Biocenoza i ekosystem

1

2

Do omówienia

3

1. Struktura troficzna biocenozy

a) poziomy troficzne
b) ła

ń

cuchy pokarmowe

c) sie

ć

pokarmowa

d) piramidy ekologiczne

e) bioakumulacja w ła

ń

cuchu

pokarmowym

4

2. Produkcja pierwotna i wtórna
ekosystemu (Produktywno

ść

ekosystemu)

4. Obieg materii i przepływ energii w
ekosystemie. Cykle biogeochemiczne C,
N, P, S

5. Sukcesja ekologiczna

6. Struktura i funkcjonowanie
agroekosystemu. Poj

ę

cie rolnictwa

zrównowa

ż

onego.

5

Trzy typy układów nakładaj

ą

cych

si

ę

na siebie w biocenozie

Struktura troficzna (1-rz

ę

du)

Struktura konkurencyjna (2- rz

ę

du)

Struktura paratroficzna (3-rz

ę

du) –

zale

ż

no

ś

ci pokarmowe typu

nieeksploatacyjnego…

6

Struktura troficzna (1-rz

ę

du)

7

Poziom I

Poziom II

Poziom III

Poziom IV

ro

ś

liny

ro

ś

lino

ż

ercy drapie

ż

cy I

drapie

ż

cy II

producenci

Konsumenci I

Konsumenci II

Konsumenci III

a) POZIOM TROFICZNY –

organizmy zajmujące

taką samą pozycję w łańcuchu pokarmowym (o podobnym

sposobie odżywiania)

Producenci
Konsumenci
Destruenci (reducenci)

8

Zale

ż

no

ś

ci troficzne

Producent

Konsument I

Konsument III

Destruenci

Konsument II

9

PRODUCENCI - autotrofy (samo

ż

ywne),

wi

ążą

CO

2

, produkcja pierwotna

FOTOAUTOTROFY

:

przekształcaj

ą

En promien.

słonecznego w En chemiczn

ą

CHEMOAUTOTROFY:

ź

ródłem energii do asymilacji CO

2

s

ą

reakcje utleniania (energia chemiczna)

bakterie chemosyntetyzuj

ą

ce

np. siarkowe,

nitryfikacyjne,

ż

elaziste, metanowe

10

KONSUMENCI

organizmy cudzo

ż

ywne (heterotrofy)

Wszystkie zwierz

ę

ta, bakterie, liczne Archea,

grzyby

– Ro

ś

lino

ż

ercy,

En z biomasy ro

ś

linnej

– Drapie

ż

cy I,

En ro

ś

lino

ż

erców

– Drapie

ż

cy II,

En drapie

ż

ców I/II oraz

ro

ś

lino

ż

erców

– Paso

ż

yty

,

En ro

ś

lin i zwierz

ą

t

ż

ywicielskich

11

KONSUMENCI, c.d.

DETRYTUSO

ś

ERCY

(detrytusofagi )-

saprofagi, organizmy

ż

ywi

ą

ce si

ę

martwymi

szcz

ą

tkami ro

ś

lin i zwierz

ą

t, czyli

detrytusem.

Przyspieszaj

ą

rozkład materii organicznej i - obieg materii w ogóle. S

ą

te

ż

istotnym pokarmem dla drapie

ż

ników.

Mikro-, mezo-, makrofauna, m.in.: pierwotniaki, nicienie, wazonkowce, wije,
d

ż

d

ż

ownice.

W ekosystemach le

ś

nych i trawiastych ponad 60% materii organicznej to

detrytus.

12

Edafon

zespół drobnych organizmów

ż

yj

ą

cych w powierzchniowych

warstwach gleby.

Edafon warunkuje rozkład zwi

ą

zków organicznych, bierze

udział w tworzeniu próchnicy glebowej, wpływaj

ą

c na

ż

yzno

ść

gleby.

13

DESTRUENCI

(REDUCENCI) – heterotrofy

(saprofity), głównie

bakterie oraz grzyby

saprofityczne

ż

ródło En – martwa MO

• Rozkładaj

ą

(mineralizuj

ą

) biomas

ę

do

zwi

ą

zków nieorganicznych

• Wytwarzaj

ą

tak

ż

e

substancje biologicznie

czynne

: stymulatory i inhibitory wzrostu,

antybiotyki, witaminy i inne.

14

Miksotrofy

Organizmy zdolne zarówno do fotosyntezy
jak i heterotroficznego sposobu
od

ż

ywiania

15

b) ŁA

Ń

CUCHY POKARMOWE

szereg organizmów w kolejno

ś

ci

kto zjada kogo

kanał przepływu materii i energii w
ekosystemie

16

ŁA

Ń

CUCH POKARMOWY MORZA

SZELFOWEGO (CZTEROOGNIWOWY)

17

Dwa typy ła

ń

cuchów

pokarmowych:

1. ŁA

Ń

CUCH SPASANIA (dominuje w

morzach), rozpoczyna si

ę

od

producentów

–

fitoplankton-kryl-kałamarnica-ryby
drapie

ż

ne-pingwin-foka

–

lucerna-nornik-myszołów

18

2. ŁA

Ń

CUCH DETRYTUSOWY

dominuje na l

ą

dach, rozpoczyna si

ę

od

detrytusu,

poprzez mikroorganizmy i

detrytusofagi do drapie

ż

ników

–

resztki ro

ś

lin – d

ż

d

ż

ownica – kura -

człowiek

–

obumarłe li

ś

cie ro

ś

lin wodnych - nicienie

- larwy owadów - traszka

19

c) SIE

Ć

ZALEZNO

Ś

CI POKARMOWYCH

Składa si

ę

z wielu ła

ń

cuchów

pokarmowych powi

ą

zanych mi

ę

dzy

sob

ą

,

gdy

ż

:

polifagi

(w odró

ż

n. od

monofagów

)

wyst

ę

puj

ą

na wi

ę

cej ni

ż

jednym

poziomie troficznym lub

ż

ywi

ą

si

ę

ró

ż

nymi gatunkami

20

21

• Opisano ponad 170 sieci pokarmowych.

• Ła

ń

cuchy pokarmowe s

ą

krótkie - najcz

ęś

ciej 3-4

(5) ogniw.

• Dłu

ż

sze ła

ń

cuchy nie s

ą

stabilne

→

zagro

ż

enie

dla drapie

ż

ników?

• Ła

ń

cuchy pokarmowe s

ą

krótsze w

ekosystemach l

ą

dowych ni

ż

wodnych.

• S

ą

dłu

ż

sze w wysoko zorganizowanych

biocenozach (las).

A w ekosystemach rolniczych?

• Lepsze poznanie sieci pokarmowej -

skuteczniejsze planowanie strategii ochrony
gatunków.

22

Ś

REDNIA DŁUGOŚĆ ŁAŃCUCHÓW TROFICZNYCH

W 113 ZBADANYCH SIECIACH (Hairston i Hairston 1993)

23

SZCZYTOWE DRAPIE

ś

NIKI

(drapie

ż

niki najwy

ż

szego rz

ę

du)

np.

orka, tygrys, lis, wilk

24

25

Sie

ć

troficzna

• Schemat interakcji troficznych

(jako

ś

ciowy) - ze wzgl

ę

du na powi

ą

zania

mi

ę

dzy elementami

• Schemat przepływu energii i obiegu

materii, ilo

ś

ciowy - ze wzgl

ę

du na

ekosystem

26

PRODUKCJA EKOSYSTEMU

a)PIERWOTNA: brutto i netto,

b) WTÓRNA: brutto i netto

27

PRODUKCJA PIERWOTNA

EKOSYSTEMU (PP)

• Brutto

(GPP)

Ilo

ść

energii (lub materii)

wytworzona przez producentów w

przeliczeniu na jednostk

ę

czasu i powierzchni.

• Netto

(NPP)

=

GPP

–

R

(R - respiracja czyli oddychanie)

NPP = ok. 50% GPP

NPP

to pokarm (

ź

ródło materii i energii) dla

wszystkich organizmów heterotroficznych