Zakres i zastosowanie ekologii

Metodologia badań ekologicznych

Ekologia (historia definicji)

- (gr. Ojlos- dom logos-słowo, nauka) dosłownie nauka o domu, (w którym żyją organizmy)

-w drugiej połowie XIX w E. Haeckel- nauka o relacjach pomiędzy zwierzętami a ich środowiskiem. Wiąże się, a nawet częściowo pokrywa się z etologią (nauką o zachowaniach zwierząt).

-Ch. Elton- ekologia to nauka o historii naturalnej.

-E. Odum - ekologia to nauka o strukturze i funkcjonowaniu przyrody. To struktura budowy i funkcji.

-Andrewarthe- ekologia to nauka o rozmieszczeniu organizmów; pomijane są oddziaływania między nimi

Ekologia to nauka zajmująca się liczebnością i rozmieszczeniem organizmów. Często definiowana, jako nauka o zależnościach między organizmami i ich środowiskiem.

Krebs- nauka o liczebności i rozmieszczeniu organizmów.

Zagadnienia dotyczące ekologii można podzielić następująco:

• Opisowo- opisywanie całych formacji roślinnych i związanych z nimi gatunków

• Funkcjonalnie- zależności oddziaływania między składowymi jednostek. To reakcje populacji i jej liczebności w zależności od warunków. Zastanawia się nad tym jak funkcjonuje ekologia.

• Ewolucyjnie- na podstawie doboru naturalnego. Zastanawia się nad tym, dlaczego ekologia funkcjonuje jak funkcjonuje.

Zakres ekologii pokrywa się z:

• Fizjologią organizmów

• Genetyką populacyjną i ekologiczną

• Ekologią behawioralną

• Ekologią ewolucyjną

Aut (ekologia) - ekologia osobników

Dem(ekologia) - ekologia populacji

Syn(ekologia) - ekologia systemów

Specyfikacja poszczególnych grup powoduje, że ekolodzy różnych działów koncentrują się na różnych grupach.

Podstawowe zasady:

1. Sformułowanie problemu

2. Utworzenie hipotezy rozwiązania

3. Weryfikacja hipotezy poprzez eksperymenty

4. Zebrane dane eksperymentalne testuje się statystycznie

5. Przyjmujemy lub odrzucamy hipotezę

6. Formułowanie praw i teorii

Trzy podstawowe kierunki rozwoju:

-eksperymentalne badania naukowe

-próba interpretacji

-ekologia ochrony przyrody

Ochrona przyrody to nauka, idea i ruch społeczny oraz działania społeczne zachęcające do zachowania twórczych, naukowych, estetycznych wartości przyrody oraz kształtowania racjonalnego i przyjaznego stosunku ludzi do przyrody.

Ochrona środowiska to działalność zmierzająca do utrzymywania, pojawienia, nowego kształtowania warunków przyrodniczych sprzyjających zdrowiu ludzi oraz funkcjonowania życia społecznego i gospodarczego.

Sozologia - nauka o ochronie przyrody i ochronie środowiska.

Często to przypisuje się ekologii

Inżynieria środowiska- zajmuje się techniczną ochroną wód, środowisk itp.

Biologia konserwatorska- bada wpływ człowieka na różnorodność biologiczną. Bada proces ginięcia organizmów.

(osobnik) Populacja i jej cechy charakterystyczne

Populacja- grupa organizmów tego samego gatunku, na tym samym obszarze i w tym samym czasie. Organizmy te mogą się krzyżować, ich genotypy tworzą pulę genową populacji. Populacje mogą być lokalne (dema), w ich obrębie osobniki mogą się krzyżować.

Populacje są przedmiotem badań ekologów i genetyków populacyjnych. Populacja ewolucji podlega w całości.

Zagęszczenie populacji- wpływają na nie cechy tj.: rozrodczość, śmiertelność, imigracja, emigracja. Zmiana zagęszczenia populacji musi się wiązać z którymś z tych czynników.

Zagęszczenie- liczba osobników przypadających na jednostkę powierzchni lub objętości populacji. Zagęszczenie bezwzględne- metoda liczenia prób populacji, na wielkość błędu wpływa reprezentatywność prób, dokładność liczenia osobników i powierzchni. Metody szacowania zagęszczenia względnego: metoda pułapkowa, metoda liczenia głosów, metoda liczenia odchodów, liczenia śladów pozostawionych przez zwierzęta, metoda na podstawie ilości zjedzonej przynęty, wielkość połowu w określonej jednostce czasu, na podstawie liczby upolowanych zwierząt, metoda oceny stopnia pokrycia podłoża, metoda transeptów, metoda ankietowa.

Rozrodczość populacji- liczba osobników przychodzących na świat w określonej jednostce czasu.

Rozrodczość potencjalna (zakładana) i rozrodczość rzeczywista.

Śmiertelność- liczba umierających osobników w jednostce czasu. Odnosi się do całej populacji lub do klas wiekowych.

Wskaźnik śmiertelności- liczba umierających/ liczebność populacji (%)

Przeżywalność to odwrotność śmiertelności. Zależna od cech fizjologicznych.

W warunkach naturalnych większość osobników nie dożywa czasu potencjalnie zakładanego.

Metody sprawdzania śmiertelności: metoda znakowania, metoda ponownego złapania.

Emigracja i imigracja- przyjmujemy, że te wartości są sobie równe. Badanie ich wymaga znakowania osobników.

Problemy z określeniem populacji: ograniczenie przestrzenne, zdefiniowanie osobnika i określenie liczebności populacji, określenie przynależności.

Zdefiniowanie osobnika i określenie liczebności, problem, bo: niektóre gatunki tworzą wieloosobnicze kolonie (osy, pszczoły, termity); cała taka kolonia funkcjonuje jak jeden osobnik.

Gatunek:

1. Koncepcja morfologiczna- jest to grupa osobników wykazująca morfologiczne, biochemiczne i fizjologiczne podobieństwo miedzy sobą i odmienność od osobników innych gatunków. Nie określa się tu różnic miedzy osobnikami, ważne jest podobieństwo morfologiczne.

2. Koncepcja biologiczna- gatunek to zespół osobników, które potencjalnie mogą się krzyżować i wydawać płodne potomstwo. Podkreśla się tu wzajemne oddziaływania, oprócz wspólnych cech jest jeszcze współzależność. Muszki owocowe Drosophila pseudoobscura i Drosophila perstimilis. Ślimaki rodzaju Partula istnieją ich 2 gatunki, z których jedne mają muszle lewoskrętne a drugie prawoskrętne. Ta różnica wystarczy by te gatunki nie mogły się krzyżować. Skrzekot to krzyżówka Głuszca i Cietrzewia (możliwe jest jej powstanie ze względu na podobny okres godów) jest praktycznie bezpłodny.

Struktura populacji

Podstawowe różnice w populacji to: płeć wiek, wielkość, ważny jest również kolor. Oczekiwana struktura płci to 1: 1, praktycznie nieosiągalna (np. u lemingów samce stanowią jedynie 25%). Wiek często łączy się z wielkością, wpływa on na liczebność populacji, (ponieważ wiąże się z jej śmiertelnością).

Wyróżnianie klas wiekowych

-tabela przeżywania - na podstawie tych danych można określić strukturę wiekową i krzywą przeżywania populacji.

Trzy typy krzywych przeżywania:

Typ I - populacja, w której śmiertelność jest niewielka, wzrasta w ostatnich stadiach wiekowych/rozwojowych.

Typ II- śmiertelność jednakowa we wszystkich stadiach wiekowych.

Typ III- wysoka śmiertelność przy urodzeniu/ wykluciu/ lęgu, a potem jest stała.

W przypadku ssaków śmiertelność często przedstawia się za pomocą litery „U”- oznaczająca dużą śmiertelność po urodzeniu i w ostatnich stadiach wiekowych.

Struktura populacji:

• Wzrastająca

• Stała

• Zanikająca

Określana jest na podstawie względnej ilości osobników w poszczególnych klasach wiekowych.

Osobników w populacji przybywa na skutek rozrodczości i imigracji, a ubywa przez śmiertelność i emigrację.

N_t- liczebność populacji teraz

Wzrost liczebności populacji jest niezależny od zagęszczenia. Wewnętrzne tempo wzrostu populacji (r) osiąga maksymalną wartość.(jest to jedynie założenie).Naprawdę r jest mniejsze, może nawet przyjmować wartości ujemne.

Liczebność populacji wzrasta aż do zapełnienia środowiska osobnikami.

Gdzie K- pojemność środowiska

Struktura przestrzenna

Osobniki mogą być rozmieszczone:

• Losowo- osobniki nie wykazują tendencji do skupiania się lub rozpraszania

• Równomiernie- np. rozmieszczenie, zwierząt u których występuje terytorializm, innym przykładem mogą być uprawy leśne.

• Skupiskowo- najczęstsze rozmieszczenie. Np. rośliny cieniolubne rosną w cieniu, innym przykładem mogą być rośliny rozmnażające się rozłogowo.

Plusy życia w grupie: wspólne żerowanie- znajdowanie żerowisk, słabsze osobniki są chronione przez silniejsze, mogą też pełnić funkcję informacyjną- przypuszcza się , że nocujące wspolnie gawrony mogą sobie przekazywać informacje o żerowiskach (głównie plusy dla osobników młodszych). Wspólne zimowanie służy również zachowywaniu jak największej ilości energii. Wspólna wędrówka- bardziej precyzyjna nawigacja, poznawanie trasy wędrówki.

Minusy życia w grupie- nasila się konkurencja, może nastąpić efekt przegęszczenia, łatwiej przenoszą się pasożyty i choroby. Najlepiej mają osobniki dominujące.

Typy rozmieszczenia bada się dzieląc środowisko populacji i badając liczebność z danego kwadratu:

- rozmieszczenie równomierne

- rozmieszczenie skupiskowe

- rozmieszczenie losowe

Zmienność genetyczna

-genetyka populacyjna- populacja mała i duża

Organizacja substacji dziedzicznej

Osobniki tego samego gatunku różnią się, wynika to z różnorodnej sekwencji nukleotydów, zmienność modyfikacyjna

Triplet-trójka zasad

Gen- składa się z tripletów

Allele- rózne formy genu

Gen polimeryczny- zawiera rózne allele

Chromosomy- ich liczba jest specyficzną cechą gatunku an-haploidalne 2n- diploidalne więcej to poliploidy (rzadkość)

Genotyp- zespół genów organizmu, składający się na pulę genową.

Fenotyp- może różnić się genotypem

Wyróżnia się dwa źródła zmienności genetycznej:

• Mutacja - nagła, utrzymująca się w czasie zmiana substancji dziedzicznej, zmiana struktury, chromosomu, genu.

Polimeraza DNA- zmniejsza utrzymywanie się mutacji (przez enzymy naprawcze zmniejsza się to jeszcze bardziej).

• Rekombinacja genów- wymiana genów między osobnikami populacji. Mogą się pojawić dzięki temu osobniki lepej przystosowane (choć niekoniecznie). Cechy dziedziczne obojga rodziców są wymieszane.

W trakcje rozmnażania bezpłciowego nie dochodzi do rekombinacji genów, kolejne osobniki potomne są klonami osobników macierzystych pod względem genowym.

Crossbing over -wymiana chromatyd

Osobnik diploidalny- w locus genowym może mieć dwa identyczne allele- homozygota, lub dwa rózne- heterozygota. Jeśli w homozygocie są dwa allele dominujące- to homozygota dominująca.

Kojarzenie w pokrewieństwie obniża żywotność!

Heterozja- zwiększona żywotność mieszańców (oczywiście tego samego gatunku)

Catastomus clarki- ryba żyjąca w rzece Kolorado

Polimorfizm:

-drapieżnik zjada bardziej typowe osobniki, wyróżniające się przeżyją, np. żmija zygzakowata- występuje kilka form ubarwienia jej.

Metody pomiaru różnorodności:

• Wymaga to analizy DNA lub białek

• DNA lub białko należy wyizolować

• Sprawdzić czy są one różne, np. metodą elektroforezy(?)-duże naczynie zawiera bufor, zanurzony jest on w żelu

• Różnice składu chemicznego powodują, że różne cząstki białka/DNA będą poruszają się w różnych kierunkach

Opracowuje się to w postaci wskaźników, np. liczba polimerów przypadających na jednego osobnika

Dryf genetyczny- zmiana frekwencji w populacji spowodowana losowo.

Procesy o charakterze losowym- losowość śmiertelności osobników, częstość występowania alleli w puli.

Dryf genetyczny jest bardziej widoczny w populacjach małych

Efekt szyjki od butelki / efekt wąskiego gardła:

Jeżeli populacja przejdzie przez okres bardzo małej liczebności, to różnorodność genetyczna się zmniejszy się. Sytuacja się poprawi, osobniki być może zaczną wydawać więcej potomstwa, ale nie wpłynie to na zwiększenie się różnorodności genetycznej. Jeśli problem dotyczy całego gatunku, to nie ma możliwości zwiększenia różnorodności genetycznej (np. słoń morski).

Efekt założyciela:

W przyrodzie mamy do czynienia z nim, kiedy w danej populacji część osobników wyemigruje i i zajmie inną część. Różnorodność genetyczna zależy od osobników założycieli. Np. lwy zamieszkujące okolice krateru w Tanzanii: w wyniku śpiączki afrykańskiej został jeden samiec i 20 samic, po pewnym czasie emigrowalo do niego 7 samców. W efekcie u samców występują zaburzenia plemników (np. posiadają dwie główki,krótką pogiętą wić).

Metapopulacja- gatunki związane z danym obszarem, środowiskiem, mogą się swobodnie poruszać po jego płatach.

Małe populacje to są demy, a wszystkie neleżące do jednego gatunku tworzą meta populację.

W dużej populacji jest dużo osobników.

Nie każda mała populacja musi być malejąca. Populacja mała ma z reguły różnorodność genetyczną mniejszą niż populacja duża.

Istnieje pewna granica poniżej której populacja jest zagrożona wyginięciem.

Wszystkie populacje Owcy kanadyjskiej, liczące po ok. 50 osobników wyginęły w ciągu 50 lat.

Koncepcja minimalnej trwałej populacji (została później zmieniona).

Koncepcja efektywnej populacji (róznież została później zmieniona).

Koncepcja minimalnej wielkości zdolna do wypłnienia jej ekologicznej funcji, zależy ona od:

-gatunku,

-od tego czy jest to drapieżnik szczytowy czy producent,

-wielkości powierzchni.

Małe populacje są narażone na wyginięcie, ponieważ:

-cechują się małą zmiennością genetyczną

-są wrażliwe na działalność środowiska

- utrata socjalnych bodźców rozrodu

-niebezpieczne jest jej wejście w tzw. Spiralę wymierania.

Spirala wymierania

Pojawia się tu pewna reakcja lańcuchowa, każda przyczyna pociąga za sobą skutek, który tworzy nową przyczynę. Odratowanie populacji ze spirali wymierania jest możliwe. Ważne jest poepszenie warunków środowiska. Wzrost liczebności powoduje prawdopodobieństwo wzrostu zmienności genetycznej.

Małe i malejące populacje są najbardziej zagrożone,należy rozpatrzyć przyczyny spadku liczebności.

Czynniki ograniczające rozmieszczenie organizmów:

-abiotyczne: temperatura, wilgotność, wiatr, światło, zasolenie, pożary.

-biotyczne: oddziaływania między organizmami, rozprzestrzenianie gatunków, selekcję siedliskową.

Justus von Liebing- reguła minimum

Ernest Shelford- zauważył że na organizmy źle wpływa niedomiar jak I nadmiar czynników. To reguła minimum- maksimum.

Nieważny jest tu badany czynnik. Rozród następuje tylko w warunkach zbliżonych do optymalnych. W warunkach ekstremalnych ustaje również wzrost.

Zakres tolerancji:

-duży- eurybionty

-mały - stenobionty (oligo-,mezo-, poli-)

Niektóre zasoby środowiska odgrywają rolę niewspółmiernie dużą do ilości w jakiej występują. Takie zasoby to zasoby kluczowe. Określenie, które zasoby są zasobami kluczowymi jest jednym z zadań priorytetowych w ochronie środowiska.

Każda cecha, która zwiększa system rozrodczy jest cechą adaptacyjną.

Czynniki ograniczające rozmieszczenie organizmów:

Temperatura i wilgotność- najważniejsze czynniki abiotyczne. Aktywne życie: 0˚C-40˚C

Niektóre drzewa iglaste wytrzymują do -70˚C

Niesporczaki do -200˚C a krótkotrwałe ogrzanie do +90˚C

Najniższa odnotowana temperatura powietrza na Ziemii -90˚C

Najwyższa odnotowana temperatura powietrza na Ziemii +53˚C

Temperatura wpływa na szybkość procesów metabolicznych, w temperaturze zbyt wysokiej dochodzi do zachwiania równowagi metabolicznej, może to prowadzić do śmierci. Natomiast w temperaturze zbyt niskiej dochodzi do przechłodzenia organizmu w strukturach komórkowych pojawiają się kryształki lodu.

Organizmy homeotermiczne- stałocieplne, żyjące w klimacie zimniejszym są większe niż te żyjące w klimacie cieplejszym -reguła Bergmana

Organizmy poikilotermiczne- zmiennocieplne- np. takie, które mieszkają w wodzie, w której są duże wahania temperatury.

Rozmieszczenie głównych biomów na Ziemii

Układają się one mniej więcej równoleżnikowo

Temperatury letalne- powodują śmierć organizmów

Zdarzają się temperatury, które są mniej efektywne dla organizmów, nie mogą one sprostać konkurencji.

Przykłady:

-świerk rośnie tam, gdzie rosnie ponieważ nie ma szans na innym poziomie sprostać konkurencji z innymi drzewami (bukiem i sosną)

Zwierzęta duże mają mniejszą powierzchnię ciała w stosunku do masy, co powoduje mniejszą utratę energii.

Zwierzęta mniejsze mniej się przegrzewają. Jest to istotne dla zwierząt ruchliwych tj. ptaki

Reguła Allena- u zwierząt stałocieplnych (ptaków i ssaków) w klimacie zimniejszym, odstające części ciała-uszy, ogony- są krótsze niż u zwierząt żyjących w klimacie gorącym.

W strefie klimatów chłodnych (umiarkowanych) w okresie zimy (obniżania temperatury) ssaki i jeden gatunek ptaka zapadają w stan hibernacji.

Hibernacja- obniżenie temperatury ciała do poziomu 1˚C-4˚C powyżej temperatury powietrza , oraz zmniejszonym metabolizmem,spowolnioną akcją serca,spowolnionym oddechem, to stan długotrwały. Pokarm w gnieździe lub w postaci substancji zapasowych -tłuszczu.

Estywacja-w lecie, jeśli są susze i idący z a tym brak pokarmu.(np. Lemury na Madagaskarze).

Podczas trwałych okresów niesprzyjających od kilku godzin do kilku dni - ptaki jeżykowate, kolibry, niektóre gatunki nietoperzy zapadają w sen- w stan zwany torpor -spowolniony oddech, akcja serca, spowolnienie procesu metabolizmu.

Woda i wilgotność

Woda- główny składnik środowiska wewnętrznego wszystkich organizmów. Jej obecność jest warunkiem życia.

Właściwości wody- duża pojemność cieplna, osiąga najwiekszą gęstość w temperaturze +4˚C

W przypadku roślin głównym źródłem wody jest gleba.

Punkt trwałego więdnięcia roślin-zawartość w glebie wody, która jest stale niedostępna dla roślin.

Halofity(słonorośla)-rośliny przystosowane do życia w środowisku słonym ; kosztowna energetycznie regulacja osmotyczna.Np. solanka kolczysta, lasy namorzynowe, mangrowce

Potencjał ewapotranspiracyjny- ?

Utrzymywanie równowagi osmotycznej dla zwierząt jest bardzo ważne.

Zapobieganie odwodnieniu jest istotne dla kręgowców, wytworzyły biomy płodowe, aby zarodek nie wysechł. Wysoka temperatura sprzyja utracie wody.

Zmiana klimatu może zmienić areał występowania określonych gatunków

Zbyt krótki okres wegetacyjny nie sprzyja rozwojowi roślin

Wiatr- czynnik współtworzący klimat

Lasy strefy umiarkowanej 3-4m/s -prędkość wiatru normalna, a 11-12m/s szkodliwa -powoduje biczowanie gałązek o siebie, powyżej 18m/s wiatrołomy (drzewa połamane), wiatrowały (drzewa wyrwane z korzeniami)

Światło, czynniki: natężenie światła,długość dnia.

Natężenie światła może być bodźcem do żerowania lub spoczynku

W przypadku roślin zielonych, bardzo ważny czynnik procesu fotosyntezy.

Wyróżnia się rośliny światłolubne i cieniolubne.

Długość dnia może ograniczać występowanie gatunków

Zasolenie, chemizm wody i gleby

Zasolenie wód-w przeliczeniu zawartości soli na od 32-40‰

Jezioro Gusken- najbardziej zasolone 368‰

A morze Martwe 231‰

Typowe zasolenie wód słodkich 0,5‰

Nadmierna zawartość soli u roślin-susza fizjologiczna

Zasolenie może być powodem braku życia.

Cis- gleba zasadowa

Dostępność dla roślin substancji odżywczych w wodzie (azotany, amony, wapń, magnez, potas)

Świerki, borówki, wrzosy- preferują gleby, w których azotu praktycznie nie ma.

Pożary-rzadko ograniczają areał

Migracje i rozprzestrzenianie się gatunków

Niektóre gatunki nie zajmują całego swojego areału. Kiedy człowiek wprowadzi gatunki na pewien areał, w którym nie występowały, mogłyby się tam zadomowić.

Może się również zdarzyć, że osobniki będą mogły imigrować na jakiś teren, ale go nie skolonizują, bo warunki będą dla nich nieodpowiednie.

Migracja jest też procesem genetycznym.

Procesy migracji:

• Typ I rozchodzenie się - powolne powiększanie zasięgu populacji

• Typ II skokowo- rozprzestrzenianie się gatunków na znaczną odległość (np. z kontynentu na wyspę) np. introdukcja wykonana przez człowieka.

• Typ III powolnie- miarowe tempo przemian ewolucyjnych, części przemieszczające, zmieniają się.

Na rozprzestrzenianie istotny wpływ mają wszelkiego rodzaju bariery.

Jarząbek cieciornik- w rejonie wielkich jezior w Ameryce Północnej, zamieszują kilka wysp. Zrobiono eksperyment- część ptaków przeniesiono dalej niż 800 metrów. Mogły one skolonizować również dalej położone wyspy ale same nie mogły się tam przenieść, ponieważ jako kuraki nie mogły polecieć tak daleko.

Selekcja siedlisk(fragment biosfery)- mogą one występować stale lub okresowo.

Niektóre gatunki nie zajmują całego areału, mimo, że mogą tam dotrzeć.

Selekcja siedlisk podlega presji doboru naturalnego. Gatunki unikające siedlisk antropogenicznych nie są przystosowane do zmian jakie wprowadza człowiek.

Interakcje międzygatunkowe

Pomiędzy organizmami dwóch różnych gatunków mogą zachodzić pewne oddziaływania:

• Komensalizm- współbiesiadnictwo; współżycie, które przynosi korzyść dla jednego gatunku a dla drugiego jest obojętne, np. wróble zamieszkujące dolne partie ścian bocianich gniazd; lwica poluje, lew zjada pierwszy a potem ona z młodymi, nie są jednak w stanie zjeść wszystkiego, resztą pożywiają się hieny a potem sępy. między hienami a sępami prawdopodobnie zachodzi protokooperacja. Komensalizm występuje głównie w środowisku wodnym. Ryba pilot pływa przy dużych zwierzętach tj rekin, płaszczka- ryba żywi się resztką pożywienia i jest bezpieczna przy nim.

Forezja- (forma szczególna komensalizmu) wykorzystywanie jednego gatunku przez drugi jako środka lokomocji. Różnice wielkości są tak duże, że organizmowi przewożącemu nie przeszkadza organizm przewożony.

• Symbioza- obustronnie korzystna forma współżycia

Protokooperacja- symbioza fakultatywna, (organizmy różnych gatunków) każdy z nich czerpie korzyści, ale mogą żyć bez siebie.

Mutualizm- symbioza obligatoryjna- życie osobne jest niemożliwe.

Przykłady:

Protokooperacja- skorupę zamieszkała przez kraba pokrywają ukwiały. Korzyści: ukwiał- resztki pożywienia kraba + środek lokomocji; krab- jest chroniony parzydełkami.

Bąkojad(ptak) siada na powierzchni skóry dużego ssaka i wyjadają pasożyty, które stanowią dla niego pokarm.

Mutualizm- porost składa się z grzyba i glonu. Grzyb - tworzy obudowę, zapewnia wodę, a glon odżywia organizm.

Mikoryza- symbioza rośliny z grzybem. Dzięki grzybowi roślina pobiera więcej wody i zawartych w niej soli mineralnych, wyrózniamy:

Mikoryzę endotroficzną- grzyb wnika w korzeń rośliny

Mikoryzę ektotroficzną- grzyb oplata korzeń

(Symbioza może być wzajemnym pasożytnictwem)

Rhizobium (bakterie) i rośliny motylkowe. Bakterie mają zdolność asymilowania azotu z powietrza, a te rośliny potrzebują go dużo.

Bakterie endosymbiotyczne występują również w ciele zwierząt i pomagają im przy rozkładzie celulozy. Występują głównie w żwaczach. W zamian za pożywienie i miejsce wspomagają trawienie.

Amensalizm- negatywne oddziaływanie jednego organizmu na drugi . Jeden z nich nie ma strat i ma niewielkie korzyści, ale jeśli za bardzo zatruje sobie środowisko to sam sobie zaszkodzi.

Antybioza (allelopatia)

Bacillus subtilis wytwarza bacytryzynę i subtilimę

Penicilium - bakterie od niego uciekają

Allelopatia (-) amensalizm - owies, jęczmień, papryka, pomidor, piołun -usuwają rośliny innych gatunków, albo nie pozwalają im kielkować poprzez: zwarcie roślin, niedobór wilgoci, zbyt duże zacienienie

• Pasożytnictwo- jeden organizm (pasożyt) odnosi korzyści względem drugiego. Pasożyt nie zabija od razu swojego żywiciela bo byłoby to dla niego niekorzystne, w jego interesie jest, by żywiciel żył jak najdłużej. Pasożyt może żyć wewnątrz gospodarza- pasożyt wewnętrzny, lub na zewnątrz - pasożyt zewnętrzny.

Pasożyty zewnętrzne: pijawka, wesz ludzka, pchła ludzka, kleszcz, świerzbowiec

Pasożyty wewnętrzne: wirusy, patogenne pierwotniaki, płazińce, tasiemiec, owsik, glista ludzka

Inny podział:

-permanetne- jak już się zagnieździ to zostaje np. glista ludzka, tasiemiec

-periodyczne - po jakimś czasie się odczepi, jak np. pijawka, wesz ludzka,kleszcz, wszołaki - rząd wszoły(specjalizują się w gatunkach ptaków i okolicach ich ciała -na tej podstawie wyróżnia się różne ich gatunki)

Półpasożyt- np. jemioła, cześciowo żyje sama, a częściowo pasożytuje.

-pasożytnictwo lęgowe(gniazdowe)

Przykładem może być kukułka- podrzuca jajo, kiedy wykluje się z niego pisklak, to jak troche podrośnie sam usuwa pozostale jajka.

Gradacja- masowe pojawienie się organizmów roślinożernych

Drapieżnictwo - drapieżca w akcie jednorazowym zabija ofiarę w celu natychmiastowego spożycia. Między liczebnością drapieżców i ich ofiar pojawia się widoczna zależność. Wzrost liczebności ofiar prowadzi do wzrostu liczebności drapieżców. Wzrost liczebności drapieżców pociąga za sobą zmniejszenie liczebności ofiar a co za tym idzie zmniejszenie liczebności samych drapieżców.

Dobór naturalny- wymusza na drapieżcy doskonalenie metod polowania a na ofierze metod ucieczki lub maskowania.

Koewolucja- wspólna ewolucja, jeden ewoluuje pod wpływem drugiego. Dotyczy dwóch zależnych od siebie gatunków.

Buton betulanae - motyl nocny przesiadujący na brzozie- jasne ubarwienie. Jednak przez zanieczyszczenie musiał przybrać ciemniejsze barwy by lepiej się przystosować.

Barwy odstraszające np. salamandra plamista

Mimezja- upodabnianie się do barw otoczenia

Mimikra- upodabnianie się do czegoś co jest niebezpieczne.

• Konkurencja- każdy osobnik wpływa negatywnie na drugiego. Mogą konkurować o przestrzeń życiową, światło, itp. Jeden z nich musi czasem migrować.

Zgodnie z zasadą Gaussego- jedną niszę ekologiczną może zajmować jeden gatunek.

• Neutralizm- brak bezpośrednich oddziaływań między dwoma gatunkami.

Zasady racjonalnej eksploatacji populacji. Ograniczanie liczebności populacji (zintegrowane metody kontroli liczebności szkodników)

Racjonalna eksploatacja- polega na pozyskiwaniu z niej jak największej ilości osobników bez zmniejszenia populacji.

Metody:

1 )koncepcja największego stałego zbioru (czyli pozyskiwanie nadmiaru). Opiera się na: największe zbiory otrzymuje się z populacji mniejszej od maksymalnego.

Rekrutacja netto jest największa przy średniej populacji. Duże uzyskanie liczebników pozwala rekrutacji netto utrzymać aby liczba rekrutacji netto była wyższa.

Wady koncepcji:

• utrzymanie stałości środowiska

• nie uwzględnienie struktury wiekowej

• nie uwzględnienie błędu z dostarczania danych do krzywej rekrutacji netto

• podstawa planowania w gospodarce leśnej, morskiej, rybołóstwie.

2) koncepcja optymalnego stałego zbioru.

Pozyskiwanie takiej ilości osobników, która zapewni poziom rekrutacji netto na najwyższym poziomie co stanowi pewne ryzyko. (można je zmniejszyć) Takie gospodarowanie zwiększa zyski.

3) modele logistyczne.

Dlaczego się je stosuje:

• z powodu braku danych do obliczenia rekrutacji netto

• kryterium tempa wzrostu populacji, które jest funkcją liczebności

• pozyskanie takiej liczby osobnikow, która jest równa rocznemu przyrostowi populacji

4) koncepcja stałej wielkości nakładów -cechy na których się opiera nie są stałe w czasie. Emitować należy wielkość plonów w roku. Zakłada się że są lata lepsze i gorsze

Zmienność warunków środowiska

-liczebność populacji wykazuje wahania wyższe od przeciętnych.

El Nino zauważono w 1972-1973, po roku 1997 zmniejszyły się połowy sardelki.

Modele wcześniejsze nie uwzględniały struktury wiekowej populacji

5) modele uwzględniające zmiennośc warunków środowiska

6) modele zmiennych zasobników

-Zróżnicowanie wieku wykazuje odzwierciedlenie w wielkości osobników

-Wielkość odzyskiwanych osobników można regulować przez wielkość oczek sieci

-Są wymiary ochronne ryb w łowieniu sportowym

Rybołóstwo i wielorybnictwo

• światowe połowy ryb to ok. 100 mln ton rocznie

• większość ryb wykorzystywana jest na paszę dla zwierząt i nawóz do gleb, a dopiero później na pokarm dla ludzi.(nieracjonalne wykorzystanie pokarmu)

Zagrożenia:

-nadmierna eksploatacja ryb i wielorybów

-zławiania przypadkowe, zwane przyłowem

-skażenie wód, głównie ropą naftową, jak również toksycznymi ściekami.

Spadek :

• postęp techniki łowienia spowodował spadek populacji wielorybów

• w tej chwili prawie wszystkie kraje zakazują połowu wielorybów z wyjątkiem Japonii (łowią dla celów naukowych)

• na wieloryby mogą polować przedstawiciele lokalnej społeczności (Eskimosi) w celu zapewnienia odpowiednich warunkow bytowych

• większośc technik rybackich jest nieselektywna -zabezpiecza osobniki, które nie są przeznaczone do połowu.

• Krewetki stanowią 4% światowych połowów (na 1 tonę krewetek przypada 5 ton innych zwierząt)

• Znaczny procent stanowią osobniki niewymiarowego pokroju (wyrzucane) na morzu północnym dorsze stanowią 40%.

• Źródła zanieczyszczenia:

Katastrofy tankowców- zdarzają się raz na kilka lat

Eutrofizacja: niszczy rafy koralowe, powoduje spadek róznorodności zbiorników morskich.

• Czerwone zakwity bruzdnic -niebezpieczne.

Szkodniki:

• Organizmy konkurujące z człowiekiem o pożywienie,

• Jeśli człowiek spowodował przeniesienie się organizmu (np. stonka) na inny ekosystem to ten organizm nie ma naturalnych wrogów, nie ma monokultur. Zwalczanie szkodnika: zmniejszenie liczebności(bo jak będzie ich mniej to będą mniej szkodzić), ekonomiczny poziom redukcji szkodnika. W zależności od szkodnika poziom jest różny. W praktyce ważny jest próg kontroli zagęszczenia szkodnika, w którym powinno być podjęte działanie, żeby nie pojawiło się masowo.

• Całkowite wytępienie szkodnika stosuje się, gdy zagraża zdrowiu człowieka.

PESTYCYDY

• środki do zwalczania szkodników

• w XIX w stosowano związki nieorganiczne

• substancje owadobójcze

• masowe stosowanie pestycydów (roczne stosowanie pestycydów na świecie to 4mln ton

Najważniesze grupy pestycydów:

Fungicydy - grzyby; Herbicydy - ; Insektycydy- owady; Rodentycydy- gryzonie

Skutki uboczne stosowania pestycydów: zwalczanie organizmów niezagrażających. Ludzie też są zagrożeni.

Regularne opryski pestycydów powoduje selekcje organizmów, każdy oprysk przeżywa jeden lub kila osobników i mają one odporność na pestycydy.

Ewolucja odporności- rośliny odporne na np. pestycydy wydają potomstwo jeszcze bardziej odporne.

Zastosowanie pestycydu → rachunek ekonomiczny -uwzględnia nakłady i zyski rolnika, nie uwzględnia kosztów środowiskowych

Metody walki ze szkodnikami :

1) Walka biologiczna - polega na wykorzystaniu do walki ze szkodnikiem jego naturalnych wrogów. Najczęściej wróg pochodzi z tego samego środowiska (jest to bardziej skuteczne). Masowe uwolnienie wroga w celu usunięcia szkodnika to kolonizacja.

Protekcja- zabiegi mające na celu ochronę naturalnych wrogów szkodnika.

Sprowadzenie biedronki Rodolia cardinals i muchówki rodzaju Cryptochaetum w celu zwalczania czerwca białego.

Walka biologiczna może być szkodliwa dla środowiska- gatunki zwalczające mogą stać się gatunkami inwazyjnymi, mogą zagrażać rodzimej faunie i florze, a czasem człowiekowi. Np. biedronka Harmonia axynidis przenoszona jako wróg mszycy i stała się gatunkiem inwazyjnym, konkuruje z innymi biedronkami - zjada je, gryzie ludzi powodując reacje alergiczne, żeruje na owocach nadgryzionych przez ptaki.

2) insektycydy mikrobiologiczne- w ostatnich latach ich znaczenie rośnie. Najbardziej wykorzystywana jest bakteria Bacillus thurigiensis - wytwarza przy sporach kryształki białkowe, które po zjedzeniu przez owady wydzielają silne toksyny. Są nieszkodliwe dla wrogów szakodników i dla ludzi.

W walce ze szkodnikami stosuje się wirusy dla owadów,które są chorobotworcze dla roztoczy , szczególne znaczenie mają bakulowirusy.

Do walki ze szkodnikami stosowane są również 3 gatunki grzybów:

-Bauveria bassianca do zwalczania stonki

- Metarhizium anisopliae zwalcza szkodniki trzciny cukrowej

-Verticilium lecanii zwalcza mszyce i mięczaki.

Przy stosowaniu grzybów potrzebna jest duża wilgotność, by zarodniki mogły wykiełkować, więc stosowanie grzybów jest ograniczone przez warunki.

Patogeny grzybowe były stosowane do walki z chwastami i nicieniami( Ketrorhabditis i Steinernema)

Można je stosować np. do walki z Ochlakiem trsukawkowcem - trudny do zwalczania chemicznymi pestycdami, atakuje wieczorem.

3) metoda autodestrukcji

Do walki używa się szkodniki - wpuszcza się odpowiednią ilość wysterylizowanych samców. Jest to kosztowna metoda. Teren musi być izolowany, żeby zapobiegać migracjom. Przykład zastosowania: muchówka Cochlimyia hominivorax składa jaja w świeżych ranach zwierząt dzikich i hodowlanych, inne metody okazały się nieskuteczne. Zagęszczenie tej populacji było male ale straty duże.

Gen tytoniu - γ-toksyny. Tytoń to pierwsza roślina uodporniona na szkodniki

Korzyści dla środowiska: pozwala zrezygnować z oprysków. Istnieje jednak możliwość uodpornienia na toksyny bakteryjne

4) metoda zintegrowanej kontroli szkodników

Walka fizyczna, biologiczna, chemiczna,ekologiczna wymaga dobrego monitoringu liczebności osobników. Np. program kontroli szkodników bawełny w Kalifornii. Szkodniki atakowały w okresie kwitnienia bawełny (aby zmniejszyc ich liczebność posiano również pas lucerny)

Struktura i fnkcjonowanie ekosystemu

Ekosystem -zwierzęta i rośliny zasiedlające obszar, w którym organizmy żyją i zamieszkują obszar. Wielkość jest różna. Ekosystem definiowany jest w oparciu o przepływ energii i krążenie materii.

Ekoton - strefa przejściowa między występowaniem dwóch ekosystemów. Granice ekosystemu często jest ciężko określić.

Biocenoza - zbiór wszystkich organizmów występujących na danym terenie.

Gildie - zespoły gatunkowe o podobnych niszach ekologicznych

Community - zespoły organizmów, trudno jest określić granice ekosystemów i bocenoz w przestrzeni.

Każdy organizm zajmuje jakies miejsce i fragment środowiska, czyli siedlisko.

Funkcja jaką pełni ten organizm w ekosystemie to nisza ekologiczna.

5 cech biocenozy:

• formy wzrostu i struktura (warstwowość piętrowa biocenoz)

• zróżnicowanie (lista gatunków tworzących biocenozę)

• dominacja (niektóre gatunki poprzez swoją liczbę lub wielkość wywierają większy wpływ)

• względna liczebność (stosunek liczby osobników danego gatunku do wszystkich osobników w biocenozie)

• struktura troficzna (kto kogo zajda)

produkcja pierwotna brutto - szybkość wytwarzania biomasy przez organizmy. Respirowana część tej biomasy jest zużywana przez rośliny.

Produkcja pierwotna netto - baza pokarmowa dla kolejnego poziomu troficznego

Metoda badania biomasy: metoda żniwna (idziemy, wyrywamy, ważymy)

Metoda jasnych i ciemnych butelek.

Część energi zużyta zostaje na procesy życiowe - energia cieplna

Cała energia biomasy może być zużyta bądź skonsumowana, wyjątkiem jest wyniesienie biomasy poza ekosystem(kłoda wpada do rzeki i dopływa do morza).

Część biomasy nie jest do końca rozkładana i w ten sposób powstają pokłady np. torfu i węgla.

Zasady termodynamiki:

1. Energia = const. Energia nie znika, może jedynie zmienic swoją postać.

2. Strata energii nie istnieje.

Biomasa jest lżejsza i liczebność mniejsza.

Współczynniki opisujące zasadę drugą

1. Wydajność konsumpcji - procent całkowitej produkcji na określonym poziomie troficznym

Pozostała cześć biomasy (po śmierci) konsumowana jest przez reducentów i konsumentów.

Drapieżniki (bezkręgowce) mogą konsumować 50% swoich ofiar, drapieżniki kręgowce nawet do 100% swoich ofiar.

2. Wydajność asymilacji- procent konsumpcji zużywany do budowy własnych tkanek lub pracy.

Obliczenie wskaźnika asymilacji np. dla mikroorganizmów jest niemożliwe. Część pokarmu

3. Wydajność produkcji- procent energii asymilacyjnej zużytkowanej na produkcje biomasy.

Pozostała część w postaci energii cieplnej. Największa w przypadku bezkręgowców 30-40%, w przypadku kręgowców zmiennocieplnych 10%, kręgowców stałocieplnych 1-2%.

Znając wskaźnik produkcji netto można obliczyc przepływ energii na poszczególnych poziomach troficznych.

Wielkość globalnej produkcji netto ekosystemów lądowych wynosi 120
Mg/rok (ton suchej masy), a ekosystemów morskich 50
Mg/rok, czyli łącznie 170
Mg/rok.

Produktywność ekosystemów wskazuje znaczne zróznicowanie w zależności od charakteru, nierównomierne rozmieszczenie na kuli ziemskiej. Wśród ekosystemów morskich największą produktywność mają rafy koralowe, a wśród ekosystemów lądowych lasy deszczowe i pola uprawne, ekosystemy o charakterze przejściowym bagna i estuaria(mieszanie się wód słodkich i słonych). Globalnie najmniejsza produktywność jest na biegunach i wzrasta w kierunku równika.

Czynniki ograniczające produktywność:

-nasłonecznienie

-temeperatura

-wilgotność

-dostępność substancji pokarmowych

Dostępność do wody zależy od ilości opadów atmosferycznych, w środowiskach oceanicznych ograniczona dostępność pokarmu, a przy biegunach temperatura. Od nasłonecznienia zależy długość dnia, wigotność, temperatura - to czynniki wpływające na fotosyntezę.

Większość materii w ekosystemie to materia,która tam powstała czyli materia autochtoniczna, a materia przeniesiona (np. przez wode) to materia allochtoniczna.

Różnice między ekosystemami lądowymi i wodnymi są miejscowe. Produkcja wtórna od produkcji pierwotnej rózni się zazwyczaj o jeden rząd.

Wyróżniamy 7 pięter troficznych (rys) (15%)

Zasoby substancji pokarmowych nie przepływają przez ekosystem tylko krążą w obiegu zamkniętym.

Gdyby procesy układu ustały, materia uległaby nagromadzeniu ( w postaci marwej biomasy), związki organiczne pozostałyby związane, ktoryś z poziomów troficznych miałby brak (związków organicznych lub związków nieorgacznych ) obiegu materii.

Zależności troficzne:

• Łańcuch troficzny (pokarmowy)

• Łańcuch spasania

• Łańcuchy detrutysowe

Większosć to polifagi,czyli organizmy mogące jeść rózne gatunki, a organizmy wyspecjalizowane w jedynm rodzaju pokarmu to monofagi.

Na końcu jest drapieżnik szczytowy - nikto go nie zje.

Gatunki kluczowe- w ekosystemie odgrywają rolę niewspółmiernie dużą w stosunku do swojej liczebności (np. kornik, niedźwiedź). Określenie i ochrona tych gatunków należy do zadań priorytetowych. Zmiana liczebności takiego gatunku może powodować efekt kaskady lub efekt domina.

Rozgwiazda Pisastar ochraceous odżywia się małżami, po jej zniknięciu środowisko zostało zdominowane przez Mytilus califormicus.

Wyginięcie jednego gatunkutropikalnej rośliny powoduje wymarcie ok. 30 gatunków owadów.

Złożoność- na biocenozę składają się jej funkcje, stabilność :stałość(zdolność biocenozy do niezmiennej struktury) i odporność( limitowana przez odporność najsłabszego organizmu).

Dynamika ekosystemów - sukcesja biocenoz

Sukcesja ekologiczna - proces zmian biocenoz, przebiega on etapami. Sekwencja sukcesji w ciągu po sobie występujących nazywana jest sara=seria, a stadia tej sukcesji to stadia seralne, biocenoza kończąca serię to klimaks, dla danego rejonu klimatycznego istaniej tylko jeden klimaks -monoklimaks.Klimaks klimatyczny.

1. Model ułatwienia/model udostępnienia - wraz z postępem procesu sukcesji wzrasta złożoność biocenozy. Na początku przeważają organizmy pionierskie

2. Model konkurencyjny = hamowania

-podkreśla że sukcesja nie jest jednorodna

-zależy od tego jaki gatunek jako pierwszy zasiedlił dane środowisko

-ma przebieg bardzo indywidualny i nie musi dążyć do klimaksu klimatycznego

-zaczyna się od gatunków krótkotrwałych, a kończy na gatunkach długotrwałych

3. Model tolerancji

-pośredni między poprzednimi modelami

-obecność gatunków wczesnej sukcesji to kwestia przypadku, kto pierwszy dany teren skolonizuje

- każdy gatunek może rozpocząć sukcjesje, niektóre gatunki mogą uzyskać przewagę

-gatunek oportunistyczny - chwast -może zdominować biocenoze nawet jeśli jej nie skolonizował

4. Model kolonizacji losowej

- sukcesja polega na losowej kolonizacji

-nie ma żadnej konkurencji międzygatunkowej

-wszystko to kwestia przypadku

5. Model zmieniających się współczynników zasobów środowiska

-dominacja wynika z dostępności światła i substancji pokarmowych

Każdy z powyższych modeli wyjaśnia mechanizm sukcesji.

Rodzaje sukcesji:

- autogeniczna - czynniki wewnętrzne: pierwotna(sukcesja dekompozycyjna- organizmy kolejno kolonizują i rozkładają złoża obumarłej materii, w środowiskach nie zajętych przez organizmy) i wtorna ( odbudowanie biocenozy istniejącej, zniszczonej np. przez pożar).

-alogeniczna - czynniki zewnętrzne, zakładana tam, gdzie jest nagromadzenie osadu (wydmy, estuaria)

Nie istnieje jeden typ biocenozy. Biocenozy klimaksowe nie są stałe, ulegają przekształceniu.

Reakcja biocenoz na zaburzenia

Zaburzenie - zakłócenie, które wywołuje reakcje selekcyjną

Zakłócenie duże to katastrofa (rzadkie) brak presji selekcyjnej. Wpływają na wzrost gatunków przez negatywny wpływ na gatunki. Wkraczanie gatunków silnych - wypiera niektóre gatunki. Regularne zaburzenia zmniejszają występowanie konkurencji. Największe szkody wywołują umiarkowane zaburzenia. Zaburzenia mogą wpływać na tworzenie warunków dogodnych dla gatunków nowych, powoduje to wypieranie gatunków, które były osiedlone wcześniej. Zbyt silne zaburzenia mogą powodować zniszczenie biocenozy.

Hiopeza umiarkowanego poziomu zaburzeń

Dynamika płatów środowiska związana z zaburzeniami

Zaburzenia mogą prowadzić do powstawania luk. W lukach zachodzi sukcesja mikropłatów. Dzięki temu mogą występować gatunki, które są charakterystyczne dla różnych sukcesji, przez to występuje różnorodność.

Zaburzenia umiarkowane są zjawiskiem normalnym. Zaburzenia spowodowane przez człowieka są większe i przebiegają gwałtownie.

Biomy świata i krainy geograficzne

Biomy, od biegunu:

-tundra - zajmuje terytoria najbliżej biegunów, głównie w Eurazji i maeryce północnej. Łączne ok. 3mln km². Od północy graniczy z oceanem arktycznym. Na półkuli połudnowiej tam, gdzie występuje klimat sprzyjający tej formacji, nie ma tundry. Produktywnosć 1-2,5 ton/ ha, biomasa 30ton/ha, produktywność i biomasa niskie. Temperatury od +10˚C do -70˚C, dużo próchnicy, sezon wegetacyjny trwa 6 tygodni. Roślinośc: mchy, porosty, płożące się wierzby i brzozy, krzewinki - borówki. Mało gatunków zwierząt w dużej ilości: komary, muszki, wiosną przylatują ptaki z południa, ze względu na mała ilość gatunków łatwiej im wychować młode -mała konkurencja. Zwierzęta: lemingi, zając bielak, renifery, karibu, wół piżmowy, gronostaje i sowy (zjadają nieduże gryzonie - lemingi)

-tajga, borealny las iglasty- sosna, świerk, jodła, brzoza, topola, olcha, wierzba, piętra roślinności: drzewa, podszyt, runo. Produktywność mała, biomasa duża, próchnicy dużo. Róznorodność gatunkowa większa niż w tundrze. Roślinożercy: zając bielak, łoś. Ptaki: parwa, cietrzew, głuszec, jarząbek. Lis rudy, wilk, rosomak,ryś, niedźwiedź brunatny. Występują też gady i płazy. Większa różnorodność gatunkowa powoduje, ze liczba osobników danego gatunku jest mniejsza.

-las liściasty strefy umiarkowanej- charakteryzuje się tym, ze drzewa zrzucają liście na zimę. Biomasa i produktywność duże. Skład runa zależy od naświetlenia i może ulegać zmianie w okresie wegetacji. Występują one w Europie, na Dalekim Wschodzie, w górach Ameryki Południowej, Australii, Tasmanii, Nowej Zelandii. Różnorodność gatunkowa duża :wiewiórka, orzesznica, żołędnica, popielica, dzik, sarna, jeleń, łoś, żubr, bizon(w ameryce), kuna, tchórz, żbik, ryś, lis rudy, wilk, niedźwiedź, puma. Wiele lasów, których nie wycięto zostały przekształcone w lasy gospodarcze. Wytępiono duże ssaki drapieżne.

- step -w głębi kontynentu, mniej opadów. występują tu: gazele, koń przewalskiego, gatunki żyjące w norach, mniej ptaków, głównie gniazdujące na ziemii, ze względu na małą ilość wody jest niewiele płazów, dużo gadów. Nandu,drop, bizon, strusie.

-półpustynie i pustynie strefy umiarkowanej - Azja Centralna. Produktywność i biomasa małe, brak wody, duże wahania temperatury, roślinność może rozwijać się po opadach (charakter efemeryczny), wiele roślin magazynuje wode, wiele organizmów to endemity. Wielbłądy magazynują wode w postaci tłuszczu,wiele zwierząt prowadzi nocny tryb życia.

- zarośla wiecznie zielonych krzewów (roślinność śródziemnomorska)- klimat ciepły, lato suche i gorące, występują w Afryce, Ameryce, Australii, Europie, u wybrzeży mórz. W ameryce i europie dużo zostalo wyciętych ze względu na ludzi, roślinność w bbasenie morza śródziemnego jest nienaturalna. Produktywność i biomasa większe w ekosystemach leśnych niż w ekosystemach krzewiastych. Występują tu: dęby, pinie, oliwki, wawrzyny, a także jaszczurki, ptaki śpiewające, daniele, muflony, gatunki mają duże zasięgi, mało endemitów.

-półpustynie i pustynie strefy gorącej

-sawanna - klimat gorący, mało opadów w ciągu 3-5ciu miesięcy rocznie, biomasa niska 1 (nad ziemią) do 6 (pod ziemia) , dominują tu trawy, drzewa i krzewy w zależności od opadów. Koewolucja roślinożerców i traw. Zwierzęta musiały się przystosować do twardego pokarmu roślinnego, trawożercy zjadają czubki traw (eliminacja dwuliściennych). Stopień endemizmu niski. Trawożercy: antylopy, bawoły, zebry, żyrafy. Sępy, szakale, lwy, lamparty, hieny, termity(kopce)

-lasy wilgotne (tropikalne)- klimat ciepły, wilgotny. Produktywność wysoka 4kg/m², biomasa 6-80 kg/m², kilka pięter roślinności, liczne są grzyby rozkładające martwą materię organiczną, brak runa, bardzo duża róznorodność gatunkowa, wystepują pasożytnicze liany, mszaki, glony, porosty. Oddziaływanie tropikalnych lasów jest bardzo duże, kształtują klimat na całej ziemii, to najważniejszy na świecie producent tlenu. Hylea - amazońska dżungla.

Krainy biogeograficzne (zwierzęce i roślinne)

Kryteria podziału na państwa roślinne i zwierzęce, odmienne niż podział na biomy.

-stopień endemizmu flory i fauny,

-liczba reliktów

-powiązanie z florą i fauną terenów przyległych

259 mln lat temu : lądy świata połączyły się w jeden kontynent zwany Pangeą, otaczał go wszechocean - Panthalassa, było też morze - Tetydy.

180 mln lat temu: rozpad na 2 kontynenty: północna Laurasia i południowa Gondwana ( antarktyda, afryka, australia, ameryka południowa)

Przesmyk panamski - fauny izolowane: migracja faun, nastąpiła inwazja w obu kierunkach, gatunki nie miały szans koewulować.

Wyróżnia się krainy fitogeograficzne (roślinne) i zoogeograficzne (zwierzęce). Roślinne to : holarktyka, naotropis, paleotropis, palaeotropis, capensis. Zwierzęce: holoarktyka, etiopia, orientalna, australijska, neotropiki.

Holarktyka -Europa, Azja, Ameryka Północna, płn część Afryki. Większość faun jest młoda, klimat niekorzystny, lub niezbyt korzystny dla organizmów żywych.intensywna działalność ludzka: bezpośrednia eksterminacja, przekształcenie siedlisk, wprowadzenie obcych gatunków. Różnorodność niewielka.

Paleotropis - obejmuje tropikalną strefę od afryki przez południową azję do wysp wielkanocnych i hawajów. Flora i fauna bogate .

Capensis-Afryka południowa- państwo przylądkowe (wyróżniane przez botaników), niewielka powierzchnia, duże zróżnicowanie roślin, małe zróżnicowanie zwierząt.

Kraina orientalna - półwysep indyjski, indochiński, Indonezja, Polinezja. Największa różnorodnośc roślin w stosunku do powierzchni. Duży stopień endymizmu.

Neotropiki -Ameryka Południowa i Środkowa, przyległe wyspy. Liczba gatunków roślin na kraine największa. Stopień endemizmu flory i fauny wysoki, duża izolacja ewolucyjna.

Państwo australijskie - zgodność fito- i zoogeografów, największa swoistość flory i fauny w skali świata, najdłużej izolowany, występują torbacze i stekowce, brak rodzimych łożyskowców.

Holantarktyka- Antarktyka , wyspy subarktyczne, nowa zelandia,strefa z którą nie wiadomo co należy zrobic.

Różnorodność biologiczna i krajobrazu jako przedmiot ochrony przyrody.

Różnorodność gatunkowa i ekosystemów (krajobrazu)

Różnorodność : prezentuje zakres, dostarcza zasobów obecnych i alternatywnych warunków panujących w środowisku.

Mechanizmy izolacji rozrodczej gatunków

1. Prezygotyczne (przedskojarzeniowe) - zapobiegają tworzeniu się zygot mieszanych. Wyróżniamy :

1. Izolację siedliskową - zajmują inne siedliska w tym samym regionie

2. Izolację sezonową (czasową) - inne okresy rozrodu / kwitnienia

3. Izolację płciową - osobniki różnej płci nalezące do innych gatunków nie są dla siebie atrakcyjne.

4. Izolację mechaniczną - różnica w budowie narządów rozrodczych, nie pozwala kopulować

5. Izolację poprzez gatunki zapylające - w tropikach występują pary storczyk + owad zapylający

6. Izolację gametyczną

2. Izolacja zygotyczna (postkojarzeniowa) - brak przeżywalności mieszańców (amerykańskie świerszcze Gryllis), bezpłodność mieszańców (np. muł), zmniejszenie żywotności samców.

System klasyfikacji istot żywych

gatunek→ rodzaj → rodzina → rząd → klasa(w botanice) → gromada →

nazwa gatunkowa jest dwuczłonowa (sp. = gatunek)

specjacja - proces powstawania gatunków, różnicowania się ich. Wyróżniamy:

• Specjację alopatryczną - występuje w przypadku izolacji geograficznej populacji w stosunku do populacji macierzystej. Areał gatunku zostaje podzielony w wyniku powstawania nowej bariery geograficznej. Dobór naturalny może w każdej z tych populacji faworyzować inne genotypy.

• Spacjację paraptryczną - zachodzi, gdy wyodrębniające się gatunki stanowią część całej populacji i są tylko częściowo izolowane geograficznie na skutek znacznego rozprzestrzeniania gatunku. (np. mewa srebrzysta i mewa żłótonoga)

• Specjację sympatryczną - proces powstawania nowych gatunków poprzez tworzenie się barier rozrodczych w obrębie populacji bez udziału barier geograficznych.

Sposoby pomiaru różnorodności gatunkowej

Bogactwo gatunkowe wyrażone jest liczbą gatunków, bierze pod uwagę gatunki rodzime, osiadłe i charakterystyczne.

Miary róznorodnościα, β, γ.

Różnorodność α - podobne i znajdujące się w sąsiedztwie gatunki (najczęściej stosuje się liczbę gatunków ale również proporcje - względną częstotliwość występowania).

Różnorodność β - słuzy do opisu zmian składu w środowisku gradient (np. w górach ) - ile gatunków jest takich samych a ile innych

Różnorodność γ - różnorodność biocenoz, miarą jest zastępowanie się gatunków.

85% gatunków żyje na lądach a 15% w oceanach. Jeśli za miarę bioróżnorodności przyjmiemy liczbę gatunków to więcej żyje na lądzie, jeśli natomiast weźmiemy typy przedstawicieli to więcej znajduje się w oceanach.

Hipotezy próbujące wskazać dlaczego bioróżnorodność biologiczna jest największa w lasach tropikalnych

1. Hipoteza historyczna - podkreśla znaczenie długości okresu, w którym przebiega specjacja

2. Heterogenność przestrzeni.

3. Konkurencja - istotny czynnik zróżnicowania, ostrzejsza prowadzi do specjacji.

4. Drapieżnictwo - odpowiedni poziom może prowadzić do usuwania konkurencji.

5. Pasożytnictwo

6. Klimat

7. Zmienność klimatu

8. Produktywność - bardziej produktywne środowiska utrzymują więcej osobników

9. Zaburzenia (hipoteza średniego zaburzenia)

Czynniki mogą współdziałać w kształtowaniu bioróżnorodności. W skali regionalnej największy wpływ ma : 1 i 5, a w skali lokalnej : 2, 4, 5.

Wartości przyrodnicze

Walory: naukowe, estetyczne, o wartości niewymiernej.

Na świecie jest 40 tysięcy gatunków organizmów wykorzystywanych przez człowieka.

Wyróżnia się dwie kategorie korzyści przyrody i ekosystemów:

• bezpośrednie: korzyści ze zbioru lub niszczenia ekosystemu, mają określoną wartość rynkową:

- użytkowe - dobra używane przez społeczności lokalne, nie wystawiane na sprzedaż

- konsumpcyjne - dobra wykorzystywane na sprzedaż

• pośrednie: nie są przeliczane na pieniądze, to np. fotosynteza, ochrona zasobów wodnych, samooczyszczanie się ekosystemów, monitoring środowiska

• korzyści nieznane

25% leków stosowanych w medycynie opiera się na pochodzeniu od zwierząt lub z mikroorganizmów. Sprzedaż leków naturalnego pochodzenia można uznać za bardzo dochodową (aspiryna której składniki pochodziły początkowo z substancji zawartych w korze z wierzby).

Alkaloidy winkrystyna i winblastyna ( z roślin z rodziny toinowatych) są stosowane w leczeniu białaczki i ziarnicy złośliwej. Produkcja leków z tych roślin przynosi bardzo duże dochody w skali światowej. Tylko jeden gatunek rośliny z rodziny toinowatych produkuje 60 rodzajów alkaloidów, a nadal nie znaleziono zastosowania dla pozostałych.

James Lovelock - zwrócił uwagę, że wzajemne zależności wykazują organizmy nie tylko z jednego ekosystemu, oddziaływania pojawiają się również między ekosystemami i środowiskiem.

Gaja

Wszystkie ekosystemy planety są zależne od siebie i od środowiska fizycznego.

Utrzymują się wtedy warunki do istnienia życia.

Zagrożenia bioróżnorodności przez człowieka.

Źródła zagrożeń (cechy gatunku ludzkiego powodujące ,że stanowi on zagrożenie ):

-konsumpcjonizm

-eksplozja demograficzna (łac. wybuch lud pisać)

-szybki przyrost ludności w czasie. W historii można wyróżnić kilka takich punktów:

1. faza przyspieszonego wzrostu

40 tys. lat temu, ze względu na to, że ludzie zaczęli stosować pierwsze narzędzia kamienne - bardziej skuteczne polowania. Liczba ludzi wzrosła do 4 mln.

2.Faza ok. 10 tys lat temu - rozwój osiadłego rolnictwa. Od tej pory większość konsumowanej żywności zaczęła pochodzić z uprawy a nie z lokalnych ekosystemów. Pojawiają się pierwsze cywilizacje ( 0 n.e. - 100mln, 1000n.e. 350 mln).

3.faza XV/XVI w. - koniec średniowiecza, zaczyna się renesans - rewolucja przemysłowa w XVIII w, rozwój miast (ok. roku 1825 - 1 mld ludzi)

4. Faza XIX/XX w. - postęp nauki skutkujący spadkiem umieralności, przedłużeniem życia ludzkiego (obecnie jest ponad 6 mld ludzi)

Wzrost liczby ludności na świecie jest nierównomierny. W krajach bogatszych przyrost jest niewielki, natomiast większy jest w krajach biedniejszych.

Konsumpcjonizm - człowiek chce coraz więcej dóbr, albo chce z nich bardziej korzystać.

Gatunki żyjące na wyspach wymierają szybciej niż te żyjące na kontynentach. Bardziej są zagrożone gatunki słodkowodne niż morskie.

Wyniszczanie:

1. bezpośrednia eksterminacja - poprzez odstrzał, odławianie ze stanu wolnego, zbieractwo, wycinanie drzew

metody połowu ryb z rafy koralowej:

metoda cyjankowa -wlewa się cyjanek potasu i wyławia się uśpione ryby (te co przeżyły)

dynamitem- wrzuca się dynamit do wody a ogłuszone ryby wypływają na powierzchnię.

Wyławia się jedynie potrzebne ryby, część z ryb które wypłynęły nie żyje. Dynamit kruszy koralowce, a cyjanek zatruwa je.

2. przekształcanie środowiska i zanieczyszczenia

powierzchnia siedlisk została zmniejszona, niektóre z nich zostały całkowicie zniszczone. Siedlisko nie musi być całkowicie zniszczone, aby niektóre gatunki nie mogły w nim żyć. Zbyt duża degradacja, fragmentacja siedlisk natępuje, gdy człowiek potrzebuje miejsca pod pole, dom, itp. Efektem fragmentacji jest zmniejszenie się całkowitej powierzchni siedlisk, problemem jest długość linii granicznej. Kiedy pojawia się więcej linii granicznej, zwiększa się strefa ekotonowa, wiele gatunków nie chce tam żyć. Np. kot wchodzi na 100 m do lasu, i plądruje gniazda ptaków. Im bardziej pofragmentowane środowisko tym dłuższa linia graniczna, i pojawia się większa szkodliwa działalność antropogeniczna.

3. sprowadzanie innych gatunków

wprowadzanie gatunków na obszar na którym nie występuje. Wyróżniamy itrodukcję:

1. celową - organizmy przenoszone są celowo

2. przypadkową tzw zawleczenie

gatunek obcy to gatunek introdukowany do środowiska, w którym nie występuje lub występował w odległej przeszłości (?), przeniesiony wraz z gametami, jajami, nasionami itp. dzięki którym może tam żyć i przetrwać. Jeśli napotka dogodne dla siebie środowisko, może się tam zacząć intensywnie rozmnażać, rozprzestrzeniać i zagrażać rodzimej faunie i florze. Wtedy jest gatunkiem obcym inwazyjnym (gatunkiem inwazyjnym). Jego introdukcja, rozprzestrzenianie może zagrażać rodzimej różnorodności biologicznej.

Gatunki introdukowane do Polski: bażant łowny, syberyjska peluga, muflon, daniel, barszcz Sosnowskiego.

(W jaki sposób introdukowane gatunki szkodzą) zagrażają gatunki rodzime na cztery sposoby:

• konkurencja

• drapieznictwo i pasożytnictwo

• poprzez hybrydyzację

• jako nosiciele nowych chorób zakaźnych i pasożytniczych.

Syberyjska peluga tworzy mieszańce z sieją.

Żółw czerwonolicy rozprzestrzeniony został na cały świat jako zwierzę domowe.

Wąż Boiga irregularis - pierwotnie występował u wybrzeży australijskich, rozprzestrzeniony został poprzez wojskowe pojazdy w czasie II wojny światowej. To wąż nadrzewny, wyniszczył część fauny w miejscach do których został przeniesiony ze względu na to że zwierzęta nie znały takiego zagrożenia.

Organizmy transgeniczne

Organizm jest zmodyfikowany genetycznie, gdy do jego genomu wprowadzony został celowo obcy gen lub geny.

Zalety	Wady
Więcej żywności (dla biednych)	Wysoki koszt (dla bogatych)
Wprowadzenie genów Bacillus thuringiensis do genomu roślin uprawnych pozwala na rezygnację z oprysków	Ryzyko skażenia gleby i uodpornienia szkodników
Możliwość wzbogacenia w witaminy, białko, możliwość usuwania genów odpowiedzialnych za powstawanie toksyn i alergenów	Możliwość tworzenia nowych sprzężeń między genami, które spowodują wytwarzanie się toksyn i alergenów
	Krzyżówka z roślinami na sąsiednich polach i roślinami dzikimi
	Ryzyko ucieczki zwierząt z hodowli (łosoś kiżucz)

Dla człowieka są korzyści i straty, dla przyrody niestety tylko straty.

Obszar chroniony pojęcie międzynarodowe:

Obszar lądu lub/i morza wyznaczony celowo dla ochrony i zachowania różnorodności biologicznej i zasobów naturalnych i wartościach kulturowych, zarządzany prawnie lub innymi skutecznymi metodami.

Próby tworzenia międzynarodowych baz danych spowodowały, ze musiała powstać międzynarodowa klasyfikacja. Zdarza się jednak, że te same nazwy oznaczają coś innego w różnych państwach i są skrajnie rózne. Przykłady:

Pomnik przyrody w Kanadzie to duży obszar chroniony. A w Polsce to indywidualne formy ochrony przyrody (drzewa, skałki, źródła, itp.)

Park narodowy w Wielkiej Brytanii (i jeszcze gdzies) to miejsca o słabym statucie ochrony, a w Polsce najwyższa forma ochrony przyrody.

Kryteria: wielkość, stopień ochrony, sposób zagospodarowania, zarządzanie, możliwość prowadzenia badań naukowych, zachowanie dzikiej przyrody, zachowanie gatunków i róznorodności biologicznej, zachowanie walorów kulturowych, turystycznych i estetycznych.

Światowa Unia Ochrony Przyrody(to to co szybko czytał więc nie mam wszystkiego)

-obszar ścisłej kontroli

-obszar przeznaczony do badań

- zapewniający ochronę dzikiej przyrody

Park Narodowy:

-ochrona ekosystemów

-wolne od zamieszkania ludzi, zapewniające status turystycznego wykorzystania, z uszanowaniem walorów kulturowych i przyrodniczych

Pomnik przyrody:

-unikatowy, o wartościach wiekowych, estetycznych, kulturowych

Obszar lądowy lub nadmorski:

- o walorach estetycznych, ekologicznych, kulturowych, często o dużej bioróżnorodności

-obszar ochrony użytkowany przez człowieka (?)

-zarządzany w sposób zapewniający trwałą ochronę i zapewniający zachowanie różnorodności biologicznej.

100ha minimum na wyspach

Co to znaczy naturalny?

to znaczy że od 1750 roku (rewolucja przemysłowa) wpływ człowieka nie naruszył ekosystemu, nie miał największego wpływu(spośród wszystkich żyjących gatunków) na ten obszar.

Kroki, które się podejmuje zanim wyznaczy się obszar chroniony, kryteria wyboru obszaru:

• różnorodność biologiczna

• stopień endemizmu ( mają niewielki areał występowania)

• odrębność taksonomiczna organizmów na tym obszarze

Różnorodność biologiczną mierzy się wg wskaźników biologicznych, uwzględniają liczby występujących gatunków i ichliczebność. Zebranie takich danych jest bardzo czasochłonne, a specjalistów jest mało, szczególnie w przyadku aksonów gorzej poznanych.

Kryteria wyboru taksonów:

-dobrze znana historia naturalna

-łatwość badań terenowych

-występowanie siedlisk i szeroki zasięg geograficzny, żeby dało się porównać. Niektóre gatunki są wyspecjalizowane tylko w jednym typie siedlisk. Wzorce widoczne u taksonów wzorcowych dotyczą także innych taksonów. Powinny mieć potencjalne znaczenie ekonomiczne. Rzadko to wszystko jest spełniane równocześnie. Zastępcza miara - środowiska mogą się charakteryzować różnym bogactwem biologicznym danych taksonów.

Zastosowanie kilku taksonów wskaźnikowych jest lepsze, ale trudniejsze (potrzeba większej ilości specjalistów. To metoda wielu taksonów (koszyka na zakupy) mają małą różnorodność biologiczną. Przykladem mogą być Hawaje.

Odrębność taksonomiczną można obliczyć poprzez wskaźnik taksonomiczny. Liczba kroków taksonomicznych aż do wspólnego przodka między losowo wybranymi gatunkami.

Metody wyznaczania obszarow chronionych:

-analiza luk (kiedy istnieje już pewna liczba obszarów chronionych) sporządzić wstępną listę, nanieść na mapę obszary chronione, porównać dane

-metoda reprezentacji do wyznaczania listy obszarów najlepiej reprezentujących unikatowe obszary ziemi.

24 ogniskowych obszarów stanowi łącznie ok. 2% lądów, skupiających 50% całej bioróżnorodności, 233 najważniejszych obszarów lądowych wyznaczono ekoregiony, a potem selekcja, bogactwo gatunkowe, endemizm, unikatowość taksonomiczna, rzadkość głównych siedlisk w skali globalnej.

Metoda komplementarności - obszar dzieli się na sektory tworzące siatkę, identyfikujemy najmniejszą liczbę sektorów, w ktorej najwięcej siedlisk i taksonów. Największa ochrona przy najmniejszej powierzchni.

Metoda siedliskowa

-powierzchnia

-źródło zagrożenia

-rodzaj zagrożenia

-stopień zagrożenia

-odsetek zagrożonej powierzchni

-stopień naturalności, fragmentacja

-poziom ochrony struktury, funkcji siedlisk

Projektowanie obszarów chronionych

Jakie są optymalne rozmiary obszaru, kształt, czy skuteczniejsza będzie ochrona w jednym dużym czy w kilku małych, czy połączenie rezerwatów korytarzami jest dobre itp.

Wielkość - im większy tym lepiej (ekologicznie),im mniejszy rezerwat tym mniejsze straty gruntu (ekonomicznie). Konieczne jest więc określenie minimalnej wystarczającej powierzchni. Ważnej jest jakie gatunki chcemy tam chronić. Szczególnie ważne są drapieżniki żyjące w stadach. Liczba gatunków w siedliskach wzrasta wraz z jego wielkością. Efekt krawędzi jest mniejszy w przypadku dużych obszarów.

Najmniejszą linię graniczną ma obszar w kształcie koła, mniej korzystny jest obszar o wydłuzonym kształcie, mały jest obszar oddalony maksymalnie od granic. Najbardziej niekorzystne są obszary o kształtach nieregularnych.

Dlaczego tak jest?

Ponieważ istotny jest efekt krawędzi, im długość lini granicznej jest krótsza tym lepiej.

Kolejnym problemem jest fakt czy lepiej utworzyć jeden duży rezerwat czy kilka małych.

nie tylko wielkośc obszaru jest istotna, liczba gatunków może zalezeć od wielkości płata, ale także od różnorodności siedlisk. Więcej gatunków może być na mniejszej powierzchni jednak o większej ilości siedlisk.

- zgodność warunków środowiska z wymaganiami żyjącymi tam gatunkami.

- w małych wyspach siedliskowych może być większa różnorodność siedlisk, ale zwiększa się efekt krawędzi

- warunkiem jest to, że strefa przejściowa pomiędzy tymi obszarami nie będzie środowiskiem nieprzekraczalnym, niedostępnym, skrajnie nieprzyjaznym.

- środowisko pomiędzy nie może stanowić skrajnie niekorzystnej bariery, żeby możliwa była migracja i wymiana genów, aby nie stały się populacjami izolowanymi. Ogranicza to ryzyko wymarcia.

Innym sposobem jest tworzenie wokół rezerwatu tzw otuliny (obszaru chronionego w mniejszym stopniu, np. otaczanie Parku Narodowego Parkiem Krajobrazowym).

Ta strefa może być stałym źródłem imigrantów, którzy zapewniają wymianę genów. Maksymalizujemy ochronę organizmów przystosowanch do życia w centralnej części obszaru.

Przy szacowaniu wielkości obszarów ważna jest minimalna wielkość populacji

Czy lepiej żeby grupa obszarów była izolowana czy połączona systemem korytarzy ekologicznych?

• Fragmentacja siedlisk prowadzi do powstania małych populacji, utrudnia wymianę genów,

• Korytarze łączą te obszary w system obszarów chronionych

System obszarów chronionych wzajemnie ze sobą połączonych.

• Powinien być oparty na podstawach naukowych,

• Korytarze powinny być jak najbardziej szerokie. Korytarze łączące lasy 500 m, o szerokości ok. 300 m zdominowane są przez gatunki ekotonowe - żyjące na brzegu lasu.

• Umożliwiają migrację

• Możliwe jest zmniejszenie szkód powodowanych przez zwierzęta

• Istnieje również ryzyko, że zwierzęta nie przyjmą wybranej trasy i wyrządzą szkody

• Zwiększa się trwałość gatunków rodzimych, ale także zwiększa się migracja gatunków obcych, przenoszenie chorób zakaźnych, pożarów, lokalnych genotypów

• Tworzenie i utrzymywanie tych korytarzy jest kosztowne, na tym obszarze rezygnuje się często z działań gospodarczych.

Dodatkowe trudności sprawia ochrona ekosystemów morskich: mniejszy stopień ich poznania, trudności w projektowaniu, nie mają one jasno określonych granic, wiele zależy od prądów morskich- charakter przejściowy. Dochodzi jeszcze kwestia prawna - większość wód to wody międzynarodowe, trudniej nadać status ochrony akceptowany przez wszystkie kraje.

Zarządzanie rezerwatem:

• dyrektor, służba Parku Narodowego,

• potrzebne jest aktywne zarządzanie i gospodarka

• bezpośrednie działania dla zachowania obszaru i jego bioróżnorodności, a także jego poprawa, może to być również powiększanie obszaru chronionego w miare możliwości

• organizowanie pracy wolontariuszy i pracowników

• kwestie społeczne, gospodarcze, min określenie liczby drzew do wycinki, techniki wycinki (ile i jak wycinamy), na jakim obszarze wycinać, zachowanie drzewostanu, zalesianie, jakie inne zasoby lasu mogą być pozyskane, wprowadzenie ograniczeń polowań, zbieractwa itp.

• Ochronie drzewostanów przed szkodliwymi patogenami: owadami, gryzoniami, zgryzaniem i ospałowaniem

• Zarządzanie murawami: koszenie (zabieg nieselekcyjny), wypas (dłuższy okres), rezygnuje się z orania i nawożenia, usuwa się co jakis czas drzewa i krzewy, nie zapobiega się pożarom naturalnym - odnowienie fitocenozy.

• Wrzosowiska - gleby kwaśne, piaszczyste, to początkowe stadium sukcesji. Najważniejsze są stadia początkowe. Zarządzanie : ekstensywny wypas owiec i bydła, utrzymywanie umiarkowanej liczby np. królikow bo kopią nory i naruszają strukturę gleby. Wypalanie zalety: usuwanie gromadzącej się ściółki, wady: zagrożenie pożarowe, ginie wiele gatunków bezkręgowców.

• Torfowiska wysokie: rozwijają się w niecce po bagnie lub jeziorze. Tworzą je mchy torfowce. W miarę gromadzenia się ściółki wkraczają trwy, drzewa, a kiedy soczewka torfu jest powyżej granicy, biocenoza przekształaca się w torfowisko kwaśniejsze. Głównym zagrożeniem jest eksploatacja torfu, bo najpierw osusza się torfowisko poprzez kanały melioracyjne. Wody wzbogacają je wtedy w substancje których zwykle w torfowiskach nie ma np. w azot. Należy zaniechać eksploatację torfowisk. Zahamować odpływ wód melioracyjnych poprzez zagrodzenie.

• Bagna - gromadzenie się torfu na podłożu ilastym, nawadniane przez wody powierzchniowe. Bogate środowisko. Wypas zwierząt może zwiększyć różnorodność biologiczną, ale nie jedzą one wszystkich roślin,więc nie zwiększą ilości rośin tj sit. Koszenie trzciny nie jest dobrym pomysłem ponieważ stanowią one siedlisko dla wielu ptaków czy bezkręgowców. Wypalanie jest niebezpieczne, stanowi zagrożenie dla zwierząt, a także ryzyko utraty kontroli nad ogniem.

• Zarządzanie ruchem turystycznym. Wytyczenie tras : jak poprowadzić ewentualne szlaki, sposób poruszania się po szlakach. Zimą szlaki narciarskie i piesze - podobny problem. Kwestia tzw erozji turystycznej. Balustrady na trasie to zapory antyturystyczne. Problem śmieci, odchodów.

Utrzymywanie obecnego stanu rzeczy jest niewystarczające, ważna jest dynamika. Wiele miejsc jest zmienionych przez człowieka dlatego ważna jest ich poprawa.

Najważniejsze są gatunki :

- sztandarowe

- słupkowe

- parasolowe

Cechy, które predysponują gatunki do wymarcia przez człowieka:

• Mały zasięg geograficzny,

• Mała liczebność populacji

• Małe lub nieefektywne zagęszczenie populacji

• Zapotrzebowanie na duży areał

• Duża wielkość ciała

• Parami czy stadami

• tworzy skupiska

• Wąski zakres tolerancji

• Nie przestawia się na inne źródło pokarmu

• Brak możliwości migracji z zagrożonych miejsc

• Brak mechanizmów obronnych w przypadku pojawienia się nowych gatunków drapieżnych

• Użyteczność dla człowieka (polowania, zbieractwo itp.)

Kategorie gatunków zagrożonych:

• Gatunki wymarłe -całkowicie, w wolnej przyrodzie, na danym terenie

• Gatunki kopalne (wymarłe przed 1600 r)

• Gatunki krytycznie zagrożone - liczebność spadła do skrajnie krytycznej w rzędzie setek, albo ich liczebność gwałtownie spada. Należy ja najszybciej usunąć przyczynę spadku ich liczebności

• Gatunki zagrożone - zagrożone wyginięciem ze względu na zmniejszenie populacji, zmniejszony zasięg, mogą szybko znaleźć się w poprzedniej grupie

• Gatunki narażone - ze względu na np. straty siedliskowe, jeśli przyczyny nie zostaną usunięte mogą znaleźć się w poprzedniej grupie

• Gatunki bliskie zagrożenia - liczebność spada. Wymagają specjalnego nadzoru.

• Gatunki najmniejszej troski - występuje jeden z czynników : niejasna lub zła sytuacja, zajmuje ok. 10% stanu liczebnego, endemit, relikt, takson unikalny;

Jak przygotować program ochrony populacji / gatunku?

Ważne są badania- wiedza z zakresu biologii danej populacji / gatunku, monitoring stanu / trendu. Badania:

Morfologia - jak wyglądają, ich zmienność morfologiczna

Fizjologia - informacje o zapotrzebowaniach, odporność na niesprzyjające warunki, warunki potrzebne do rozrodu, zachowania typowe, wyjątkowe, tryb życia

Genetyka - zmienność morfologiczna kontrolowana przez geny

Zachowanie - terytorialność, skupiskowość

Demografia - długość życia, śmiertelność , rozrodczość, tempo wzrostu, dojrzewania.

Środowiskowe -preferowane środowiska, zmienność

Należy kilkakrotnie dokonać inwentaryzacji osobników. Dzięki temu można określić trend populacji. Wyniki takich badań można znaleźć w publikacjach, czerwonych księgach zagrożonych gatunków, itp. Tworzy się także Banki Danych Przyrodniczych takie jak kartoteka lęgów, inwentaryzacja gniazd bocianów, itp.

Wdrożenie skutecznego planu ochrony gatunku.

Jeżeli zagrożeniem są gatunki inwazyjne, to należy je tępić.

Jeżeli te metody zawodzą trzeba sięgać po technologie zastępcze.

Rola ogrodów zoologicznych, botanicznych, banków genów.

Banki genów - pozwalają na reintrodukcję. Koncentrują swoją działalność na zachowaniu gatunków egzotycznych dla przyszłych pokoleń. Leśny bank genów w Kostrzynie - pierwszy taki bank w Polsce.

Ogrody zoologiczne i botaniczne początkowo były jako placówki natury dydaktycznej. Z czasem zaczęto prowadzić działania naukowe, popularyzację, z czasem niektóre okazywały się jedynymi przedstawicielami swojego gatunku

Pierwsza reintrodukcja to reintrodukcja Marmozety lwiej w Brazylii (to tez pierwsza nieudana introdukcja). W Polsce zebrano wszystkie żubry do rozrodu w Białowieży.

Reintrodukcja - ponowne wsiedlenie do środowiska, wolnej przyrody, osobników gatunku na danym terenie, na którym kiedyś występował, ale wyginął.

• Pozyskiwanie zwierząt

• Prowadzenie hodowli tak, aby nie utraciły cech organizmów dzikich

• Jeśli są oswojone to należy je oduczyć zbytniego zaufania, muszą wiedzieć kto jest ich naturalnym wrogiem i umieć go unikać

Możliwe, że trzeba będzie je przez pewien czas dokarmiać (np. żubry), wspomóc budowę gniazd (np. platformy dla bocianów). Może być potrzebna pomoc weterynaryjna (np. goryle górskie i szczepienia na gruźlicę). Jeżeli okazy rzadszych gatunków są ranne lub chore i wymagają opieki, trafiają do ośrodków pomocy np. orzeł ze złamanym skrzydłem nie będzie z powrotem tak samo sprawny, należy takie ptaki zebrać razem w jednym miejscu i dobrać w pary, będą służyć do reprodukcji, a ich potomstwo będzie w pełni sprawne.

Prawo w ochronie środowiska

Zagadnienia reguluje: ust. z dn. 16.04.2004 r. o ochronie przyrody (Dz.U.2004. 92.880 z pózn zm.)

(92. -numer, 880 -pozycja)

Niektóre zagadnienia są realizowane też w innych ustawach, np. ustawa o humanitarnej ochronie zwierząt.

Najważniejszym aktem prawnym jest konstytucja. Organem wydającym ustawy jest Sejm. Prezydent może wydawać dekret z mocą ustawy. Moc prawną ma tekst w Dzienniku Ustaw.

Organy ochrony przyrody:

• Minister właściwy di spraw środowiska (Główny Konserwator Przyrody)

• Wojewódzki dyrektor ochrony przyrody(wojewódzki konserwator przyrody)/ dyrektor Parku Narodowego

• Starosta

• Prezydent miasta, burmistrz, wójt

Organy opiniodawczo - doradcze:

• Państwowa Rada Ochrony Przyrody - doradza ministrowi właściwemu do spraw środowiska.

• Wojewódzka Rada Ochrony Przyrody - doradza na poziomie województwa

• Rada Naukowa Parku Narodowego - doradza dyrektorowi Parku Narodowego

• Rada parku krajobrazowego / rada zespołów parków krajobrazowych

Formy ochrony przyrody:

-ochrona obszarowa. Krajowy system obszarów chronionych:

• Park Narodowy

• Rezerwaty przyrody

• Parki krajobrazowe

• Obszary Natura 2000

-ochrona indywidualna

• Pomniki przyrody

• Stanowiska dokumentacyjne

• Użytki ekologiczne

• Zespoły przyrodniczo - krajobrazowe

Ochrona gatunkowa roślin, zwierząt i grzybów.

System ten stanowi układ przestrzenny wzajemnie uzupełniających się form ochrony przyrody łączonych korytarzami ekologicznymi.

Dla Parków Narodowych, rezerwatów przyrody, parków krajobrazowych, i obszarów Natura 2000 sporządza się i realizuje plany ochrony. Podlegają one opiniowaniu przez zainteresowane jednostki samorządu terytorialnego.

Parka Narodowy- obejmuje obszar chroniony, wyróżniający się szczególnymi wartościami naukowymi, przyrodniczymi, kulturowymi, społecznymi, wychowawczymi. O powierzchni nie mniejszej niż 1000ha, na którym ochronie podlega całość przyrody oraz swoiste cechy krajobrazu.

Utworzenie, powiększenie, zmniejszenie i likwidacja PN następuje na drodze rozporządzenia Rady Ministrów. Działania te uzgadnia się z zainteresowanymi jednostkami samorządu terytorialnego. Likwidacja Parku może nastąpić jedynie w przypadku bezpowrotnej utraty wartości przyrodniczych i kulturowych.

Rezerwat przyrody - to obszar obejmujący zachowane w stanie naturalnym lub mało zmienionym, ekosystemy lub siedliska przyrodnicze, a także określone gatunki roślin i zwierząt, elementy przyrody nieożywionej. Mające istotną wartość ze względów naukowych, przyrodniczych, kulturowych, bądź krajobrazowych.

Rozporządzenie o uznaniu terenu za rezerwat wydaje wojewoda. Wojewoda może znieść ochronę rezerwatową po zasięgnięciu opinii Wojewódzkiej Komisji Ochrony Przyrody w uzgodnieniu z ministrem właściwym do spraw środowiska. Uznania za rezerwat może dokonać też minister właściwy do spraw środowiska, jeżeli wynika to ze zobowiązań międzynarodowych, a nie uczynił tego wojewoda.

Park krajobrazowy - jest obszarem chronionym ze względu na wartości przyrodnicze, historyczne bądź kulturowe. Celem utworzenia jest zachowanie, popularyzacja, upowszechnienie tych wartości.

Park tworzy wojewoda w drodze rozporządzenia po uzgodnieniu z zainteresowanymi jednostkami samorządu terytorialnego.

Obszar chronionego krajobrazu jest obszarem chronionym ze względu na wyróżniające się krajobrazy, tereny o zróżnicowanych ekosystemach. W szczególności ze względu na możliwość zaspokajania potrzeb związanych z masową turystyką i wypoczynkiem, lub zw względu na istniejące lub odnawiane korytarze ekologiczne.

Celem tworzonego krajobrazu może być w szczególności zapewnienie powiązanych terenów poddanych ochronie w systemach obszarów chronionych. Wyznacza : wojewoda, albo rada gminy w drodze uchwały.

Sieć Natura 2000 obejmuje:

- obszary specjalnej ochrony ptaków

- specjalne obszary ochrony siedlisk

Może obejmować część lub całość obszaru chronionego innej rangi.

Minister właściwy do spraw środowiska określa na drodze rozporządzenia typy siedlisk przyrodniczych oraz gatunki roślin i zwierząt ze wskazaniem typów siedlisk przyrodniczych.

Minister ten opracowuje też projekt listy obszarów Natura 2000 i po zaopiniowaniu przez zainteresowanych terytorialnie samorządów oraz uzyskaniu zgody rady ministrów przekazuje Komisji Europejskiej wraz z szacunkiem dotyczącym współfinansowania przez Wspólnotę Europejską.

Wyznaczenie obszaru Natura 2000, zmiana jego granicy lub likwidacja następuje w porozumieniu z ministrem właściwym do spraw rolnictwa, rozwoju wsi, spraw gospodarki wodnej.

Pomniki przyrody są pojedynczymi tworami przyrody żywej, nieożywionej lub ich skupiskiem o szczególnej wartości naukowej, kulturowej, historycznej, pamiątkowej, krajobrazowej. Odznaczają się indywidualnymi cechami wyróżniającymi je wśród innych tworów.

W szczególności to sędziwe i okazałe drzewa i krzewy, gatunków rodzimych i obcych, źródła, wodospady, itp.

Stanowiska dokumentacyjne są niewyodrębniające …(?)

Użytki ekologiczne - są to zasługujące na ochronę pozostałości ekosystemów mających znaczenie dla zachowania unikatowych zasobów genowych: typów środowisk jak : naturalne zbiorniki wodne, śródpolne, leśne „oczka wodne”, kępy drzew i krzewów, użytkowej roślinności, starodrzewia, wychodnie skalne itd.

Ochrona gatunkowa zwierząt, grzybów i roślin - minister właściwy do spraw środowiska.

Ochrona gatunków rzadko występujących, endemicznych , podatnych na zagrożenia i zagrożonych wyginięciem oraz objętych ochroną na podstawie międzynarodowych umów i zachowaniu bioróżnorodności.

Wyróżnia się ochronę gatunkową ścisłą i częściową- dotyczy tylko tego co znajduje się w stanie wolnym, tego co żywe.

W stosunku do dziko żyjących gatunków roślin i zwierząt zabronione są wszelkie możliwe formy szkodzenia im od zabijania i pozyskiwania poprzez niszczenie siedlisk i dokonywanie licznych czynności wobec posiadanych okazów żywych i martwych. Zabronione jest niszczenie mrowisk.

Zakazy te nie dotyczą zbioru grzybów objętych ochroną częściową w celach konsumpcyjnych, usuwania roślin niszczących materiały lub budynki, zwalczaniu roślin zagrażających życiu lub zdrowiu ludzi lub zwierząt, pozyskiwania roślin objętych ochroną częściową po uzgodnieniu z wojewodą, tak pozyskane rośliny podlegają już zakazom określonym w ustawie. Od 16 październik a do końca lutego wolno usuwać gniazda z budynków, terenów zieleni itp. oraz budek lęgowych ze względów sanitarnych.

Listę gatunków chronionych roślin i zwierząt ustala w drodze rozporządzenia minister właściwy do spraw środowiska w porozumieniu z ministrem właściwym do spraw rolnictwa.

Minister właściwy do spraw środowiska może wyjątkowo zezwolić na dokonanie wobec chronionego gatunku roślin i zwierząt czynności zabronionych, wydaje on też pozwolenie na przewóz przez granicę i obrót gatunkami chronionymi na podstawie umów międzynarodowych (Konwencja Waszyngtońska).

- płazy i gady podlegają ochronie gatunkowej

- większość ptaków podlega ochronie gatunkowej, albo ochronie łowieckiej

- ssaki podlegają albo ochronie gatunkowej albo ochronie łowieckiej albo ochronie humanitarnej, chyba że są szkodnikami.

- zieleń i zadrzewienia podlegają ochronie. Jest to zadanie rady gminy. Zalecenie dotyczące zakładania terenów zieleni wydaje w drodze rozporządzenia.

Legalne wycinanie drzew

Kto może wystąpić o wycięcie?

-posiadacz nieruchomości ponosi on pełną odpowiedzialność

Jeżeli ktoś pójdzie i wytnie drzewo w miejscu nienależącym do niego nie ponosi odpowiedzialności.

Pozwolenie nie dotyczy:

- drzew rosnących w lasach

- drzew owocowych

- na obszarach nie objętych ochroną

- na plantacjach drzew i krzewów

- których wiek nie przekracza 5 lat

- utrudniających widoczność pociągów

- stanowiących przeszkody

- zagrażające samolotom

Wniosek składa się do wójta, burmistrza, prezydenta miasta. Jeśli posiadaczem posesji jest gmina to piszą do starosty żeby nie było konfliktu interesów.

We wniosku podajemy: imię, nazwisko, adres, tytuł prawny, nazwę gatunkową drzewa, obód na wysokości 130cm (tzw napierśnica), datę wycięcia, powierzchnię i przeznaczenie dla miejsca. Posiadacz nieruchomości ponosi opłaty.

Przyczyny:

Opłat nie ponosi osoba fizyczna, która wniosła podanie, a przyczyną nie jest działalność gospodarcza. Nie ponosi się opłat jeśli drzewa zagrażają bezpieczeństwu ludzi lub istniejących budynków, w związku z przebudową dróg, jeśli drzewa obumarły z przyczyn niezależnych od posiadacza.

Stawka opłat zależy od gatunku i obwodu drzewa.

Wycięcie bez zezwolenia to trzykrotna wysokość opłaty. Na terenach uzdrowisk, miejsc zabytkowych, itp. opłata jest podwójna.

Ustawa o ochronie przyrody obejmuje także tworzenie ogrodów botanicznych i zoologicznych.

Skutki prawne poddania pod ochronę

Obiekty chronione oznacza się odpowiednimi tablicami. Skarb Państwa odpowiada za szkody wyrządzone przez : żubry, wilki, rysie, niedźwiedzie i bobry. Minister właściwy do spraw środowiska może w drodze rozporządzenia rozszerzyć listę takich gatunków o inne gatunki chronione.

Przepisy karne

Wykroczeniem jest naruszenie wszelkich zakazów i ograniczeń zapisanych w ustawie lub wydanych przepisach wykonawczych na podstawie delegacji ustawowej. Grozi za to kara grzywny lub areszt. Narzedzia i przedmioty służące do popełnienia wykroczenia podlegają przepadkowi na rzecz Skarbu Państwa. Należy też orzec obowiązek przywrócenia stanu poprzedniego, a jeżeli jest to niemożliwe nawiązkę na rzecz właściwego terenowo wojewódzkiego funduszu ochrony środowiska i gospodarki wodnej. Sprawca ponosi też koszty dalszego postępowania ze skonfiskowanymi mu zwierzętami. Wykroczeniem zagrożonym karą grzywny lub aresztu jest też wypalanie roślinności.

Wyrządzenie poważnych szkód przyrodniczych na obszarach lub w obiektach chronionych oraz zabijanie zwierząt podlegających ochronie gatunkowej jest przestępstwem. Przestępstwm jest też wznoszenie obiektów budowlanych na obszarach chronionych wbrew przepisów ustawy o ochronie przyrody.

Ochrona przyrody w Unii Europejskiej

Sprowadza się do programu Natura 2000. Problemy ochrony przyrody regulują dwie dyrektywy

• tzw. Dyrektywa ptasia - wytyczne ochrony ptaków

• Dyrektywa siedliskowa (habitatowa) - ochrona zagrożonych siedlisk i gatunków priorytetowych.

---