-hydrobionty - organizmy żyjące w środowisku wodnym

-helobionty- na pograniczu siedlisk wodnych i lądowych

-higrofile- wymagają dużej wilgotności siedlisk, atmofile- mezofile- wymagają wilgotności powietrza, -

-higrofile właściwe- wymagają wilgotności gleby

-kserofile- organizmy siedlisk suchych

podział roślin:

-hydrofity- rośliny wodne

-higrofity- rośliny siedlisk wodnych

-mezofity- pośrednie, cechy mieszane, wykazują zmienność wymagań w ciągu dnia

-kserofity- rośliny siedlisk suchych

-sukulenty

-sklerofity- kserofity właściwe

Zjawisko guttacji- tzw: płacz roślin

Sukulenty- poradziły sobie z suchymi siedliskami gromadząc wodę w tkankach miękiszowych:

-mają warstwy wosku na powierzchni lub kutner( włoski)- który rozprasza światło ( mniej go dociera do blaszki liściowej)

-sukulenty mogą być liściowe, łodygowe lub korzeniowe

-sklerofity- małe liście (wrzos, janowiec), prawie zredukowane

-mają ogromną siłę ssącą uwarunkowaną ciśnieniem osmotyczną wewnątrz komórek

-bardzo głęboki system korzeniowy (np. 20m)lucerna

-Ericaceae

Rośliny wodne:

-pływające na powierzchni

-swobodnie unoszące się w wodzie

-rośliny zakorzenione w dnie

-strefy przybrzeżnej

-rośliny strefy brzegowej

Korzystają z różnej ilości środowisk- w zależności od głębokości na jakiej się znajdują

Podział ekologiczny roślin wodnych:

1.Pleuston- rośliny makroskopowe nie zakorzenione, unoszące się na powierzchni wody np.: rzęsa wodna (lemna minor), Wolffia bezkorzeniowa,

2.Plankton- hydrifity zawieszone w toni wodnej- rzęsa trójrowkowa, sinice, glony(fitoplankton + drobne zwierzęta wodne)

3.Elodeidy- hydrofity przymocowane do dna, całkowicie zanurzone- moczarka kanadyjska, rogatek, nurzaniec

Herdon- glony, bakterie, drobne rośliny na powierzchni osadów dennych

Peryfiton- glony, drobne rośliny, zwierzęta na stałym podłożu powyżej dna( kamienie, pale)

Isoetidy- na dnie, przymocowane, tworzące darnie- ramienice, poryblin jeziorny

4.Ninfeidy- hydrofity rozwijające się na dnie, o liściach pływających na powierzchni wody- grzybień biały, grążel żółty

5.rośliny zakorzenione w dnie, wynurzone

amfifity- ziemno- wodne na granicy wody i lądu, okresowo zalewane- rdest ziemno- wodny, rzęśl wiosenna, szalej jadowity, mchy

helofity- szuwary- płytka woda, zabagnienie- sity, burzyce, kosaciec żółty, strzałka wodna, tatarak

oczerety- na ławicy przybrzeżnej poddane falowaniu- trzcina, pałka wąskolistna i szerokolistna, manna mielec

WYKŁAD IV---------------------------------------------------------------

Temperatura i ciepło jako czynnik ekologiczny.

Źródła ciepła dla organizmów:

Naturalne:

-stała słoneczna- 2 cal/cm2/min ( w ciągu min na 1 cm2 pada ze słońca ok. 2 kalorie)

-okres kiedy jest trochę mniej to:- aphelium (3. VI)1,93, -peryhelium(3.I) 2,07

-ciepło wnętrza Ziemi( kompresja)- uciska warstw ziemi- ok.1000m pod ziemią jest ok.40 stopni C( gorące źródła, gejzery)

-rozkład substancji organicznej- istotą rozkładu jest fermentacja czyli egzotermiczna reakcja- gdzie są procesy rozpadu próchnicy ziemia jest cieplejsza.

Antropogeniczne:

-pochodzące z działalności człowieka

-procesy spalania i ogrzewania, motoryzacja- wzrost temperatury w miastach nawet o 5 stopni

-zrzuty ciepłej wody

-Wrocław- wyspa cieplna, cieplejsze temperatury w nocy w centrum miasta, temp, wyższa o 1,7 stopnia.

Akumulacja ciepła:

Specyfika warunków ekologicznych.

Mikroklimat

Temperatura podwyższona średnio ok. 1,5 stopnia C (3-7)

-akumulacja ciepła przez zabudowę ( 44-55stopni)

-kurz pyły 3x

skutki:

-wzmożone oddychanie

-uszkodzenie protoplazmy

-cieplejszy okres zimy- krótszy okres zalegania pokrywy śnieżnej( 33dni)

-dłuższy okres bezmroźny( dla Wrocławia)

Cechy oddziaływania na środowisko:

-zmienność termiczna w czasie i przestrzeni

-cykliczność: sezonowa, roczna, dobowa

-strefowość - w układzie poziomym - strefy klimatyczne (umiarkowana, zwrotnikowa, biegunowa) - w układzie pionowym (pasmowy, piętrowy układ w górach, temperatura spada ok. 0,6stopnia/100m)

Zależność termiczna:

-stabilniejsza termicznie jest gleba, wolniej się nagrzewa, kumuluje ciepło, opóźnione jest oziębienie, do 15cm głębokości - 4h, do 1m - 80h, do 3m - 5miesięcy (małe gradienty), jest to istotne dla organizmów żywych, które muszą przetrwać okres niekorzystny i schodzą w głąb gleby

WODA
epilimnion - szybko się nagrzewa, pochłania promienie czerwone, do 10cm
termoklina, do której częściowo docierają zmiany
hypolimnion - temperatura jest stała +4stopnie, nie dochodzą zmiany

Gleba - klimat umiarkowany - nagrzewa się i oziębia wolniej niż powietrze, opóźnienie zależy od rodzaju gleby, koloru, porowatości, jest stabilniejsza, ma mniejsze gradienty, co wpływa na zimowanie roślin i zwierząt

Woda - jeszcze bardziej jednolita termicznie - promieniowanie czerwone, długie dociera płytko do 10cm, zielone, krótkie dociera głębiej.

Temperatura powoduje cyrkulację dobową, sezonową.

Warstwy:

-epilimnion - zmiany dobowe, sezonowe

-termoklina - warstwa skoku cieplnego

-hypolimnion - brak zmian sezonowych

Zapotrzebowanie na ciepło - 3 temperatury zasadnicze:

-minimum - poniżej organizmy nie wykazują czynności życiowych

-maksimum - powyżej ...

-optimum - najefektywniejsze, organizmy wykazują optymalne czynności życiowe

Rośliny w krańcowo niskich temperaturach:

-ścięcie białka

-w protoplazmie tworzą się kryształki lodu i rozrywają łańcuchy białkowe w plaźmie, destrukcja i procesy życiowe ustają (w chloroplastach podobnie)

-niemożliwość pobierania wody przez korzenie roślin w niskich temperaturach - sucha fizjologiczna (poniżej temp. +2,+1)

Zjawisko suchy fizjologicznej - góry w marcu, silne wiatry wysuszające, feny, topniejący lód daje temperaturę 0,2stopnia

Wpływ krańcowo wysokich temperatur:

-obrączkowanie łodyg - odpadają kawałki kory, które są przegrzane

-oparzeliny - powstają przy szyi korzeniowej - szyja korzeniowa ma grubą korę, odporna jest na zmiany termiczne, gdy następuje zasypanie szyi drzewa, kora ulega przegrzaniu, grozi to śmiercią rośliny, można zasypywać do 50cm

-wytrzymałość siewek iglastych do 45-70stopni

-bielenie drzew - obniża temp. tkanki twórczej o 40stopni, kolor odbija promienie słoneczne

Fenologia - objawy fenologiczne (wypuszczanie pączków) - po dostarczeniu określonej ilości ciepła następuje zakwitanie, następuje pękanie pączków niektórych gatunków drzew, zakwitanie wielu gatunków, zawiązanie owoców, opadanie liści (kalendarz fenologiczny - ustala optymalne warunki dla danego regionu - 4dni później/1stopień szerokości geograficznej północnej (zakwitanie))

ZWIERZĘTA

W obrębie strefy tolerancji, czyli zakresu temperatury, w której żyją zwierzęta, następuje szereg reakcji organizmu.

Termoperiodyzm - reakcje na rytmiczne - dobowe, sezonowe, zmiany temperatury, wpływają na reakcje fizjologiczne roślin i zwierząt (w ciągu doby gradienty temp. się uzupełniają, temp. wyrównuje się, jeśli zmiany termiczne są gwałtowne, punkty krytyczne leżą bliżej, organizm nie jest przystosowany, zimą rośliny wytrzymują niskie temp., ale w październiku ten mróz wykończy roślinę).

Ekologizmy termiczne - formy przystosowania do niskich temperatur - ochrona lub wykorzystywanie małych ilości ciepła.

Rośliny:

-formy poduszkowe

-szpalerowe w górach (wierzby, brzozy)

-kobiercowe skupienia

-umieszczanie cebul poza strefą zamarzania - głęboko

-uwłosienie - kutner

-fizjologiczne - gromadzenie cukru, co sprzyja powstaniu barwników antocjanowych, stąd czerwienie u roślin w górach - zdolność adsorpcji promieniowania cieplnego

-przemiana skrobi w cukry proste zimą - wzrost wartości osmotycznych soku komórkowego, odporność na zamarzanie

Zwierzęta:

-sen zimowy

-wędrówki sezonowe

-zmiana upierzenia i uwłosienia

-kryjówki

-formy przetrwania związane z cyklem metamorfozy (owady zimują w postaci poczwarki, niektóre przetrwają w postaci jajeczek)

WYKŁAD V--------------------------------------------------------------------

Światło jako czynnik ekologiczny ( element środowiska oddziałujący na organizmy)

-światło pochodzenia słonecznego, energia promieniowania słońca o charakterze fal elektromagnetycznych o długości 290 -5000 milimikronów ( w tym energia świetlne o dł. 400- 750 milimikronów)

-znaczenie światła dla żywych organizmów:

Rośliny:

-Źródło energii niezbędne przy procesie fotosyntezy

-Decyduje o kierunku wzrostu- hamuje wzrost, jeśli jest brak światła jest nierównomierny wzrost komórek( rośliny są wybujałe)

-Niezbędny bodziec do kiełkowania roślin

Zwierzęta:

-Światło odpowiedzialne jest za gospodarkę wapnem- tworzy się prowitamina D ( brak tej witaminy powoduje krzywicę)

-Gruczołem dokrewnym który jest akceptorem światła jest szyszynka

-Potrzebne jest do komunikacji, oceny środowiska ( wytworzyły się akceptory, receptory)

Dodatkowe źródła światła:

-księżyc ( niektórym oliwnikom??? Wystarczy światło księżyca podobnie jak roślinom szpilkowym)

-robaczki świętojańskie

specyficzne formy wytworzone przez organizmy

-próchno jest świecące, niektóre mchy

Światło pochodzenia antropogenicznego:

-oświetlenie mieszkań

-ulic

-szklarnie

-cieplarnie

-stwarza nam możliwości takie że jesteśmy uniezależnieni od naturalnego

istotne cechy światła dla organizmów:

-rodzaj światła

-intensywność światła

-okres jego działania

Od 400- 490- intensywna asymilacja, fotoperiodyzm- reakcja na kolejne fazy oświetlenia i spoczynku(przystosowanie do zmian)

(chlorofil A,B) 490-574-595- nieaktywne w reakcjach chemicznych

400- 490- intensywna fotosynteza i fototropizm- rośnięcie w kierunku światła

595- 750- intensywna fotosynteza

powyżej- podczerwień= efekt cieplny, nie aktywne w reakcjach chemicznych

Intensywność światła

Rośliny lepiej korzystają ze światła które pada ukośnie i jest lepiej rozproszone ( pionowe jest za silne)

Miasto jest specyficznym środowiskiem

-w mieście światła jest o 30 % mniej, w miastach jest ograniczona intensywność- zależy od położenia miasta , wiatrów itp.. 10 - 30 %

-zmiany widma słonecznego- ( promieniowanie długofalowe- o 14% słabsze, krótkofalowe 6%, UV o 30 %)

-strefy cienia- muszą być uwzględnione przy planowaniu przestrzennym

-przy budynkach niższych strefa cienia jest mniejsza

-jeśli budynki są b. Wysokie, ulice są w cieniu przez cały czas

-promieniowanie UV jest dezynfekujące , bakteriobójcze( drożdżaki, pleśniak- są wrażliwe na UV)

Zapotrzebowanie na światło nie jest jednakowe u wszystkich organizmów:

-heliofity- światłolubne- 100% światła dziennego - stepy, pustynie, tundra, halofity- system zabezpieczający przed nadmierną utratą wody ( charakter kserotroficzny)

-sciofity- cieniolubne- nigdy 100% światła- bodziszek leśny 4- 74%, anemony 20-40%, paprocie, szczawik zajęczy ( rośliny występujące w dnie lasu nie mają zabezpieczenia przed utratą wody

-obojętne- znoszą zacienienie lub nasłonecznienie od 100% do dolnej granicy ( szałwia- 30 -100%, trawa kupkówka 2-100% pełnego oświetlenia)

Zapotrzebowanie na światło:

Rośliny nasienne: → paprocie 1%→ mchy 0,2% → glony 0,1% pełnego oświetlenia

↓

Gat. Światłolubne(min. zapotrzebowania)

-modrzew 20 %

-jesion 17 %

-sosna10 %

-dąb 4%

Gat.cieniolubne:

-świerk 2,8%

-grab1,8%

-buk 1,2%

-bukszpan 0,9%

Jeśli zmiany światła zachodzą powoli organizmy przystosowują się do tych zmian

Mogą występować Ekologizmy świetlne

Zmiany zapotrzebowania na światło:

-sezonowe- od kwitnienia, owocowania, trzeba 2 X więcej światła niż do budowy organów wegetatywnych

-minimum świetlne- inne jest dla światłolubnych(wyższe) , inne dla cieniolubnych(niższe)

-punkt kompensacyjny- pobieranie CO2 (asymilacja = uwalnianiu CO2 oddychanie)

Gleba

Gleba dla organizmów żywych jest- czynnikiem edaficznym- bazą pokarmową oraz siedliskiem dla organizmów glebowych

Rośliny- ¼ wielkości rośłiny to system korzeniowy, jest na tyle rozgałęziony, że penetracja bryły jest ogromna

Stan zasobów gleb na kuli ziemskiej- 13 mld ha - powierzchnia kontynentów, w tym

-19% - gleby pustynne i półpustynne

-28%- inicjalne- dla rolnika nie nadaje siędo uprawy

-19%- tropikalne ( czerwono i żółtoziemy na których tylko niektóre gatunki mogą rosnąć)

-9%- gleby dobre, uprawne (48% nieużytki, 27,7% pastwiska, 24,3% potencjalnie uprawne gleby w tym 5,4% w Europie. Afryce i Ameryce Płd

Odczyn Gleby- kwasowość- mierzony przez Ph- zależy od skały macierzystej z której gleba powstaje ( na skałach granitowych, jasnych krystalicznych, z wysoką zawartością krzemionki- gleby kwaśne)

-źródłem kwasowości są tez produkty rozkładu substancji organicznej ( kwas mlekowy, szczawiowy, azotany, rodzaj ściółki- iglaki, wrzos,świerk, kwaśne deszcze- naturalne opady zawierające związki siarki i chloru

-Źródła zasady:

=procesy wietrzenia skał ciemnych- gleba obojętna lub zasadowa

=naturalny proces spływu- jony wapnia, magnezu są wypłukiwane do niższych położeń gleby, w kotlinach, zagłębieniach gleba ma bardziej charakter zasadowy niż kwaśny

=w klimacie suchym, gorącym, gleby mają tendencje przechodzenia w stan zasadowy

=w klimacie wilgotnym, chłodnym - tendencje zakwaszania się gleb, jest dużo opadów- jony zasadowe są wymywane

W miarę ewolucji rośliny przystosowały się do pewnych typów gleb:

• Kalcyfity-na podłożach zasadowych, mają wysokie zapotrzebowanie na Ca

• Oksylofity- rośliny acidofilne- niskie zapotrzebowanie na Ca - siedlisk kwaśne

• Halofity- siedlisk słonych

• Psammofity- siedlisk piaszczystych

• Litofity- na powierzchniach skał

• Chasmofity- w szczelinach skalnych

WYKŁAD VI-------------------------------------------------------------------

Czynniki akcesoryczne- krótko działające, mniej ważne- nie decydują o występowaniu organizmu, a wpływają na wydajność, reakcje ekologiczne, biologiczne:

-Wiatr- ruch powietrza o różnej prędkości, wieje poziomo.są ruchy wznoszące, konwekcyjne

-śnieg

-pożary

-trzęsienia ziemi- wpływają na wędrówki zwierząt( koty, szczury odczuwają napięcie pól magnetycznych

czynniki akcesoryczne- mechaniczne:

wiatr

wpływ na rośliny

-wysuszanie, transpiracja, złamania, otarcia, wyleganie

-deformacja- karłowatość, formy wietrzne, sztandarowe, płożące- kosodrzewina np.

-zmiany anatomiczne drewna- zbite drewno, twardziel

-wiatropylność- przystosowanie budowy, chmury pyłków przenoszone są przez wiatr, lekkie

-wiatrosiewność- przystosowania: diaspory włochate, uskrzydlone, torbiaste, opadające

wpływ na zwierzęta:

-ptaki wykorzystują prądy powietrzne do lotów (wiatr obniża energochłonność lotów)

wpływ na środowisko:

-erozja wietrzna- nanoszenie i przenoszenie gleby, soli (bryza morska)wywiewa gleby żyzne, cząsteczki spławialne, przenosi wydmy, śnieg , burze piaskowe (nad Sacharą, zasięg nad Hiszpanię, Wyspy Kanaryjskie)

-tworzą się wydmy, które raz są nanoszone, raz odsłaniane

wiatr w miastach:

w miastach przewietrzanie, wywiewanie zanieczyszczeń

atmosfera- transport pary wodnej, gazów , zanieczyszczeń pyłowych

Relacje pomiędzy roślinnością a wiatrem:

-pokrycie przez roślinność zmniejsza siłę wiatru do 80%

-aleje drzew- rzucają strefę ciszy- 100x wysokość drzew

-pasy i zasłony z drzew- szerokość 15-60m, ( ograniczone parowanie, erozja, zaoszczędza się do 40 % ciepła.

Śnieg

Działanie pozytywne:

-pokrywa cieplna

-stabilizacja warunków termicznych- ważne w rolnictwie, bo gdy nie spadnie śnieg rośliny wymarzają,

-zwierzęta żyjące w ziemi mogą przetrwać zimę

Działania negatywne:

-uszkodzenia mechaniczne

-przy zbyt dużej pokrywie rośliny nie mają tlenu

-duże wydatki na utrzymanie dróg, ulic

Pożary

-niszczą środowisko, dobytek

-stanowią zagrożenie dla życia organizmów

-wytwarza się CO2- tlenek węgla działa natychmiast- paraliżuje wszystkie czynności życiowe

-pożary naturalne- wywołane burzami, niektóre rośliny wytwarzają olejki eteryczne łatwopalne, które przy wysokich temperaturach samoistnie się zapalają

-wybuchające wulkany

-antropogeniczne- szkło- działa jak soczewka

Jak oddziaływują na środowisko:

-tam gdzie pożary często występują niektóre gatunki się przystosowały

-pożar eliminuje wiele gatunków- dotyczy to pożarów lokalnych( wypalanie łąk)

-umożliwia kiełkowanie innym roślinom

-po pożarze jest popiół, który ma bardzo dużo potasu, który użyźnia (ale liczebność gatunku jest mniejsza)

-w XVIIw Polska produkowała popiół, palono lasy i sprzedawano popiół , którym nawozili pola, produkowano proch armatni

-wpływa na sukcesję , jej kierunek i przebieg

-najpierw zasiedlają się zarośla topolowe- mają dobre warunki po pożarze- dużo światła, sodu i potasu, topola ma brodawki w systemie korzeniowym które syntezują azot z powietrza

-wtedy wkracza brzoza- mija 10- 30 lat, kiedy gleba jest na tyle przygotowana by wkroczyły iglaki (sosna, świerk)

Przebieg pożaru:

-koronami drzew- narażone są iglaste - odporny gatunek to Pinus Rigida- pod wpływem pożaru okrywy nasion otwierają się i sosna się rozsiewa

-po ściółce murawami- wrażliwe są drzewa płytko zakorzenione- świerk, niszczy trawy, próchnicę, mikroflorę

CZYNNIKI BIOTYCZNE

Oddziaływanie żywych organizmów na siebie

-zwierzęta roślinożerne- spasanie , zgryzanie ( warunek bioróżnorodności wielu ekosystemów) niszczenie nasion i siewek

-spasanie i zgryzanie- często jest to pozytywne zjawisko regulacji roślinności- no hale

-niektóre rośliny wytwarzają alkaloidy- dlatego zwierzęta ich ni zgryzają

-rośliny owadożerne- Drosera, Urticularia, Dionea

-zapylanie przez owady, zwierzęta,ptaki( przystosowania wzajemne, behawiorystyczne, morfologiczne, fizjologiczne- kolorystyczne

-rozsiewanie nasion przez zwierzęta: diaspory jadalne, nie trawione, czepne

-gromadzenie zapasów

-rośliny pasożytnicze- korzenie przekształcone w haustoria

-porosty- grzyby lichenizujące

-mykotrofia- tworzenie mykoryzy- ok. 80% żyje w mykoryzie- korzenie porośnięte grzybami (wrzos, świerk) zwiększa się powierzchnia chłonna, zwiększa się zdolność pobierania wody, zatrzymują metale ciężkie

Środowisko miejskie, antropogeniczne

Ekologia środowiska miejskiego:

Najistotniejsze dla miasta jest:

ruch powietrza- ze względu na źródła zanieczyszczeń- pasmowe (drogi), punktowe(fabryki)

-ruch powietrza spełnia rolę integracji mas powietrza

-czynnik zewnętrzny- wiatr

-ruchy konwekcyjne- warunkowane strukturą architektoniczną, ruchy wznoszące

-prądy powietrza- powodowane różnicami termicznymi np.: cień- słońce, zieleń- zabudowa, powodowane różnicami termicznymi(wystarczy 1 stopień)

-w mieście bardzo duże jest zużycie tlenu, zużywany jest w procesie spalania mechanicznego (duże zapotrzebowanie na tlen przy małej produkcji)

Wtórne zapylenie w mieście jest bardzo groźne, sięgają do 5m, ( najsilniejsze do 2m, im wyżej tym mniej pyłów)

-naturalne pyły- ze spalin, mikroorganizmy, zarodniki, bakterie chorobotwórcze, pyły ze starych opon

Ilość cząstek respiralnych- którymi oddychamy, w 100cm3 powietrza(im mniejsze tym groźniejsze)

Wymiar cząstek miasto wieś

(mikrometry)

0,3 20 tys 1 tys

0,4 8 tys 400

0,5 3 tys 300

1 30-300 40

2 2-30 10

3 6-10 4

4 3-10 2

Drobnoustroje w powietrzu ( liczba na 1m3 powietrza) 500- 10 tys drobnoustrojów znajduje się na sterylnej sali operacyjnej

Wilgotność, opady w mieście

-środowisko przesuszone

-wahania wilgotności duże

-charakter opadów- w mieście jest ich więcej niż poza (lokalne, szybki spływ do kanałów burzowych, parowanie- znowu następuje susza)

-kwaśne deszcze

zanieczyszczenia powietrza w mieście są większe 5- 25 razy

nasłonecznienie 15-20% mniej

UV 15-20% mniej

Temperatura powietrza 0,5- 1,5 wyższa

W dni słoneczne 2-6 stopni wyższa

Prędkość wiatru 10-20 % mniejsza

Dni ciszy 5- 20% więcej

Wilgotność

Zima 2% mniejsza

Wiosna 8-10% mniejsza

Zachmurzenie całkowite 5-10 % większe

Opady 5-10 % więcej w mieście

WYKŁAD VII ------------------------------------------------------------------------

Populacja- grupa organizmów jednego gatunku- populacjologia

Jest to grupa osobników jednego gatunku, zajmująca określoną przestrzeń i mogących krzyżować się dając płodne potomstwo

(populacja wróbli we Wrocławiu, wron, dębów, sosny itp..)

-w obrębie populacji są mikropopulacje: nie przemieszczają się, występują w jednym miejscu np. podwórko, dęby - kępy występujące lokalnie

Granice, bariery:

-bariera odległości

-granice geograficzne ( góry, jeziora)

Jeśli populacja jest izolowana a jest populacją małą, wtedy nie ma perspektyw rozwoju, osobniki krzyżują się między sobą - dochodzi do wad genetycznych

Cechy populacji:

-strukturalne

-funkcjonalne

cechy struktury( stan populacji w danym momencie):

-liczebność- całkowita liczba osobników w populacji

-zagęszczenie- liczba osobników na jednostkę powierzchni(objętość np., m2)

mchy np.:- 10x 10cm

drzewa- 100m, 1 ha

struktura przestrzenna- poziome i pionowe rozmieszczenie osobników w zajmowanej przestrzeni ( dyspersja)

-Strukturę poziomą określamy prostą metodą ( kwadraty badawcze) graficzną, dzielimy przestrzeń na mniejsze kwadraty, liczymy ile osobników w jednym kwadracie występuje

-Rozkład równomierny- jeśli osobników jest ta sama liczba

-Rozkład nierównomierny- osobników jest raz więcej, raz mniej

-Skupiska organizmów- rozkład kumulacyjny ( uwarunkowany np.; rodzajem gleby, światła) pomiędzy skupiskami są pojedyncze okazy

-Występowanie wyspami- rozkład wyspowy- np. przy zbiornikach wodnych tylko

-Metoda dyspersji- mierzy się odległość do najbliższego sąsiada( metoda matematyczna)

Struktura płci

-liczebność samic i samców w danej populacji, (populacje dwupłciowe, nie dotyczy wielu roślin np.: maków, stokrotek) wyraża się stosunkiem samic do samców i odwrotnie(ile samców przypada na samice)

-stosunek płci - liczba samic i samców (1:1)

-udział płci - liczba samic i samców na 100 (np. 2:3)

-wskaźnik płci - w postaci ułamka np. 0,40

Struktura wieku- liczebność osobników w grupach wiekowych

stadium juwenilne- osobniki które nie weszły w okres rozmnażania)

stadium generatywne- osobniki rozmnażają się,

stadium senilne- nie wydają potomstwa, już się nie rozmnażają

Struktura cech osobniczych:

(charakterystyczna dla gatunku) opiera się na pomiarach cech charakterystycznych gatunku np., wys. Drzewa, pnia, obwód pnia, liczba nasion, wielkość, liczba liści, średnica kwiatu

-u zwierząt ocenia się wartość biologiczną populacji, kondycję- świadczy czy populacja jest zdrowa, mocna czy będzie trwała w czasie ( u ludzi wysokość , waga)

-określa się miejsce badawcze (np. dla drzew w okolicach fabryki emitującej zanieczyszczenia)

-bada się poszczególne poletka- wysokości drzew ( najpierw mają wys. do 10m, następne 20, 25, 30m itd..jest to dowód że to fabryka powoduje ograniczony wzrost drzew)

-ochrona przyrody bazuje na badaniach populacyjnych

Piramida wieku , 3 typy:

Populacja progresywna -dużo osobników młodych, średnia ilość dorosłych, niewiele osobników starych

Populacja ustabilizowana -dla populacji ustabilizowanych

Populacja wymierająca -brak rozmnażania młodych osobników, skazanych na wymarcie

CECHY FUNCJONALNE

Zmienne w czasie

-dynamika liczebności- zmiany liczebności w czasie

-rozrodczość- liczba narodzin liczona w stosunku do całej populacji (współczynnik surowy urodzeń) lub samic w stadium generatywnym (współczynnik płodności)

-śmiertelność- wymieranie osobników przeliczone na jednostkę czasu, w stosunku do całej populacji, w stosunku do grupy wiekowej (m-ce, tygodnie)

a)drosophila

b)człowiek- można wykreślać dla chłopców i dziewczynek ( chłopcy są mniej odporni- większa śmiertelność)

c)hydra

d)jesiotr- dużo przychodzi na świat i w pierwszych etapach życia dużo ich ginie

przyczyny śmiertelności:

-środowiskowe- wyczerpanie rekwizytów niezbędnych do życia, dojście natężenia czynników do punktów krytycznych, wyczerpanie żywności, skażenie środowiska

-populacyjne- przegęszczenie populacji , krzyżowanie się blisko spokrewnionych ze sobą gatunków ( kanibalizm samców np.)przegęszczenie jest cechą niweczącą równowagę populacji, brak przestrzeni życiowej

-osobnicze- wady budowy, choroby, zaburzenia fizjologiczne

-biocenotyczne- wpływ jednych populacji na drugie, brak równowagi pomiędzy drapieżnikami a tymi którymi się żywią

Potencjał biotyczny określa się:

-liczbą rozrodów na jednostkę czasu

-liczbą potomstwa w każdym rozrodzie

-zdolność młodych osobników do przeżywania

Dynamika liczebności- wyróżniamy 4 typy( typy zmian w obrębie populacji)

-wykładniczy- intensywny wzrost w postępie geometrycznym- szczyt- spadek

-logistyczny- wzrost- równowaga, wzrost liczebności populacji, osiągnięcie optimum, przystosowanie do warunków zagęszczenia, ustala się równowaga

-cykliczny- w niezrównoważonych warunkach siedliskowych lub biotycznych (cykliczność- co 40 lat obserwuje się np. ogromny przyrost populacji chomików)

-ustabilizowany- stałe warunki siedliskowe, sprawne mechanizmy regulacji liczebności ( stosunek roślinożerców do drapieżników ustala się na jakimś poziomie)

W każdej populacji wyróżnia się pewne charakterystyczne fazy:

-wzrostu populacji- doprowadza się do liczebności populacji, gdy osiągnie szczyt liczebności następnie dochodzi do fazy spadku, następnie dojdzie albo do fazy równowagi- populacja utrzyma się na równym poziomie albo nastąpi wahanie liczebności- fluktuacja- powodowana przez warunki środowiskowe

-oscylacja- mniej drastyczna, niewielkie wahania - populacja w miarę ustabilizowana

• -jeśli warunki środowiskowe się wyczerpują- do tego momentu jest wzrost populacji, następnie liczebność populacji spada

• -wzrost liczebności populacji trwa tak długo dopóki istnieją czynniki wyczerpywalne

• -wpływ ma opanowywanie populacji przez drapieżniki- spadek populacji,

• -populacja eksploatowana- wpływ jednych populacji na drugie

• -badania populacyjne mają wychwycić moment równowagi, są ważne w demografii, ochronie środowiska

WYKŁAD VIII---------------------------------------------------------------------------

Populacja nigdy nie występuje sama w środowisku.

Pomiędzy populacjami są ścisłe zależności: tworzą system + czynniki klimatyczne= ekosystem

Na EKOSYSTEM składa się :

-biocenoza ( populacje roślin, zwierząt)

-biotop( środowisko siedliska, wiatr, nasłonecznienie, układ warunków siedliskowych)

Czym charakteryzuje się ekosystem?

-obszar i granice ( ekosystem leśny- granicą jest skraj lasu)

-trwałość w czasie

-pełność obiegu materii- to co gwarantuje trwałość w czasie

-skład gatunkowy biocenozy- skład żywych organizmów charakterystycznych np.: dla lasu( sarny, sosny, świerki)

Ogólna charakterystyka ekosystemu

Cechy opisowe:

• -badania abiotycznych , nieorganicznych składników włączonych do obiegu materii (C,N,…)

• -badanie substancji organicznej- białko, węglowodany, tłuszcze, związki humusowe scalające czynniki abiotyczne z biotycznymi

• -warunki klimatyczne i glebowe

• -warunki biotyczne;

• producenci- autotrofy (samożywne)

• makrokonsumenci- heterotrofy- fagotrofy

• mikrokonsumenci- saprotrofy- saprofagi rozkładające martwe szczątki, (bakterie, grzyby)

Cechy funkcjonalne:

-przepływ energii

-łańcuchy pokarmowe

-krążenie składników mineralnych= cykle biogeochemiczne

-modele zróżnicowania w czasie i przestrzeni (potencjalne siedliska)

-rozwój i ewolucja

-sterowanie- cybernetyka

-(łańcuchy pokarmowe- tworzą się uzależnienia, krążenia składników min. za pośrednictwem łańcuchów pokarmowych, bio- żywe organizmy, geo- saprotrofy- organizmy rozkładające szczątki organiczne, chem- krążą pierwiastki chemiczne, modele zróżnicowania w czasie i przestrzeni- siedliska potencjalne- warunki wodne, klimat tworzą kompleks dla określonych organizmów, do abiotycznych warunków dostosowuje się przyroda)

-rozwój i ewolucja- w czasie się to wszystko zmienia

-cybernetyka- sterowanie środowiskiem by mieć jak największe zyski

Jak powstaje ekosystem?

Sukcesja- biocenozy ulegają stałym zmianom w czasie

-sukcesja może mieć charakter krótkotrwały- sezonowy lub sukcesyjne- kierunkowe następstwo kolejnych biocenoz przez zmianę środowiska aż do klimaksu- biocenozy ustabilizowanej

-wyspy wyłaniające się na oceanach, kolejno wstępuje flora, to co przyniesie wiatr, zaczynają rosnąć rośliny, zmieniają podłoże, pojawiają się zwierzęta (sukcesja pierwotna)

-sukcesja trwająca cały czas- gdy dochodzi do zmian- gdy wiatr połamie drzewa, wkraczają gatunki które są bardziej światłolubne

Skala sukcesji:

-lokalna

-regionalna

-strefowa (stref geograficznych)

Rodzaje sukcesji:

-pierwotna- na nie zasiedlonych terenach- wyspy, wyrwy skalne, ruchome piaski

-wtórna- zmiany po katastrofach- pożarach ,powodziach

Kryteria sukcesji:

-zmiany są uporządkowane, na podstawie stanu obecnego można przewidzieć następstwo

-biocenoza zmienia środowisko, powstają warunki dla innych biocenoz

-sukcesja osiąga szczyt przy maksymalnym dostosowaniu biocenozy do biotopu

-sukcesja nigdy nie ustaje- ciągle się coś zmienia

Szereg sukcesyjny:

-fazy:

-faza zespołu otwartego- kolonizowanie, zasiedlanie, wiele gatunków autotroficznych zasiewa się, przypadkowe gatunki

-faza zespołu zamkniętego- podstawą konkurencja międzygatunkowa, formowanie się związków biocenotycznych, konkurencja wew.gat. trwa aż do układu ustabilizowanego - klimaksu

-etap kolonizowania- duża różnorodność gatunkowa i czasem niedostosowanie do warunków siedliskowych. Zwierzęta, ludzie nanoszą nasiona, które kiełkują . Niektóre gatunki lepiej są dostosowane, niektóre gorzej i zaczyna się eliminacja.

-Konkurencja pomiędzy roślinami które się zasiedliły, niektóre się wycofują

-Tworzą się związki biocenotyczne- zwierzęta , którym odpowiadająniektóre rośliny

-Konkurencja wewnątrzgatunkowa- na 1 m2 wyrasta kilka świerków, tylko jeden z nich przetrwa, w obrębie gatunku ustala się liczebność populacji i dochodzi do klimaksu ( biocenoza dostosowuje się do biotopu)

Jałowiec (5-6 lat)→ terotofity→młode jałowce(7 lat)→porosty, mszaki→grzyby (8 lat)

Jeśli drogą sukcesji ustali się ekosystem ( stadium klimaksu) ekosystem jest w stadium homeostazy.

-w biocenozach jest równowaga, wytworzyły się formy współżycia między populacjami, oparte na mechanizmach regulujących zagęszczenie, liczebność przez drapieżnictwo, konkurencję.

Stan homeostazy pomiędzy populacjami ma pewne zasady:

-zachowania struktury

-obiegu materii i energii

-zachowania produktywności

-stabilizacja procesów

zachowanie struktury- podstawowa cecha biocenoz w dążności do zachowania i odtwarzania struktury, zniszczone elementy jeśli nie mogą być odtworzone prowadzą do załamania homeostazy

zachowanie obiegu materii i energii- brak ogniwa w układzie spowoduje zablokowanie przepływu

zachowanie produktywności- każda biocenoza przystosowuje swą produkcję do warunków gospodarki energią i materią. Proces regulacji odbywa się na poziomie producentów, układ realizuje optymalną dla danych warunków produkcję zgodnie z zasadą zachowania produkcji optymalnej ekosystemu

stabilizacja procesów- wewnętrznych , przebiegających w ekosystemach, zachodzi w przypadkach takich układów wewnętrznych, w których środowisko jest ustabilizowane ( biocenoza dopasowuje do niego mechanizmy sterujące)podlega fluktuacjom, (stabilizacja może być określona jako zdolność do przeciwstawienia się lub osłabienia amplitudy fluktuacji)

-spontanicznie uruchomione procesy powinny być regulowane przez układy strukturalne, w których przebiegają

-w przypadku zniszczenia części układu, ustalona poprzednio struktura (w homeostazie) jest odbudowana i przywrócona do poprzedniego stanu

Cechy strukturalne ekosystemu

-struktura przestrzenna( są jeszcze np. struktura biotyczna- czynnik dopasowania jednych populacji do drugich)

ekosystem w przestrzeni:

-struktura pionowa

-struktura pozioma

Struktura pionowa- warstwowość

-w wodzie

-na lądzie

-w glebie

Woda- w wodzie deficytowym czynnikiem środowiskowym jest światło (najlepiej przenikają promienie zielone, fioletowe- gradient biotopu z głębokością( im głębiej tym mniej światła))

-światło= ilość fotosyntetycznie czynnej energii świetlnej

-punkt kompensacyjny fotosynt. Ok. 1%

-woda- warstwa fotyczna do 80m

-oceany do 400m

-termika , tlen, sole mineralne, ciśnienie

Ekosystemy lądowe- czynnikami są światło i wilgotność:

-las np.: miąższość koron, warstwa krzewów+ podszyt +podrost

-warstwa runa = zioła +trawy + byliny

-warstwa przyziemna- mchy , porosty

-im niżej tym większa wilgotność

Ekosystemy glebowe:

-warstwy A> substancji nieorganicznych, tlenu i wody

-B- może brakować powietrza

-C- dalsze warstwy

-Podglebie

Struktura pozioma- strefowość

Ekosystem wodny

-np.; jezioro- na brzegach roślinność strefy brzegowej i strefy głębszej

-ekosystem leśny → ekoton ( miejsce styku ekoystemów)← ekosystem jeziorny

W ekotonie dochodzi do zmian biocenozy, na skutek zmiany warunków zmienia się charakter ekotonu:

-duża zmienność

-różnorodność gatunkowa

-duża zmienność w czasie

( ekosystem wodny, strefa przybrzeżna- litoral, strefa kontaktu- ekoton- zwiększona liczba gatunków i liczebność, sukcesja i konkurencja)

struktura mozaikowa- związana pierwotnie ze zróżnicowaniem podłoża, głazy , rumowiska, światło, wilgotność

WYKŁAD IX--------------------------------------------------------------------------

Każdy ekosystem charakteryzuje się tym ze ma jakieś struktury.

Śród różnych organizmów w ekosystemie jest cały system powiązań.

Struktura biotyczna ekosystemów- żywych organizmów występujących w ekosystemie., jest strukturą funkcjonalną biocenozy. Oparta jest na zasadach:

-optymalizacja produkcji ekosystemu- podstawa jest produkcja pierwotna, powiązanie energii słonecznej w wysoko energetyczne związki organiczne- magazynowanie, przemiana materii we wszystkich komponentach układu

-zasada zachowania obiegu materii i przepływu energii- musi być przepływ energii pomiędzy organizmami.

Producenci- konsumenci I rzędu- drapieżniki, jeśli zabraknie jakiegoś ogniwa np. producenta- to drapieżnik ginie.., ekosystem się chwieje w swojej równowadze, by ekosystem funkcjonował musza być zachowane wszystkie elementy łańcucha.

Zasada zachowania obiegu materii i energii- jeśli następuje zahamowanie krążenia prowadzi to do załamania równowagi i dezintegracji całego układu.

-zasada stabilizacji procesów- proces odbywa się przez cały czas

procesy w układzie wynikają ze związków pomiędzy komponentami, realizacja procesów jest spontaniczna, wynika z przystosowań do warunków. Stopień regulacji procesów stanowi miarę rozwoju ewolucyjnego biocenoz

Podstawowe funkcje jakie pełni ekosystem to :

-kontrola produkcji

-kontrola obiegu materii

-kontrola stabilizacji

konkretne warunki- temperatura gleby, nasłonecznienie- jest to kontrola gdyż ekosystem stwarza konkretne warunki

Zadania realizowane są przez struktury różnego rzędu oparte na odmiennych typach koakcji między żywymi komponentami biocenozy w ekosystemie tworzącymi układy strukturalne

-struktura troficzna- pierwszego rzędu, koakcje typu eksploatacyjnego: spasanie, drapieżnictwo, pasożytnictwo (człowiek eksploatuje wszystkie biocenozy)

-struktura konkurencyjna- drugiego rzędu, oparta na zależnościach pomiędzy populacjami o podobnych wymaganiach ekologicznych.( las- sarna i zajac żywią się tym samym- roślinami zielonymi, konkurują, ustala się równowaga np. ptaki drapieżne- terytorializm)

-struktura paratroficzna- trzeciego rzędu- zależności pokarmowe typu nie eksploatacyjnego; pobieranie substancji pokarmowych nie uszczupla zasobów energetycznych tych populacji, które są ich producentem lub dawcą np.: pyłek, nektar wydzielina mszyc (kwiat i pszczoła, korzysta tylko z nektaru nie zjada kwiatu, mrówki korzystają z wydzieliny mszyc)

-Melofagizm- wydzieliny stanowią inhibitory np.; rozmnażania- pobudzają rozwój jajników u samic owadów błonkoskrzydłych, łuskoskrzydłych, dwuskrzydłych, brak inhibitorów eliminuje populację- niektóre wydzieliny kwiatów są przerabiane na mleczko którym karmi się matka i składa jaja, robotnice żywią się chlebem pszczelim ponieważ brak jest inhibitorów dalej wyrastają na robotnice.

Do paratroficznych struktur należą też:

-Allelopatia- wydzielanie pewnych substancji chemicznych do środowiska (metabolitów), bardzo dużo roślin ma takie zdolności, rośliny zapewniają sobie zdobycie terenu- wydzielają związki allelopatyczne i giną wszystkie rośliny dookoła, a później zatruwa sama siebie

*Dodatnia- gdy wydzielane substancje są korzystne dla innych gatunków Np.: łubin i ziemniaki , pszenica i kąkol- ułatwiają sobie zycie

*Ujemna- piołun działa tak na wiele gatunków roślin, wydziela alkaloid absyntynę- zatruwa inne gatunki (donator i akceptor)

*Donator- ten który wytwarza substancje działające alelopatyczne

*Akceptorem jest odbiorca na którego działa korzystnie, albo niekorzystnie

Typ oddziaływania	Wynik oddziaływania
Neutralizm A-żywiciel B-eksploatator	Populacje nie wpływają na siebie
Konkurencja A, B	Jedna z populacji jest eliminowana ze środowiska, może prowadzić do zagłady populacji lub ustala się równowaga- zależy to od liczebności
Mutualizm Partnerzy lub symbionty	Sosna i grzyby korzeniowe- współdziałanie nieodzowne dla obu gatunków (partnerzy)
Protokooperacja Współdziałanie A i B	Współdziałanie korzystne dla obu gatunków, lecz niekoniecznie
Komansalizm- „mensa” stół komansal żywiciel	Nieodzowny dla A, ale B nie podlega wpływom tzn ; w gnieździe bociana gnieżdżą się wróble- niezależne populacje, które żywią się resztkami ze „stołu” bociana a są obojętne bocianom
Amensalizm amensal inhibitor	Rozwój populacji A- ograniczony, B nie podlega wpływom
Pasożytnictwo pasożyt żywiciel	Nieodzowne dla populacji A, dla B ograniczony
Drapieżnictwo drapieżca ofiara	Wynik j.w.

Struktura troficzna- część pokarmowa biocenozy, eksploatacyjna, dotyczy związków pokarmowych pomiędzy populacjami tworzącymi biocenozę

Poziomy troficzne:

1.Producenci- autotrofy - rośliny decydują o produkcji całego układu

-produkcja pierwotna- szybkość gromadzenia energii słonecznej w postaci energii chemicznej w związkach organicznych (energia uwalnia się w procesie rozbijania zw.organicznych)

4 etapy produkcji:

-produkcja brutto- szybkość fotosyntezy, wytwarzania całej substancji

-produkcja netto- szybkość magazynowania substancji organicznej 80%(minus oddychanie roślin)

-netto biocenozy- szybkość gromadzenia materii nie zjedzonej przez heterotrofy

-wtórna- przetwarzanie, przyswajanie materii przez heterotrofy

2.Konsumenci- heterotrofy- roślinożercy- filofagi, drapieżcy drobni, więksi, eksploatowanie kilku biocenoz zalicza się tu pasożyty- pchły, pluskwy

3.Destruenci- mikroorganizmy- rozkładające substancje organiczne- bakterie , grzyby, roztocza, korzystają z gotowej substancji którą rozkładają i uzyskują energie

-piramida troficzna- liczebność x biomasa, każdy poziom ma mniejszą liczebność i biomasę, przepływ energii odbywa się z utratą na ciepło na każdym poziomie. Na każdym poziomie ilość energii przeznaczonej na produkcję jest mniejsza niż energii pobieranej(oddychanie)

-3 elementy

producent (lucerna)- ciele (żywione lucerną)- człowiek

Łańcuchy troficzne- krótkie, długie

Energii przekazywanej jest coraz mniej bo odbywa się oddychanie, jeśli łańcuch jest długi, każdy w łańcuchu zużywa jakąś ilość energii, która nie wróci, wraca tylko materia, dlatego ogranicza się łańcuchy troficzne by mniejszym nakładem wytworzyć mięso.

WYKŁAD X---------------------------------------------------------------------

Gospodarka energią w ekosystemach dotyczy tylko biocenozy, żywych organizmów budujących ten system.

Gospodarowanie energią- opiera się na gospodarowaniu energią każdego organizmu, zależności energetycznych pomiędzy grupami organizmów.

Gospodarka energią w biocenozie- zjawisko przemiany materii i efektywności biologicznej, fizjologicznej i ekologicznej, związane są z procesami energetycznymi

Podstawą gospodarki energetycznej biocenozy jest gospodarowanie energią osobników, wszystkie prawa rządzące przemianami energii w ekosystemach wywodzą się z zasad termodynamiki.

Zachowanie energii- energia w układach może przechodzić z jednej formy w drugą(np.; chem.- mech)ale całkowita ilość jest stała.

Wszystkie przemiany energii z wyjątkiem przemiany w ciepło , nie sa całkowite, bo przy każdej zmianie część energii zostaje uwolniona w postaci ciepła (kwanty energii słonecznej dochodzą do powierzchni liści, są przez chlorofil wiązane w postaci wiązań organicznych)Część energii ginie przez utratę na ciepło.

Stąd w układach ekologicznych istnieją straty energii i mówimy o wydajności energetycznej procesów- energia jest podstawą, motorem wszystkich procesów

Podstawowe zagadnienia gospodarki energetycznej to:

-zdobywanie energii

-zużytkowane energii

Ze względu na sposób uzyskania energii rozróżniamy 2 grupy organizmów:

Autotrofy - synteza związków organicznych, za pomocą energii promienistej lub z utleniania związków nieorganicznych (fotosyntez, chemosynteza)

Heterotrofy - energię czerpią ze związków organicznych wyprodukowanych przez autotrofy

Fotosynteza jest powszechniejsza , wydajniejsza , stanowi 99% energii organizmów

2 typy gospodarowania energią:

-typ aerobowy- przy użyciu tlenu, oddychanie aerobowe- utlenianie związków organicznych tlenem z powietrza lub wody, oszczędny- 1 mol glukozy- 686 kcal

człowiek /dzień (odniesienie do pokarmu) zużywa 0,7 %ciężaru ciała

-typ anaerobowy- oddychanie anaerobowe- utlenianie pośrednich produktów przemiany materii, które ulegają redukcji, rozrzutny- 1 mol glukozy- 36 kcal ( bakterie potrzebują 100 x więcej pokarmu niż ich waga, pałeczka fermentacji mlekowej- do 360 000 x więcej niż waga jej ciała

Budżet energetyczny organizmów:

Ocena energetyczna zjawisk ekologicznych oparta jest na określeniu zapotrzebowania na energię.

Zużycie energii:

-zawartość energii w środowisku- energia dostępna , niedostępna (niewykorzystywana)

-zapotrzebowanie na energię- różne, charakterystyczne dla poszczególnych gatunków, zależy od faz rozwojowych- różne zapotrzebowanie w różnych fazach wzrostu , różnice dobowe- mniej energii potrzeba w czasie spoczynku, uwarunkowanie sezonowe- gdy warunki środowiskowe zmuszają organizm do większej wydajności energetycznej, duże ilości energii potrzebne są do wydajności fizycznej

-energia dostępna i niedostępna dotyczy heterotrofów- jeżeli rośnie trawa i pasie się sarna, to trawa jest dla niej energią zawartą w części zielonej, ta energia zawarta jest też w korzeniach, których już nie wykorzystuje

-konsumpcja całkowita, niecałkowita- sowa połyka mysz w całości, robi wypluwki z resztek myszy ale pochłonie ok. 90% energii

ΔE= ΔrE + sE

gdzie

ΔE- przychód energii

ΔrE- retencja (przychód)

sE- straty energii

Ilość energii zależy od skupień zbiorowisk roślinnych

0,5- 5 %- ilość energii słonecznej jaką rośliny zatrzymują i zamieniają w związki organiczne

Gospodarowanie energia w biocenozach:

Biocenozy nie wytwarzają energii lecz tylko przetwarzają energię słoneczną

Wydajność produkcyjna ekosystemu= % przetwarzania energii słonecznej na biomasę (minus straty)

Schemat obiegu energii w biocenozie:

-środowisko- woda, energia słońca, temperatura

-producenci- produkcja pierwotna (rosliny)

-heterotrofy (destruenci)- konsumenci I rzędu, destruenci- rozkład substancji w procesie denitryfikacji.

Przepływ energii w zrównoważonym łańcuchu pokarmowym

Producenci- roślinożercy- drapieżnicy- destruenci

Ilość energii przekazywanej następnym obiegom jest coraz mniejsza, gdyż także ona ma koszty utrzymania (respiracja), część energii przekazywana jest na utrzymanie ,oddychanie organizmu

Jeśli jest mało destruentów to nie zdążą rozłożyć masy,(np. w niskiej temperaturze, w kwaśnym środowisku- dlatego torf narasta z braku destruentów - zbyt duże pH, są to układy niepełnosprawne)

Zaburzone są proporcje pomiędzy produkcja , konsumpcją, destrukcją

Układy niesprawne:

-akumulacyjny- typ autotroficzny, gdzie produkcja P jest > niż redukcja R>1, produkcja pierwotna brutto P przewyższa szybkość respiracji R , kumulacja energii w postaci substancji organicznej- torf, węgiel. wczesne stadia sukcesji.

-Degradacyjny- heterotroficzny - P<R <1- respiracja wyższa jest niż produkcja pierwotna, niekorzystne warunki, skażenia środowiska- zagłada ekosystemu lub przebudowa w odporniejszy( sosna wymaga czystego powietrza, jeśli jest skażone powierzchnia igieł zmniejsza się, starsze igły opadają) heterotrofy są odporniejsze niż autotrofy

Układ Sprawny - działa na zasadzie stanu równowagi P=R ( stan biomasy nie różni się od stanu początkowego, a przyrost biomasy = 0, układ jest samowystarczalny , import CO2= eksportowi, zależy od warunków jakie stwarza ekosystem wody, temperatury, światła (takich ekosystemów jest coraz mniej)

WYKŁAD XI---------------------------------------------------------------------

Produkcja pierwotna- autotrofy

Produkcja wtórna- heterotrofy

Produkcja brutto to ilość substancji organicznej, którą wytwarzają organizmy samożywne ( autotrofy)

Produkcja netto- ilość substancji organicznej pozostałej po zużyciu przez rośliny do produkcji własnej.

Produkcja całego ekosystemu- ilość masy która pozostaje w ekosystemie

Produktywność ekosystemów- :

-zależy od warunków środowiska ( od biotopu)gleby, klimatu, wilgotności żyzności gleby

-mierzy się ją w g/m2/dzień

Produktywność pierwotna- intensywność z jaką producenci w procesie fotosyntezy i chemosyntezy gromadzą energię w postaci substancji organicznych.

Produktywność wtórna- szybkość magazynowania energii na poziomach troficznych konsumentów i reducentów.

Produkcja dzienna - przykłady:

-pustynie- 0,3 [g/m2/dzień]

-stepy głębokie, jeziora, lasy górskie, niektóre uprawy 0,5-3,0

-wilgotne lasy i niektóre biocenozy wtórne, płytkie jeziora, wilgotne zbiorowiska trawiaste, wilgotne uprawy 3-10

-niektóre ujęcia rzek, źródła, rafy koralowe, lądowe zbiorowiska w dolinach zalewowych, intensywne całoroczne uprawy (trzcina cukrowa) 10-25

-przybrzeżne wody na szelfie kontynentalnym 0,5- 3,0

-głębokie wody oceaniczne- mniej niż 1,0

Na kuli ziemskiej wyróżniamy 3 rzędy wielkości produkcji pierwotnej:

-ok. 0,1 g/m2/dzień- niektóre części pelagialu oceanicznego i bardzo głębokich jezior, pustynie

-ok. 1g/m2/dzień- zbiorowisko stepowe, morza przybrzeżne, płytkie jeziora, pola uprawne.

-ok. 10-20 g.m2/dzień - ujścia rzek, płytkie wody, rafy koralowe, źródła mineralne, wilgotne lasy, intensywne uprawy w dolinach zalewowych

Subwencja energetyczna- rozkład energii włożony po to by produkcja była wieksza

-powyżej 25 g/m2/dzień można otrzymać przy subwencji energetycznej w sztucznych, intensywnych uprawach (szklarnie, cieplarnie, np.: przedłużanie dnia cieplnego) wykorzystanie odpowiedzialnej za asymilację wiązki światła. Hydrofoniki- wodny roztwór substancji mineralnych przygotowanych do odpowiednich roślin( ich wymagań- odpowiednia wilgotność)

Produkcja netto stanowi ok. 50 % produkcji brutto, a plon zbierany przez człowieka stanowi 1/3 produkcji brutto lub mniej ( reszta to tzw. Substancja niedostępna - np.: zboże i korzenie tych zbóż, niejadalne liście itp.)

WYKŁAD XII ------------------------------------------------------------------------

Krążenie materii i energii w ekosystemach, cykle biogeochemiczne.

Wiązanie wysokoenergetyczne, chemiczne w związkach organicznych przechodzi przez wszystkie etapy łańcucha troficznego, resztki dostają się do gleby i ulegają rozkładowi.(energia nie wraca już do słońca)

W ekosystemie przez cały czas odbywa się krążenie w cyklach- roślina autotroficzna- heterotrofy- destruenci

Tworzą się cykle biogeochemiczne (bio- zwierzęta, chem- substancja chemiczna jest istotą krążenia, geo- procesy w glebie)

Cykle biogeochemiczne

-procesy endotermiczne: pochłanianie, akumulacja energii słonecznej ( asymilacja)

-procesy egzotermiczne - uwalniane w procesach chemicznego rozkładu i mineralizacji, oddychanie)

Środowisko abiotyczne biocenoza

Cykle biogeochemiczne- określają drogi mniej lub bardziej zamkniętego obiegu poszczególnych pierwiastków chemicznych lub ich związków /np.: wody, węgla, azotu, fosforu, siarki/ i pierwiastków śladowych, które uczestniczą w tych cyklach.

Źródłem procesów biogeochemicznych jest głównie energia promieniowania słonecznego. Jako energia cieplna powoduje:

-migrację pierwiastków

-przyspieszenie reakcji chemicznych

-obieg wody w środowisku

-wietrzenie minerałów

-ruchy powietrza itp.

Energia słoneczna jest zasadniczym czynnikiem interakcji pomiędzy biosferą a jej biomasa i stanami o biologicznym obiegu pierwiastków w układzie środowisko abiotyczne- biocenoza.

Migrację biogeniczną pierwiastków chemicznych w biosferze powodują 2 przeciwstawne, warunkujące się procesy :

-powstawanie żywej substancji z pierwiastków otaczającego środowiska kosztem energii słonecznej

-rozkład substancji organicznej w wyniku czego pierwiastki przechodzą ze związków organicznych w mineralne.

Następuje kumulacja pierwiastków na powierzchni skorupy ziemskiej, kiedy danego pierwiastka jest za dużo następuje skażenia.

Makropierwiastki w dużych ilościach wchodzą w skład żywych organizmów

Mikropierwiastki- śladowe - występują w niewielkich ilościach (ppm- 0,001g)

Pula niewymienna- pierwiastki nie wchodzące w skład budowy żywych organizmów.

Wyróżnić można 2 bloki czyli pule składników mineralnych

-pula zasobów- wielki zbiornik o bardzo wolnym przepływie składników, nie wchodzących w skład organizmów

-pula wymienna- czyli krążąca, mniejsza ale bardzo aktywna

W biosferze wyróżnić można 2 typy cykli biogeochemicznych:

-obieg typu gazowego- dla którego zbiornikiem jest atmosfera i hydrosfera

-obieg typu sedymentacyjnego- dla którego zbiornikiem jest skorupa ziemska

W ekosystemach naturalnych cykle biogeochemiczne odznaczają się regularnością i równowagą pomiędzy wiązanie a rozkładem.

Gospodarkę człowieka pierwiastkami chemicznymi w środowisku cechuje acykliczność- brak tworzenia cykli zamkniętych, deficyt jednych a nadmiar innych składników.

Mikropierwiastki- metale ciężkie- potrzeba ich jest w śladowych ilościach (wydobywamy duże ilości metali ciężkich.

Naturalny obieg pierwiastków cechuje zrównoważony bilans między ilością pierwiastków uwalnianych w wyniku procesów hipergenicznych a wiązaniem w utworach geologicznych.

Pierwiastki uruchamiane przez człowieka, w pewnym tylko zakresie podlegają różnym formom migracji i wiązaniu w obieg.

Istnieje dysproporcja pomiędzy uruchamianiem i włączaniem w obieg pierwiastków, a i ch odkładaniem się w środowisku

4 grupy pierwiastków śladowych o różnym stopniu zagrożenia dla środowiska biologicznego.

-pierwiastki o bardzo wysokim stopniu potencjalnego zagrożenia (metale)

Cd, Hg, Rb, Cu, Tl, Sn, Zn, CR, Sb, Ag, Au

-o wysokim stopniu potencjalnego zagrożenia

Bi, U, Mo, Ba, Mn, Tl, Fe, Se,

-o średnim stopniu potencjalnego zagrożenia:

F, Be, V, Rb, Ni, Co, As, Li, Ge, In, B, Br, J, Cs, W, Al.

-o niskim stopniu potencjalnego zagrożenia

Sr, Zr, Ta, La, Nb

WYKŁAD XIII-----------------------------------------------------------------------------------------

Bioindykacja- biomonitoring- jest to określanie wartości przyrodniczych środowiska na podstawie testów przyrodniczych lub biologicznych.

-biomonitoring- metoda, sposób wskazywania zmian odbywających się w środowisku oparty o organizmy żywe, ich reakcję na zmiany (reakcja organizmów na kompleks czynników środowiska), jest wystarczający przy podstawowej wiedzy ekologicznej by wiedzieć jakie zmiany zachodzą w środowisku

-monitoring techniczny- określenie stanu środowiska metodą techniczną, za pomocą urządzeń pomiarowych , które pokazują nam zawartość np.: metali ciężkich, stężenie pyłów, CO2, jest to metoda droga, wymagająca laboratoriów, specjalistycznego sprzętu, jest mało dostępna , istnieje możliwość manipulacji.

4 grupy testowe:

1.Występowanie organizmów wskaźnikowych.

2.Zmiany morfologii organów roślinnych, zwierzęcych

3.Próby kumulatywne (testy)

4.Analiza testowa

Ad.4

- organizmy testowe- wykorzystuje się wrażliwość drzew na skażenie środowiska- 2,3 letnie drzewka hodowane w donicach wystawiono na zewnątrz i obserwowano zmiany jakie stopniowo zachodziły- zmiany na liściach, analizowano przyrosty a następnie analizowano materiał w laboratorium na zawartość metali ciężkich, niektóre gatunki wyginęły, testuje się również kosmetyki, środki farmakologiczne- testowany środek rozcieńcza się do 0 a następnie używa się drobnych organizmów wodnych: rozwielitki, rzęsa, obserwuje się reakcję na poszczególne dawki- dawka letalna- ginie cała populacja, dawka śmiertelna

Ad3.

próby kumulatywne - testy

Akumulatory- akumulują związki, np.: mech płonnik, torfowiec- łatwo wchłaniają wszystko, bada się organizmy na zawartość metali ciężkich, związków toksycznych.

Selektory- akumulacja tylko niektórych związków i w określonych ilościach

Ad1.

Organizmy wskaźnikowe- które łatwo reagują na czynniki środowiskowe, oparte na zasadzie tolerancjo ekologicznej

-organizmy stenotopowe- mogą być organizmami wskaźnikowymi, natychmiast reagują na zmiany w środowisku

-organizmy eurotopowe

-grzyb Rhitisma acerinum- bardzo popularny, przydatny do bioindykacji, żyje na liściach klonu, jest pasożytem i wrasta w miekisz liścia i odżywia się substancjami pobieranymi z liści

-nie wytrzymuje większego stężenia SO2 niż 85 mikrogramów/m3 powietrza

-w powietrzu zanieczyszczonym grzyb ten nie występuje

-tworzy charakterystyczne ciemne plamki w porze jesiennej

Zarodniki grzybów

-zrywa się liście- określonego dnia, o określonej godzinie w określonym siedlisku, wycina się z liści krążki umieszcza na szalkach Petriego, jeśli zarodniki były żywe wycinki zaczęły opadać na powierzchnię

-tam gdzie powierzchnie blaszek były kwaśne- zarodniki giną

Skala porostowa

-oparta o porosty epifityczne- rosną na pniach drzew , nie mają kontaktu z glebą

-jeśli kora drzew zanieczyszczona jest siarką , staje się ona kwaśna i porosty na niej nie występują

-dostosowanie skali- oparte na morfologii plech porostów ( grudkowate są bardziej odporne niż o dużych plechach.

Skażenie:

0- gdy jest większe niż 170 mikrogramów/m2- strefa 0 nie występują porosty

1- <170- występuje glon zielonego koloru, dość powszechny Dessmoccocus

2- <150 - występują skorupiaste porosty

3- < 125 - porosty pudrowate, szaroniebieskie w załamaniach kory

4- < 70- porosty listkowate

5- < 60 - porosty listkowate -Parmelia

6- < 50 - porosty krzaczkowate- Evernia prunastri

7- < 40 - porosty krzaczkowate- Lisnea

kora drzew liściastych- pH 5.5, 6, 6

kora drzew iglastych- pH 4

1968r.- I Europejski Kongres na temat wpływu zanieczyszczeń powietrza na rośliny , zwierzęta podjął rezolucję : Zarodnikowe rośliny , szczególnie porosty, należy polecać do ogólnego stosowania jako biologiczne wskaźniki zanieczyszczenia powietrza.

W Europie obserwuje się powrót wrażliwych porostów

W okresie 100 letnim- od 1866- 1066

-porostów epifitycznych 27% gat.

-Mszaków epifitycznych- 13% gat.

-Mchów naziemnych- 15 % gatunków

-Roślin kwiatowych 4% gatunków

Szczególną wrażliwość porostów warunkuje:

-budowa ich plech (symbiont grzyba z glonem)

-sposób odżywiania (brak selektywności)

-konstytucja ekologiczna (wiele stenobiontów o wąskiej amplitudzie ekologicznej)

Skala porostowa służy do orientacyjnej oceny stopnia skażenia powietrza atmosferycznego .

Ad2.

zmiany morfologiczne organów

-cząsteczki kwasów powodują zmiany w budowie anatomicznej - rozpad chlorofilu.

2 typy uszkodzeń:

chroniczne:

-zaburzenia rozwojowe

-deformacje koron, przerzedzenie

-defoliacja

-defloracja

-zahamowanie wzrostu apikalnego pędów i liści

-deformacje blaszki liściowej- asymetria

-epinastie blaszki liściowej(wygięcia blaszki)

ostre uszkodzenia:

-chlorozy- żółte plamy, na skutek działanie siarki następuje rozpad chlorofilu

-nekrozy- martwa tkanka- umiejscowienie świadczy o randze czynnika skażającego

-oparzenia- powstają na blaszce liściowej na skutek opadu kropelki z kwasem siarkowym wypalając dziury w liściu- obrzeże ciemne- nekroza

typy uszkodzenia blaszki liściowej:

-szczytowe

-brzegowe

-punktowe

-płatowe

-żyłkowe

-międzyżyłkowe

Biotest lornetkowy drzew iglastych:

-igły zdrowe 100%

-pojawiają się nekrozy , obejmują coraz większą powierzchnię igieł, które obsychają i opadają (pędzelkowatość sosny)

Gatunki stenotopowe

Mieczyk tulipan	Wskaźnik zanieczyszczenia fluorem, kwas fluorowodorowy, fluorowodór HF	Nekroza wierzchołków i brzegów liści, akumulacja fluoru w roślinach
Tytoń szpinak	Na skutek ozonu	Nekrozy punktowe, na górnej powierzchni liści
Pokrzywa, Trawa- wiechlina roczna	Azotan nadtleno- acetylu PAN CH3, COOONO2	Poprzeczne pasmowe nekrozy liści
Lucerna hreczka	SO2	Międzyżyłkowe nekrozy i chlorozy
petunia	etylen	Opadające pączki kwiatowe, małe kwiaty
Trawa- rajgras	Fluor Metale ciężkie Cd, Pb, Zn, Mn	Akumulacja fluoru i metali ciężkich w roślinach

W mieście wskaźnikiem zanieczyszczeń są sosny i świerki (jeśli 3 roczniki są obrośnięte igłami to jest jeszcze dobrze)powinno utrzymywać się 10

4

---