Ekologia- podstawa nauk biologicznych, scala je, nauka o strukturze przyrody zorganizowanej w systemy, układy.

Prawo Liebiga (XIX w)- każdy organizm znajduje sobie optimum występowania. Liebig badał rośliny i określił prawo minimum- te substancje, które występują w minimalnych ilościach mają decydujący (ograniczający) wpływ na rozwój roślin.

Prawo tolerancji Shelforda- Shelford stwierdził, że niedobór/nadmiar czynnika mają ograniczający wpływ na życie i funkcjonowanie organizmu. Optimum i pesimum.

Eury- szeroki zakres tolerancji np. eurytermiczny, euryhalinowy, eurytopowy

Steno- wąski zakres tolerancji np. stenotermiczny.

Zasady rozszerzające prawo tolerancji Shelforda:

1. organizmy mogą mieć wąski zakres tolerancji wobec jednego czynnika a szeroki wobec drugiego

2. organizmy o szerokim zakresie tolerancji na wiele czynników są szeroko rozprzestrzenione w przyrodzie

3. jeśli warunki środowiskowe nie są optymalne dla jednego czynnika to granice wobec innych mogą być zawężone

4. organizmy nie zawsze występują w optimum danego czynnika abiotycznego

5. granice tolerancji i zakres optimum są zmienne w różnych warunkach geograficznych ( zmienność geograficzna w obrębie jednego gatunku)

6. okres rozrodu jest okresem krytycznym (czynniki mają największy wpływ)

Reguły ekogeograficzne:

1. Reguła Bergmana - zwierzęta tego samego gatunku żyjące na północy są większe niż w innych szerokościach geograficznych

2. Reguła Allena- dotyczy wystających części ciała u zwierząt stałocieplnych. Krótsze łapy/ ogony/ uszy mają zwierzęta na północy (zatrzymanie ciepła) niż na południu (oddanie ciepła)

3. Reguła Glogera- ptaki, ssaki żyjące w chłodnym i suchym klimacie są ubarwione jaśniej (mniej melatoliny) niż te żyjące w cieplejszym klimacie

4. Reguła Jordana - (nie dotyczy stałocieplnych jak 3 powyższe)- ryby wód chłodnych mają więcej kręgów, więc są większe niż ryby wód ciepłych.

Zbiorniki wodne:

1. jeziora- polodowcowe, krasowe, sródwydmowe, przybrzeżne, deltowe, rzeczne, meteorytowe

2. zbiorniki zaporowe- tworzone przez człowieka lub bobry

3. stawy- małe płytkie zagłębienia wypełnione wodą (np. hodowlane)

4. drobne zbiorniki wodne- oczka, wyrobiska itp.

5. cieki- źródła, potoki (bardzo zimna woda), rzeki, estuaria (rzeka wpada do wody), kanały, rowy

6. torfowiska- wysokie, przejściowe i niskie

7. okresowe- mułowiska, namuliska, podmokliska

	Oligotroficzne	Eutroficzne	Dystroficzne
Opis	Głębokie, młode	Stare	Występują w lasach, tzw. „czarna woda”
Miąższość	Duża	Mała	Mała
Barwa wody	Szafirowa, niebieska, zielona (od roślin)	Zielono żółta lub żółto zielona	Żółta, brunatna
Przezroczystość	Duża	Mała	Mała
Bilans tlenu	Wysoki	Niski	Niski
Humus	Mało	Mało/ średnio	Dużo
Odczyn PH	Zmienny ok. 7	Zasadowy lub obojętny	Powyżej 7
Osady	Ubogie	Bogate	Bogate

Cykl mieszania wody w jeziorach (na kartkach)!!

Eutrofizacja- wzbogacanie ekosystemu w cząsteczki pokarmowe.

Zlewnia- obszar, z którego wody płyną do jednego ujścia. Gdy zlewnia jest zalesiona wtedy mało wody będzie spływać do strumieni. Gdy zlewnia będzie bez drzew wtedy występują większe wahania wód (powodzie), zmniejsza się przejrzystość rzek (wymywana powierzchniowa warstwa gleby).

Model kontinuum rzek:

• Góra rzeki- brzegi zalesione, rozdrabniacze, zgryzacie (CPON- gruboziarnista materia organiczna)

• W dole rzeki- brzegi mało zalesione, zbieracze, drapieżcy (FPON- materia mocno rozdrobniona)

Rola mokradeł:

1. Krążenie wody (utrzymywanie wody w ekosystemie)

2. Bilans pierwiastków (zlewnie)

3. Oczyszczanie wód (roślinność nadbrzeżna, torfowiska)

4. w rozwoju cywilizacyjnym (względy kulturowe)

Powrót pierwiastków do góry- rola larw komarów (filtrują wodę), mają w sobie pierwiastki i „wynoszą” je w górę zlewni + inne owady + płazy (np. żaby)

Znaczenie biologiczne- miejsce występowania wielu gatunków kręgowców (bociany, żurawie, łosie) i bezkręgowców

Zagrożenia:

1. Naturalne- procesy morfogenetyczne, sukcesja ekologiczna (kończy się torfowiskiem)

2. Antropogeniczne- zmiana reżimu hydrologicznego (młyny, melioracje), każda tama w wodzie- przeszkoda dla ryb (np. łososi)

3. Skażenia termiczne- wzrost roślin naczyniowych-> wzrost populacji ryb-> wzrost ilości ekskrementów-> przenawożenie wody

4. Zakwaszenie wody (uwalnianie glinu)- zabójca roślin.

5. Zakwaszenie oceanów- ginięcie raf koralowych, -> ginięcie zwierząt-> nie ma kto rozdrabniać materii organicznej

6. Metale ciężkie- kadm, stront, ołów, rtęć (wcześniej benzyna ołowiowa, teraz platyna z katalizatorów)

7. Zaśmiecanie- turystyka i wędkarstwo

8. Introdukcja obcych gatunków- np. amur oczyszcza jezioro ale przy okazji może niszczyć trzciny; rak pręgowany może wyprzeć zwykłego raka.

Bobry- podnoszą poziom wody, woda się rozlewa na sąsiednie obszary. Wiosną chronią przed podwoziami powodziami a latem przed suszą.

Kryteria wyznaczania biocenoz:

1. Charakterystyczny skład gatunkowy

2. Pełność składu gatunkowego (ekosystem nie może istnieć bez producentów)

3. Trwanie w czasie

4. Zajmowana przestrzeń i granica

Clements twierdził, że poszczególne gatunki tworzą zespoły, które mają wyraźne, ostre granice (obserwował bizony i prerie w USA).

Gleson twierdził, że nie ma ostrych granic (płynne przejścia miedzy zespołami).

Człowiek tworzy sztuczne granice a przyroda je przekształca. Naturalne granice są „pokręcone”, „poszarpane” i „postrzępione”

Okrajek- teren tuż za lasem

Oszyjek- pierwsze 15 metrów w lesie (duża ilość gatunków)

Prawidłowości rządzące ekosystemem:

1. Zasada jedności biotopu i biocenozy- nie można biocenozy oderwać od biotopu i na odwrót

2. Zasada organizacji biocenozy- przepływ energii, obieg materii (producenci, konsumenci, saprofagi)

3. Zasada autonomii- wszystko poza słońcem produkowane jest na miejscu (wyjątek: jaskinie- materia dostarczana z zewnątrz)

4. Zasada równowagi ekologicznej- żaden element nie może mieć roli dominującej ( i sosna i świerk sadzone na dużych obszarach mają plagi szkodników, niszczą gleby)

5. Zasada sukcesji ekologicznej - wszystko się rozwija, przemiany

Wskaźnik LAI- powierzchni listowia (ile na jednostkę podłoża przypada powierzchni liści). Reszta w notatkach str 19!

Najważniejsze formy wzrostowe roślin lądowych:

1. Drzewa- pow. 3 metrów

2. Liany- rośliny wijące się

3. Krzewy- wysokość powyżej 25 cm

4. Epifity- rośliny nadrzeczne

5. Rośliny zielne- brak zdrewniałej łodygi powyżej powierzchni gruntu- paprocie, trawy, zioła

6. Rośliny plechowate- mchy, wątrobowce- porosty

Typy form życiowych roślin:

1. Planktofity- mikroskopowe rośliny wodne

2. Edafity- drobne rośliny żyjące w glebie

3. Terofity- jednoroczny cykl życia, zarodniki, nasiona

4. Hydrofity- rośliny wodne

5. Geofity- pączki ukryte w podłożu, bulwy, kłącza

6. Hemikryptofity- pączki bezpośrednio na ziemi, na wpół ukryte

7. Chamefity- na ziemi, nie wyżej niż 30 cm

8. Epifity- nadrzeczne

9. Endofity- pasożyty np. jemioła

10. Fanerofity- jawnopączkowe, występują w tropikach

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 destruentów w poszczególnych biocenozach. Łańcuchy troficzne tworzą sieć zależności pokarmowych. Dzięki nim możliwy jest obieg materii i przepływ energii w ekosystemach.

Wyróżniamy trzy rodzaje łańcuchów:

• łańcuch spasania - rozpoczyna się od roślin zielonych, poprzez zwierzęta roślinożerne, do drapieżców czyli konsumentów wyższych rzędów

np. ziemniak—stonka—bażant—lis

• 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—bzyki—bakteria—bakteriofagi

Interakcje międzygatunkowe	Gatunek 1	Gatunek 2
Konkurencja	-	-
Amensalizm	0	-
Komensalizm	+	0
Protokooperacja(nie jest ścisła	+	+
Mutualizm (ścisły)	+	+

Reakcje przystosowawcze drapieżników

1. Liczebnościowa- mnożenie się drapieżników

2. Funkcjonalna- polowanie na jedną ofiarę, którą najłatwiej złapać

3. Skupiskowa- skupianie się w grupach w miejscach występowania ofiary

4. Rozwojowa- skracanie lub wydłużanie okresu rozwoju, zależy od liczby zjedzonych ofiar

Reakcje przystosowawcze ofiar

1. tworzenie grup + sygnały

2. aktywna ucieczka ofiar

3. kryptycyzm (ukrywanie się)

4. niejadalność (kolor czerwony, żółty z czarnym)

5. Zmniejszanie rozmiarów ciała, zapach

Gradient różnorodności kształtują:

1. Czynnik historii- jak długo dany ekosystem znajduje się w danym miejscu. Jeśli istnieje krótko to nie było czasu na zasiedlenie gatunków i ich ewolucję. Np. jeziora młode i stare

2. Czynniki zróżnicowania środowiska

3. Czynniki konkurencji

4. Czynniki drapieżnictwa

5. Czynniki klimatu

6. Czynniki produktywności (tempo wytwarzania materii)

7. Czynnik zaburzeń (np. tsunami)

Gatunek zwornikowy- istnieje i nadaje kształt ekosystemowi, od niego zależy struktura i funkcjonowanie danego ekosystemu. Gdy go zabraknie dany ekosystem może zamienić się w inny. Np. wilk

Spała letnia i zimowa- podgryzanie przez sarny młodych drzewek, niszczycielskie działanie

Hipoteza wypadających nitów- ekosystemy mogą tracić dużą liczbę gatunków ale jeśli stracą najistotniejsze gatunki (zwornikowe) to zmienią się w inny ekosystem.

Ekologiczna rola próchnicy(humusu):

1. udział w tworzeniu gleb i kształtowaniu ich właściwości

2. udział w obiegu biologicznym pierwiastków

3. oddziaływanie na wzrost i rozwój roślin

4. dostarczenie pierwiastków roślinom wyższym

Produkcja pierwotna zależy od:

1. Temperatury

2. Ewapotranspiracji potencjalnej

3. Wiązania azotu

4. Wiązania fosforu i innych pierwiastków

5. Typu fotosyntezy

Aspekty stabilności zbiorowisk:

1. Stałość- brak istotnych zmian w strukturze gatunkowej i przestrzennej zbiorowisk

2. Trwanie- zdolność do utrzymywania się określonej struktury i zbiorowisk przez długi czas

3. Bezwładność- zdolność do opierania się zmianom i utrzymywania się w stanie równowagi

4. Elastyczność- szybkość z jaką zbiorowisko powraca do stanu równowagi po ustaniu zaburzenia

5. Sprężystość

Teoria monoklimaksu (Clements). Podzielił czas potrzebny na przełamanie ograniczeń edaficznych na trzy fazy:

1. Faza inicjacji- po otwarciu wolnej przestrzeni

2. Faza środkowa- konkurencja i zmiana warunków środowiskowych pod wpływem biocenozy

3. Faza finalna- faza klimaksu

ODUM- punktem kulminacyjnym sukcesji jest ustabilizowany ekosystem w którym utrzymuje się maksimum biomasy (duża ilość informacji) i maksimum finkcji symbiotycznych między organizmami.

Model tolerancji zakłada, że na wymianę gatunków w toku sukcesji nie mają wpływu wcześniejsi kolonizatorzy, a gatunki późniejszych stadiów sukcesji to te, które są w stanie tolerować niższy poziom zasobów, niż gatunki wczesnych faz sukcesji.

Model tolerancji zaproponowali uczeni Connel i Slatyer (1977). Jest to model pośredni między modelem ułatwiania i modelem hamowania. Według modelu tolerancji obecność gatunków wczesnych stadiów sukcesji nie zasadniczego znaczenia - sukcesję może rozpocząć każdy gatunek. Niektóre gatunki mogą jednak uzyskać przewagę w konkurencji i właśnie one będą dominować w biocenozie klimaksowej Gatunki są wymieniane przez inne, które lepiej tolerują działanie czynników ograniczających. W zależności od początkowych warunków, sukcesja przebiega albo na skutek inwazji gatunków późniejszych stadiów, albo ubywania początkowych kolonistów.

Model tolerancji znany jest także pod nazwą: sekwencja początkowego składu florystycznego (Egler 1954).

---