Biocenoza i ekosystem

Do omówienia

1. Struktura troficzna biocenozy

a) poziomy troficzne

b) łańcuchy pokarmowe c) sie ć pokarmowa d) piramidy ekologiczne

e) bioakumulacja w ła ńcuchu

pokarmowym

2. Produkcja pierwotna i wtórna ekosystemu ( Produktywno ść

ekosystemu)

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

5. Sukcesja ekologiczna

6. Struktura i funkcjonowanie agroekosystemu . Pojęcie rolnictwa

zrównowa Ŝonego.

Trzy typy układów nakładających

się na siebie w biocenozie

Struktura troficzna (1-rzędu)

Struktura konkurencyjna (2- rzędu) Struktura paratroficzna (3-rzędu) zaleŜności pokarmowe typu nieeksploatacyjnego…

Struktura troficzna

(1-rz ędu)

a) POZIOM TROFICZNY - organizmy zajmujące

taką samą pozycję w łańcuchu pokarmowym (o podobnym

sposobie oŜywiania)

Producenci

Konsumenci

Destruenci (reducenci)

Poziom I	Poziom II	Poziom III	Poziom IV
rośliny	ro ślino Ŝercy	drapie Ŝcy I	drapie Ŝcy II
producenci		Konsumenci I Konsumenci II Konsumenci III

ZaleŜności troficzne

Konsument II

Producent

Konsument I

Konsument III

Destruenci

PRODUCENCI - autotrofy (samo Ŝywne),

wiąŜą CO2 , produkcja pierwotna

FOTOAUTOTROFY:

przekształcaj ą En promien.

słonecznego w En chemiczn ą

CHEMOAUTOTROFY:

źródłem energii do asymilacji CO

2 są

reakcje utleniania (energia chemiczna)

bakterie chemosyntetyzuj ące np. siarkowe,

nitryfikacyjne, Ŝelaziste, metanowe

KONSUMENCI

organizmy cudzo Ŝywne (heterotrofy) Wszystkie zwierz ęta, bakterie, liczne Archea, grzyby

- Roślino Ŝercy, En z biomasy ro ślinnej

- Drapie Ŝcy I, En ro ślino Ŝerców - Drapie Ŝcy II, En drapie Ŝców I/II oraz roślino Ŝerców

- PasoŜyty , En ro ślin i zwierz ąt Ŝywicielskich

KONSUMENCI, c.d.

DETRYTUSOśERCY (detrytusofagi )

saprofagi, organizmy Ŝywi ące si ę martwymi szczątkami ro ślin i zwierz ąt, czyli detrytusem.

Przyspieszaj ą rozkład materii organicznej i - obieg materii w ogól e. Są

teŜ istotnym pokarmem dla drapie Ŝników.

Mikro-, mezo-, makrofauna, m.in.: pierwotniaki, nic	ienie, wazonkowce, wije,
dŜdŜownice.

W ekosystemach le śnych i trawiastych ponad 60% materii organicznej to

detrytus.

Edafon

zespół drobnych organizmów Ŝyjących w powierzchniowych warstwach gleby.

Edafon warunkuje rozkład zwi ązków organicznych, bierze
udział w tworzeniu próchnicy glebowej, wpływaj	ąc na Ŝyzno ść
gleby.

DESTRUENCI (REDUCENCI) - heterotrofy (saprofity), głównie bakterie oraz grzyby saprofityczne

Ŝródło En - martwa MO

• Rozkładaj ą (mineralizuj ą) biomas ę do

związków nieorganicznych

• Wytwarzaj ą takŜe substancje biologicznie

czynne : stymulatory i inhibitory wzrostu, antybiotyki, witaminy i inne.

Miksotrofy

Organizmy zdolne zarówno do fotosyntezy jak i heterotroficznego sposobu

odŜywiania

b) ŁA ŃCUCHY POKARMOWE

szereg organizmów w kolejno ści kto zjada kogo

kanał przepływu materii i energii w ekosystemie

ŁAŃCUCH POKARMOWY MORZA SZELFOWEGO (CZTEROOGNIWOWY)

Dwa typy ła ńcuchów

pokarmowych:

1. ŁAŃCUCH SPASANIA (dominuje w

morzach), rozpoczyna si ę od producentów

- fitoplankton-kryl-kałamarnica-ryby

drapie Ŝne-pingwin-foka

- lucerna-nornik-myszołów

2. ŁAŃCUCH DETRYTUSOWY

dominuje na l ądach, rozpoczyna si ę

od detrytusu, poprzez mikroorganizmy i

detrytusofagi do drapie Ŝników

- resztki ro ślin - d ŜdŜownica - kura

człowiek

- obumarłe li ście ro ślin wodnych - nicienie

- larwy owadów - traszka

c) SIEĆ ZALEZNOŚCI POKARMOWYCH

Składa si ę z wielu ła ńcuchów pokarmowych powi ązanych mi ędzy

sob ą,

gdy Ŝ:

polifagi (w odró Ŝn. od monofagów )

wyst ępuj ą na wi ęcej ni Ŝ jednym poziomie troficznym lub Ŝywi ą się róŜnymi gatunkami

• Opisano ponad 170 sieci pokarmowych.

• Łańcuchy pokarmowe s ą krótkie - najcz ęściej 3-4

(5) ogniw.

• DłuŜsze łańcuchy nie s ą stabilne	→ zagro Ŝenie
dla drapie Ŝników?

• Łańcuchy pokarmowe s ą krótsze w

ekosystemach l ądowych ni Ŝ wodnych. • Są dłu Ŝsze w wysoko zorganizowanych

biocenozach (las). A w ekosystemach rolniczych?

• Lepsze poznanie sieci pokarmowej

skuteczniejsze planowanie strategii ochrony gatunków.

ŚREDNIA DŁUGOŚĆ ŁAŃCUCHÓW TROFICZNYCH W 113 ZBADANYCH SIECIACH (Hairston i Hairston 1993)

SZCZYTOWE DRAPIEśNIKI (drapie Ŝniki najwy Ŝszego rz ędu)

np. orka, tygrys, lis, wilk

Sieć troficzna

• Schemat interakcji troficznych

(jakościowy) - ze względu na powiązania między elementami

• Schemat przepływu energii i obiegu

materii, ilościowy - ze względu na ekosystem

PRODUKCJA EKOSYSTEMU

a)PIERWOTNA: brutto i netto,

b) WTÓRNA: brutto i netto

PRODUKCJA PIERWOTNA

EKOSYSTEMU (PP)

• Brutto (GPP)

Ilość energii (lub materii)

wytworzona przez producentów w

przeliczeniu na jednostk ę czasu i powierzchni.

• Netto (NPP) = GPP - R

(R - respiracja czyli oddychanie)

NPP = ok. 50% GPP

NPP to pokarm ( źródło materii i energii) dla wszystkich organizmów heterotroficznych