EPOP cz I - prof. Pijanowska

W1 08.10.2014

Biologiczne podstawy ochrony przyrody, Pullin 2004

Ochrona przyrody, Symonides 2007

Krótkie wykłady – Ekologia, Mackenzie 2000

Życie i ewolucja biosfery Weiner 2003

1. Ekologia

• nauka o ekonomii i gospodarowaniu przyrody (Haeckel)

• nauka o przekazywaniu i przekształcaniu energii w zespołach organizmów żywych (Stugren)

• nauka badająca zwierzęta i rośliny we wzajemnych relacjach z ich środowiskiem (Elton)

• nauka o relacjach pomiędzy organizmami a całokształtem czynników fizycznych i biologicznych wpływających na organizmy , bądź pozostających pod wpływem tych organizmów (Pianka)

• nauka o rozmieszczeniu i liczebności organizmów (Andrewarth 1961)

• nauka o zależnościach decydujących o liczebności i rozmieszczeniu organizmów (Krebs 1994)

2. Pytania w ekologii

• Procesy fizyczne, chemiczne, biologiczne zachodzące w biosferze: stałość składu atmosfery, jaka część energii jest wykorzystywana …

• formy życia: dlaczego w Arktyce nie rosną drzewa, dlaczego rośliny wód otwartych są malutkie …

• funkcjonowanie gatunków: fenotyp, behawior …

• różnorodność biologiczna

• koncepcja równowagi w przyrodzie

• organizacja życia

• warunki życia ludzi

3. Ekologia nie jest

Religią, filozofią, etyką, postawą życiową, ochroną przyrody

ekologizm – „ekologia” wg TV

EKOLOGIZM: zespół idei, działań politycznych i społecznych, których istotą jest przeciwdziałanie zagrożeniom związanym z niszczeniem środowiska naturalnego człowieka

Edukacja ekologiczna – nazwa powinna być zmieniona na edukacja środowiskowa

Anna Kalinowska. Ekologia. Wybór przyszłości (1993), Ekologia. Wybór na nowe stulecie (2002) – utrwalenie błędnego postrzegania ekologii

4. OCHRONA PRZYRODY to zachowanie, właściwe wykorzystanie oraz odnawianie zasobów przyrody i jej składników, szczególnie dziko występujących roślin i zwierząt, siedlisk przyrodniczych itp.

Cele:

• Zachowanie przyrody nieożywionej

• zapewnienie ciągłości istnienia gatunków

• utrzymanie procesów ekologicznych i stabilności ekosystemów

• utrzymanie lub przywrócenie do pierwotnego (możliwe, potrzebne?) stanu siedlisk przyrodniczych

• rekonstrukcja zdegradowanych środowisk

ekologia może służyć ochronie przyrody wiedzą, którą można zastosować w pracach na rzecz środowiska / przyrody:

• ocena stanu

• znajomość biologii gatunku

• przepływ energii

• zakres tolerancji

• ocena antropopresji

…

5. różne dziedziny ekologii

ekologia krajobrazu

ekologia ekosystemów

ekologia biocenoz

ekologia populacji

ekologia osobnika

ekologia behawioralna

ekofizjologia

ekotoksykologia

ekologia molekularna

6. ochrona przyrody: nauka i praktyka

Jest nauką:

• Ma swój język

• Metodykę badawczą

• Procedury weryfikacji hipotez

• Zasoby wiedzy

Początek lata 70 – „powstrzymanie się od degradacji”, Konferencja w San Diego 1978

7. demografia

• Wielkość populacji

• Zagęszczenie

• Tempo wzrostu

• Struktura płci

• Płodność

• Sposób rozmieszczenia

r – współczynnik tempa wzrostu per capita

r= dN/dt*N r=b-d

b – birth/ urodzenia

d – death/ śmierć

r= parametr maltuzjański

PRAWO/ TEORIA LUDNOŚCI, T.R. Malthus

związek pomiędzy liczbą ludzi , która rosnąc w postępie geometrycznym – 2,4,8- podwoi się w ciągu 25lat

a ilością zasobów, która rosnąc w tempie arytmetycznym nie będzie wystarczająca

WZROST WYKŁADNICZY „J-CURVE”

rzadki w warunkach naturalnych – zazwyczaj po katastrofie, gdy brakuje naturalnych wrogów

czynniki ograniczające – fizyczne, chemiczne, biologiczne – OPÓR ŚRODOWISKA/ resistance

• przestrzeń

• warunki klimatyczne

• zasoby pokarmowe

• presja konsumentów

czynniki działające w sposób niezależny od zagęszczenia – ABIOTYCZNE

czynniki działające w sposób zależny od zagęszczenia – BIOTYCZNE

POJEMNOŚĆ ŚRODOWISKA / carrying capacity– maksymalna liczba osobników określonej populacji, która może utrzymać się w środowisku (którą środowisko może utrzymać)

WZROST LOGISTYCZNY „S-CURVE”

dN/dt = rN = (K-N)/K

K- pojemność środowiska

peterrussell.com

W2 15.10.2014

1. Tempo wzrostu populacji na świecie

• na północy ujemne

• Nigeria 8,0 (dzietność)

• Polska 1,2 (ale od 2015 troszkę zaczyna rosnąć! 10 000 na +)

• Populacja wzrasta tam gdzie standard życia jest najniższy

Kontynentalnie

• Afryka 5,2

• Am. Południowa 2,7

• Azja 2,6

• Europa 1,4

• Am. Północna 2,4

• Dzietność wiąże się z dostępem kobiet do edukacji + tradycja/ religia

• Uczące się kobiety nie rodzą dzieci

• Dostęp do środków antykoncepcyjnych w krajach np. Etiopia tylko bogaci mają dostęp do farmakologii

• W krajach rozwiniętych / bogatszych każdy ma dostęp do tabletek

2. populacja ludzka rośnie gdyż:

• postęp medyczny w walce z umieralnością noworodków

• Wydłużenie życia starszych osób

• Opieka społeczna

• Higiena

3. wydłużenie życia w PL

• 50 lat do 1932

• 75lat do 1985

• Kobiety żyją dłużej – mężczyźni idą na wojnę, uprawiają ekstremalne sporty, zapadają częściej na choroby cywilizacyjne (serce, nowotwory)

4. liczba zgonów niemowląt na 1000 urodzonych

• 1938 – 140

• 1960 – 50

• 1985- 15/20

5. znaczące epidemie

• 1603 epidemia dżumy w Londynie

• 1800 żółta febra w Hiszpanii i Afryce Północnej

• 1831 cholera na śląsku

• 1918 hiszpanka (20 mln ludzi)

• 1963 epidemia ospy we Wrocławiu

Choroby które zyskały rozmiary epidemii: AIDS, choroby serca, nadciśnienie tętnicze, nowotwory, cukrzyca, alkoholizm, alergie, choroby układu pokarmowego

6.

Aldaus Huxley – Nowy wspaniały świat, 1932

F. Fukyama – Koniec człowieka. Konsekwencje rewolucji biotechnologicznej, 2004

• Rozwój genomiki: dopasowanie leków do profilu genetycznego

• Komórki macierzyste: odtwarzanie tkanek

• Zarodki poddawane badaniu przed implantacją w macicy, wzbogacanie o pożądane geny;

• Eugenika – selektywne rozmnażanie zwierząt, aby ulepszyć gatunki; dziś bardziej neutralny termin związany z poradnictwem genetycznym i świadomym rodzicielstwem

7. Struktura populacji

Rozwijająca się gwałtownie – a

Rozwijająca się powoli – b

Rozwijająca się stabilnie – c

Wymierająca

8. PRZEJŚCIE DEMOGRAFICZNE

Wysoka rozrodczość i śmiertelność zastąpione niską rozrodczością i umieralnością

I – kraje przed uprzemysłowieniem

II – kraje w trakcie rozwoju, medycyna na wysokim poziomie, ludzie przestają umierać, ale jeszcze się rodzą

III – spada liczba urodzeń z powodu poprawy jakości życia kobiet i dostępu do antykoncepcji

IV – kraje po uprzemysłowieniu, wysoko rozwinięte

9. rozmieszczenie populacji w przestrzeni

• Losowe – pająki latające na nici

• Równomierne – pola uprawne, zwierzęta terytorialne

• Skupiskowe / agregacyjne – stada, człowiek

10. Urbanizacja

Wiele obszarów Afryki i Azji pozostaje wiejska

NA (North A) – 80 % żyje w miastach

LA (Latin A) – 70%

Europa – 74%

Holandia 90%

miasta zajmują 1-2% lądu

PL

1921 – 24%

1960 – 48%

1978 – 57%

2003 – 61,5%

Długotrwała ekspansja miast – zaburzenia środowiska najbardziej widoczna w Europie

11. główne zjawiska „ludzkościowe” XX-XXI wieku

• Ekspansja demograficzna na południu

• Spadek reprodukcji na północy

• Masowe migracje z południa na północ

• Nadumieralność mężczyzn

• Eksplozja miast

12. GRANICE WZROSTU – pojęcie z 1972 MIT

Określenie skończonych rozmiarów zasobów globu ziemskiego

Katastrofa miała być w 2000 roku

Klub Rzymski – nieformalna, apolityczna organizacja z 1968, grupuje naukowców i działaczy gospodarczy

I. raport chybiony, ale pozwolił na rozpoczęcie debaty o gospodarce

W 22.10.2014 - odwołany

W3 29.10.2014

13.

98% genów wspólnych z szympansem

14. Zakres rozwoju Homo sapiens

• Bipedyzm/ dwunożność

• Ekspansja mózgu

• Zmiany w budowie szczęki i związana z tym możliwość konsumowania dużych zwierząt

15.

• Homo habilis – kultura olduwajska, 2,5 mln lat temu

• Homo erectus – kultura aszelska, 2,0 mln lat temu

• Ogień – 1,5 mln lat temu

• Homo neanderthaliensis – kultura mustierska, 200 tys lat temu

16. Co nas różni

• ewolucja dwunożności – wyprostowana sylwetki

• dieta

• ewolucja komunikacji – mowa, pismo

• abstrakcyjne myślenie

• przewidywanie przyszłości

• wyobraźnia

• refleksja nad własną odrębnością

17. początki rolnictwa = przekształcenie środowiska

• 11-16 000 lat temu – wypalanie lasów, udomawianie roślin/ zwierząt

• Cywilizacja rolnicza wpłynęła na: wzrost populacji, rozwój miast, zasoby mineralne, technologię

18. EKOLOGICZNE ŚLADY: ilość zasobów wykorzystywana na osobę może być wyrażana w powierzchni lądu potrzbnej do wyprodukowania tych zasobów

ŚLAD EKOLOGICZNY: analiza zapotrzebowania człowieka na zasoby naturalne biosfery; to szacowana liczba hektarów powierzchni lądu i morza potrzebna do rekompensacji zasobów

jednostka= globalny hektar

19. wpływ (impact) na środowisko zależy nie tylko od wielkości populacji

• konsumpcja

• technologie zaangażowane

footprint-wwf.be

W4 05.11.2014

1. Wpływ człowieka na środowisko – konsumpcja, zużycie zasobów, produkcja odpadów – jest większy niż by to wynikało z przyrostu naturalnego

technologie zwiększają pojemność środowiska (K)

KORNUKOPIA – nurt mówiący o tym że rozwój technologii pozwala na nieskończony rozwój/ przyrost populacji ludzkiej

Antropocen – obecna epoka geologiczna zdominowana przez działalność człowieka (termin zaproponowany)

antropocene.info

2. działalność człowieka w zakresie przeobrażania biosfery

• bezpośrednia eksploatacja zasobów przyrody nieożywionej i ożywionej

• inwazje gatunków obcych

• niszczenie siedlisk

• fragmentacja krajobrazu

• zmiany klimatu

Jared Diamond – „Upadek …”, „trzeci szympans”

3. Upadek dawnych cywilizacji wg Diamonda

• zmiana klimatu

• prze eksploatowanie

• wrodzy sąsiedzi

• brak możliwości poradzenia sobie ze zmianami

Sumerowie – zasolenie gleby, głód

Majowe – deforestacja, erozja gruntów

Wyspy wielkanocne – wycinka lasów, brak budulca, koniec wypraw na połowy delfinów=głód

4. Różnorodność biologiczna

• Od biomów do nukleotydów

Gatunek definicje

• Typologiczna wg Platona, Arystotelesa

• Biologiczna wg Mayr 1982: gatunek to wspólnota rozrodcza populacji, izolowana rozrodczo od innych wspólnot, która zajmuje określoną niszę ekologiczną (wada – nie można stosować do wymarłych organizmów i rozmnażających się bezpłciowo)

• Ewolucyjna wg Simpson, Hennig: linia (sekwencja populacji od przodków do potomków), która ewoluuje w oddzieleniu od innych, mając swą własną funkcję (niszę) i historię ewolucyjną

5. Różnorodność gatunkowa nie równa się bogactwu gatunkowemu

Różnorodność gatunkowa

• liczba gatunków,

• liczebność gatunków/ species abundence,

• równomierność liczebności gatunków/ species eveness

bogactwo gatunkowe

• species richness (S) liczba gatunków znalezionych w środowisku

WSKAŹNIK RÓŻNORODNOŚCI SHANNONA (-Wienera)

H’= -Σ(n_i / N *ln (n_i / N))

Równomierność gatunków – miara podobieństwa liczebności poszczególnych gatunków/ kategorii taksonomicznych w biocenozie

WSKAŹNIK RÓWNOMIERNOŚCI SHANNONA

J’-H’/lnS

S – liczba gatunków

WSKAŹNIK RÓŻNORODNOŚCI SIMPSONA

wskaźnik różnorodności gatunkowej, stosowany w celu oszacowania różnorodności biologicznej siedlisk. Uwzględnia liczbę gatunków oraz względną liczebność każdego gatunku. Wskaźnik Simpsona określa prawdopodobieństwo wylosowania dwóch osobników należących do tego samego gatunku.

6. Reprezentatywność liczby próbek! – ile aby wynik był zgodny z rzeczywistością?

Różne skale przestrzenne różnorodności gatunkowej

• Lokalna – różnorodność α – dotyczy ekosystemu

• Regionalna – różnorodność β – dotyczy sąsiadujących ekosystemów

• Geograficzna – różnorodność γ – dotyczy całego regionu

7. Koncepcje:

• Model linearny/ linear models: każdy wypadający gatunek powoduje degradację/ upośledzenie ekosystemu

• Model redundancji/ redundancy: gatunków jest za dużo , ekosystem będzie funkcjonował nawet po wypadnięciu pewnych gatunków

• Model wypadających nitów/ singular models: gatunki wypadają i do pewnego momentu ekosystem trwa a potem się załamuje

• Metoda niepewności/ idiosyncratic: nie wiadomo ile gatunków może wyginąć aby ekosystem się załamał

8. Każda biocenoza jest unikatowa, ale pomiędzy biocenozami można zauważyć pewne powtarzające się wzorce

• Wzorzec I :

gatunki kluczowe/ zwornikowe (keystone species) dotyczy modelu wypadających nitów

Wytępienie wydry > ekspansja jeżowców > zanik zarośli wodnych > zanik ryb i bezkręgowców

A wytępiono żeby ryb nie zjadała :/

• Wzorzec II :

w biocenozach jest dużo gatunków osiągających małą liczebność i mało gatunków dużo liczebnych

• Wzorzec III :

dużo malutki organizmów, mało dużych organizmów

• Wzorzec IV :

Gatunki wchodzące w skład zespołów w sposób charakterystyczny różnią się od siebie – zasada ograniczonego podobieństwa, spowodowana konkurencją i potrzebą rozdzielenia nisz ekologicznych

• Wzorzec V :

konwergencja zespołów: podobne biomy w różnych krainach geograficznych sa zasiedlane przez gatunki podobne do siebie morfologicznie

9. powtarzalne prawidłowości geograficzne – REGUŁA RAPOPORTA

[Reguła Rapoporta – na liczbę gatunków występujących w różnych rejonach ma wpływ szerokość zakresu ich adaptacji fizjologicznych. Zasięg gatunków jest tym większy im jego centrum występowania leży dalej od równika. Im dalej od równika, tym warunki klimatyczne są mniej korzystne i bardziej zmienne.

Organizm żyjący w średnich szerokościach geograficznych w ciągu życia doświadcza bardziej zmiennych warunków niż setki pokoleń gatunku żyjącego w klimacie

okołorównikowym. Życie w klimacie tzw. umiarkowanym wymaga przystosowań fizjologicznych o bardzo szerokim zakresie. Jeśli gatunek może przetrwać gdy warunki tak bardzo zmieniają się w czasie to może przetrwać też takie różnice warunków w przestrzeni. Działa to też w pionie – zasięg pionowy gatunków występujących wyżej jest większy niż tych których centrum zasięgu jest położone niżej. Jednocześnie wzwyż maleje liczba gatunków.

W efekcie przełęcze górskie w okolicy równika są znacznie wyższe niż gdzie indziej, bo izolacja populacji w strefie równikowej jest bardziej szczelna nawet niewysokie pasmo górskie jest nie do pokonania dla gatunku o bardzo wąskich przystosowaniach fizjologicznych. W strefie umiarkowanej gdzie warunki zmieniają się sezonowo organizmy szerokim zakresie przystosowań mogą zmieniać zasięg pionowy]

• zasięg roślin/ zwierząt są węższe na niskich niż wysokich szerokościach geograficznych

przy równiku sa stabilne warunki – gatunki nie muszą wykazywać dużej zmienności dobowej

• To samo dotyczy wysokości mnpm – mniej gatunków, większe obszary do zasiedlenia

• Największa różnorodność w pobliżu równika i spada w kierunku biegunów

W5 12.11.2014

1. Hotspots – najwięcej w strefie równikowej i okołorównikowej

• Specjacja allelopatryczna – mikrosiedliska

• Szybkie tempo specjacji

• Najwięcej gatunków żyje na lądach 85% - choć zajmuje tylko 1/3 powierzchni ziemi

• 33 typy zwierząt (32 w wodzie, 12 na lądzie)

• Pazurnice/ Pratchowce – tylko na lądzie, bezkręgowce, relikty, 200 gatunków, tropiki, 5cm, segmenty z nóżkami z pazurkami

• W kambrze życie wyłoniło się z wody, więc tylko takie rozwinęły się poza wodą , reszta typów zwierząt została

• W wodzie ewolucja trwała dłużej niż na lądzie, ale jest mało gatunków bo środowisko homogeniczne

Woda = środowisko homogeniczne = mało gatunków

2.

Zróżnicowanie liczby gatunków w skali geograficznej

• klimat – cieplejszy = więcej

• zmienność klimatu – stabilny = więcej

• rozmaitość siedlisk

• historia – czas na kolonizację i specjację

• energia

Zróżnicowanie w skali lokalnej

• konkurencja – konkurencyjne wykluczenie, specjacja

• drapieżnictwo

• rozmaitość siedlisk

• zaburzenia w środowisku – powodzie pożary

Im lepsze warunki fizyczne do produkcji pierwotnej tym więcej drzew

EWAPOTRANSPIRACJA – ubytek wody z powierzchni ziemi drogą bezpośredniego parowania z gruntu i transpiracji roślin

3. Wpływ różnorodności na funkcjonowanie ekosystemów

• produkcja i konsumpcja

• dekompozycja i mineralizacja

• obieg pierwiastków i przepływ energii

• stabilność

LTER – long term ecological research – w Minesocie sztuczny rezerwat

• Biomasa – nadziemna I podziemna, im więcej gatunków tym większa biomasa bo konkurują

• Wykorzystanie dostępnych form azotu rośnie wraz z liczbą gatunków

BIODEPTH – odpowiednik europejski projektu z Minesoty

• Stabilność biocenoz

  • stałość, zachowanie niezmiennej struktury

  • odporność, wytrzymałość na działanie zewnętrznych czynników

• nie ma jednoznacznego związku między złożonością i stabilnością

• różnorodność a stabilność – różnorodność chroni przed suszą

• różnorodność sama w sobie wartością, ale też zapewnia różnorodność kształtów

• ile jest poznanych gatunków

  • 1 750 000

  • Owady > 50%

  • Rośliny ~ 25%

  • Ptaki ~ 25%

• Terry Lee Erwin – ok 30 mln gatunków owadów (na podstawie wyliczeń) – ile mu zleciało z jednego drzewa x ilość drzew

• Koncepcja niszy – wyjaśnia dlaczego jest tyle gatunków a nie tylko kilka

• Miejsce w przestrzeni = siedlisko

• Sposób korzystania z siedliska = nisza

• Liczbę gatunków ogranicza dostępna energia która jest skończona/ ograniczona

W6 19.11.2014

• Neutralna teoria bioróżnorodności i biogeografii – Hubbell 2001

Śmierć i reprodukcja każdego osobnika jest niezależna od jego przynależności gatunkowej

• Epizody specjacji i ekstynkcji

  • Eksplozja kambryjska

  • 5 epizodów wielkich wymierań

  • Specjacja

ALLELOPATRYCZNA: populacje izolowane geograficznie; nawet jeśli bariera geograficzna ustąpi to izolacja genetyczna doprowadziła do powstania trwałej bariery fizjograficznej

PERYPATRYCZNA: mała część populacji izolowana na granicy większej populacji; efekt założyciela (wycinek zmienności genetycznej), 6-palczaści Amisze = chów wsobny

PARAPATRYCZNA: brak barier geograficznych, populacje izolowane fizjologicznie; krzyżowanie nie jest losowe, zmiany w zachowaniu

SYMPATRYCZNA:

• stopniowa : dobór naturalny rozrywający sprzęgnięty z wybiórczym kojarzeniem

• Skokowa : mutacje chromosomowe (poliploidyzacja, inwersja), autopoliploidyzacja, allopoliploidyzacja (hybrydyzacja 2 gatunków)

• Pielęgnice w Jeziorze Wiktorii - z 1 gatunku powstało 300 gatunków

• Drosophila z wysp hawajskich – taniec godowy

• Z czasem gatunek również się zmienia – transformacja filetyczna

• 6 epizodów ekstynkcji – pojawienie się człowieka

• K/T BOUNDRY – horyzont czasowy między Crataeous and Teratiary – Luiz & Walter Alvarez

• Krater na półwyspie Jukatan,

ciemność spowodowana pyłem wzniesionym po uderzeniu,

głód z braku bazy pokarmowej dla roślinożerców

• Anomalie irydowe w pokładach kopalnych pojawiają się tam gdzie kratery

• skali wymierania świadczy

  • Tempo ubywania gatunków

  • % udziału wymierających gatunków na tle wszystkich gatunków

  • Wymieranie tła: naturalna śmiertelność gatunków

    • Większość rodzajów krótko żyje i ma mało gatunków

    • Im więcej gatunków tym dłużej trwa rodzaj

• Od ery paleozoicznej przybyło rodzajów i gatunków w toku ewolucji

Bardziej pojemne jednostki są bardziej odporne na wymieranie

• Liczba wymarłych taksonów od ostatniej epoki lodowcowej jest znikoma wobec ogólnej różnorodności biologicznej na ziemi

Lecz

Liczba gatunków które wymarły ostatnio jest ogromna!

• Podczas 5 ekstynkcji wymarło 2-4000 gatunków, było to 65 mln lat temu

• Hawaje przez ostatnie 5000 lat – 1000 gatunków

• Teraz 4 dziennie – estymacja na podstawie deforestacji

• 6-ego wymierania, antropogeniczne przyczyny

• Eksploatacja – pokarm, leki, ubranie

• Zanikanie i przekształcanie środowiska

• Fragmentacja siedlisk

• Introdukcja obcych gatunków

• 90% ekstynkcji na wyspach – 75% na najmniejszych – wiąże się to z kolonizacją przez człowieka

• Wyspa (pojęcie ekologiczne) – każde środowisko otoczone odmiennym całkowicie terenem np. kępa krzaków pośród pól, rezerwat

• Fragmentacja środowiska

• Rozerwanie zasięgu

• Całkowita powierzchnia fragmentów jest mniejsza

• Każdy fragment bardziej izolowany

• Udział krawędzi w całkowitej powierzchni jest większy

• Każdy punkt jest bliżej krawędzi

• Fragmenty podatne na katastrofy naturalne

Teoria biogeografii wysp , MacArthur 1967

• Nowe gatunki na wyspach

• Rośliny są dobrymi kolonizatorami: wystarczy kilka nasion, dobra dyspersja, zoo-anemochoria

Wyspy Galapagos: cała flora odzwierciedleniem z Ameryki Południowej przez ptaki i wiatr

• Owady przynoszone wiatrem, prądami wodnymi

• Ptaki migrujące

• Zwierzęta na tratwach „pływających wyspach”

W7 26.11.2014 notatki z udostępnionych slajdów

Tematyka II części wykładów

•Różnorodność a produktywność ekosystemu, znaczenie konkurencji międzygatunkowej dla bogactwa gatunkowego, koncepcja filtrów ekologicznych,

•Ekologia roślin (a fitosocjologia) jako kluczowy element w ochronie ekosystemów; grupy funkcyjne roślin, różnorodność funkcyjna jako informacja o procesach ekosystemu, sukcesja i klimaks a ochrona przyrody

•ekosystemy naturalne i półnaturalne; człowiek jako element układów przyrodniczych

•Różnorodność biologiczna i świadczenia ekosystemów jako motywy ochrony przyrody

•Stabilność i odporność ekosystemu (resilience) –znaczenie w ochronie i restytucji przyrodniczej w kontekście zmian w środowisku (w tym zmian klimatycznych)

•Zmiany klimatu, przyczyny, skutki, adaptacja i kompensacja

•Wyzwania Conservation Biology na najbliższą przyszłość; strategia ochrony różnorodności biologicznej do 2020r.

1. Różnorodność biologiczna a funkcjonowanie ekosystemów

Ewolucja postrzegania różnorodności biologicznej

•Do lat 1990. –pochodna działania czynników środowiska

•Przełom lat 1990-2000: czynnik w funkcjonowaniu ekosystemu

2. Jakie czynniki ograniczają bogactwo gatunkowe?

•czynniki siedliska

–dostępność biogenów

–czynniki stresowe

•Interakcje międzygatunkowe

–konkurencja międzygatunkowa

–Interakcje między poziomami troficznymi

•lokalna / regionalna pula gatunków

3. Koncepcja puli gatunków i hierarchiczny układ filtrów ekologicznych

Hierarchiczny system filtrów ekologicznych oraz typy puli gatunków (CPG –całkowita pula gatunków obszaru, GPG –geograficzna pula gatunków, SPG–siedliskowa pula gatunków, EPG–ekologiczna pula gatunków, WPG–właściwa pula gatunków). Belyea & Lancaster (1999).

4. Dwie debaty na temat różnorodności biologicznej

•Różnorodność a stabilność zbiorowiska

•Różnorodność a produktywność

Dwa rodzaje obserwacji:

1.Ekosystemy bardziej produktywne mają mniej gatunków niż nisko produktywne

–np. spadek liczby gatunków w trakcie eutrofizacji

–żyzna łąka jest uboższa gatunkowo niż łąka uboga w NPK

2.Ekosystemy bardziej produktywne mają więcej gatunków niż nisko produktywne

–las równikowy ma wyższe bogactwo gatunkowe niż las strefy umiarkowanej;

–las wielogatunkowy ma wyższą produktywność niż monokultura

5. Relacja produktywność-bogactwo gatunkowe

•dwa rodzaje badanych zależności w zbiorowiskach roślinnych

pomiędzy siedliskami różnymi pod względem produktywności potencjalnej (gradient produktywności potencjalnej)	pomiędzy siedliskami o podobnej produktywności potencjalnej