1. Definicja ekosystemu i jego funkcjonowanie na przykładzie jeziora: komponenty biotyczne i abiotyczne, typowi mieszkańcy różnych stref, produkcja pierwotna i wtórna, powiązania troficzne i inne, obieg materii i przepływ energii, pochodzenie i sukcesja jezior.

Ekosystem - fragment przyrody stanowiący funkcjonalną całość, w której zachodzi wymiana między jej częścią żywą - biocenozą, a nieożywioną - biotopem.

2. Definicja i cechy populacji na przykładzie człowieka, metody badań populacyjnych.

Populacja - grupa osobników jednego gatunku, zamieszkujących wspólny obszar, w tym samym czasie, mogących się swobodnie i skutecznie krzyżować, tzn. wydawać płodne potomstwo, wzajemnie na siebie oddziaływają.

Cechy będące charakterystyczne dla całej populacji. Sa to:

rozmieszczenie, liczebność, zagęszczenie, rozrodczość, śmiertelność i struktura wiekowa.

Liczebność-określa liczbę osobników tworzących populację

Zagęszczenie populacji - liczba osobników populacji występujących na określonej powierzchni lub w okreslonej objętości.

Rozmieszczenie - przestrzenny rozkład pojedynczych osobników na terenie zajmowanym przez ta populację
Wyróżniamy 3 typy rozmieszczenia osobników populacji w przyrodzie. Najczęściej występujace to rozmieszczenie typu równomiernego(jabłoń) i skupiskowego.( wilki) Jest jeszcze rozmieszczenie przypadkowe.(biedronki)

Rozrodczość- oznacza liczbę osobników urodzonych w pewnym czasie.

Śmiertelność- oznacza liczbę osobników ginących w populacji w pewnym czasie.

Struktura wiekowa- proporcja między liczbą osobników będących w różnym przedziale wiekowym a także struktura płciowa, to znaczy proporcja między liczbą samic i samców

Metody badań populacyjnych:

1.metoda względna- ocenia zagęszczenie np .poprzez ocenę śladów ,pogłosach ptaków po ilości zjedzonego pokarmu

2.metoda bezwzględna- ocenia zwierzęta poprzez liczenie ile przypada ich na jednostke powierzchni,np. jadac powoli samochodem lub samolotem i licząc osobniki.

3. stosuje się taksacje czyli nagonke do policzenia np. zajęcy

4. znakowanie np .obrączkowanie ptaków

5.pobieranie wycinków gleby - tak bada się zwierzęta glebowe ,a wirusy liczy się w specjalnym liczniku.

3. Czynniki wpływające na życie na Ziemi (geologiczne, klimatyczne, biotyczne), sposoby dostosowania (unikania) na poziomie gatunków i biomów.

4. Wpływ turystyki na przyrodę (różne postawy ludzkie względem przyrody, negatywne oddziaływania i sposoby ich niwelowania, przykłady w Polsce).

Chodzimy po górach, jeździmy na rowerach, konno lub wspinamy się po skałkach. Jednak każda z tych form wypoczynku przynosi środowisku straty. Chodząc wydeptujemy szlaki, ale przecież nie chodzimy tylko po szlakach. Często zapuszczamy się poza nie aby np. nazbierać grzybów, jeżyn, jagód czy malin. Tym samym niszczymy ściółkę leśną. Jeśli zrobi to kilka osób miesięcznie to nie wyrządza to wielkich szkód, ale w czasie wakacji robią to tysiące, żeby nie powiedzieć dziesiątki tysięcy ludzi. Przecież na Śląsku mieszka ok. 5mln. ludzi, a najbliżej mają właśnie Beskidy i Jurę. A nie tylko mieszkańcy Śląska odwiedzają te miejsca. Rocznie nasze województwo odwiedza ok. 2,2mln. turystów! Również jada na rowerze wyrządza przyrodzie szkody, jeśli nie jeździmy po utwardzonej nawierzchni. Główne zagrożenia wywołane kolarstwem górskim związane są z agresywnością opon rowerowych. Uszkadzają one szatę roślinną. Powodują powstawanie wyrw w darni. Zdzieranie górnej części profilu glebowego powoduje uruchamianie procesów erozyjnych.

Również wspinaczka skałkowa niszczy środowisko. Wspinając niszczymy przecież skały. Wbijamy w nie zabezpieczenia, niszczymy je butami itd. Nie da się taż ukryć, że turyści zostawiają ogromne ilości śmieci. Niektóre z nich takie jak odpady biologiczne, czyli ogryzki, papier czy odchody nie są szkodliwe dla środowiska, ale inne odpady takie jak np. butelki, nie zgniją tak jak owoc, a będą leżeć tak długo aż ktoś ich nie posprząta. Szczególnie niebezpieczne są odpady takie jak małe plastikowe papierki czy sreberka, ponieważ przez pomyłkę może je zjeść jakieś zwierzę i ciężko się zatruć, a w najgorszym przypadku nawet zdechnąć. Turystyka kontrolowana jak sama nawa wskazuje jest kontrolowany przez państwo. Dlatego można apelować do turystów o np. kulturalne zachowanie się w górach, już w ich miejscach pobytu. Hotele mogą np. urządzić coś w rodzaju wieczorku poznawczego na którym apelować będą aby nie pozostawiać śmieci, nie łamać ani nie zrywać gałęzi itd.

Proponowane rozwiązania

Podczas koncertów oraz innego rodzaju imprez kulturalnych, organizować apele do publiczności związane z ekologią Rozdawanie ulotek przed wakacjami i feriami, które opisywałyby odpowiednie zachowania w lasach, parkach, górach itp. Wpajanie dzieciom już od najmłodszych lat kultury, i obowiązujących zasad dotyczących ekologicznego zachowania (w domu) Nauczanie dzieci już w przedszkolach, kultury przebywania w lasach, parkach itd. Wprowadzenie więcej tego typu zajęć, również do szkół. Nie muszą to być dodatkowe lekcje, można omawiać te zagadnienia na np. godzinach wychowawczych, przyrodzie czy biologii. Należy wycofywać z obiegu butelki plastikowe a na ich miejsce wrócić szklane. Butelki takie mają kaucję zwrotną, przez co ludzie będą je oddawać do sklepów. Również za inne szklane pojemniki, takie jak np. słoiki można wprowadzić kaucję. Więźniowie mogą zamiast bezczynnie siedzieć w celach pracować społecznie np. sprzątając. Część dochodów jakie przynoszą wymiarowi sprawiedliwości grzywny, przeznaczyć na działania związane ze środowiskiem. A jeśli ktoś nie ma pieniędzy (np. bezrobotni) a dostał karę grzywny, niech zamiast płacić odpracuję karę. Niech dorośli również obchodzą dzień sprzątania świata. Może nie wszyscy, ale chociaż, część szczególnie bezrobotni i skazańcy.

5. Ekologiczna klasyfikacja organizmów: powiązania między organizmami ekosystemach.

Klasyfikacja ekologiczna organizmów
TEMPERATURA
Eurytermy=Organizmy tolerujące szeroki zakres temperatur trzcina wrobel sosna
Stenotermy=Organizmy tolerujące tylko wąski zakres temperatur
Politermy=Organizmy wymagające wysokich temperatur rosliny wod goracych
Oligotermy=Organizmy wymagające niskich temperatur rosilny zyjace na sniegu

WODA
Hydrobionty=Organizmy żyjące w glebie grążel żółty
Heliobionty=Organizmy żyjące na pograniczu wody i lądu
Higrofile=Organizmy wymagające dużej wilgotności środowiska zaba zawilec gajowy
Atmofile (mezofile)=wymagają znacznej wilgotności względnej środowiska
Kserofile=Organizmy wykazujące dużą odporność na suszę
ŚWIATŁO
Heliofile (heliofity)=Organizmy światłolubne
Heliofoby (sciafity)=Organizmy nietolerujące światła

6. Wpływ rolnictwa i leśnictwa na funkcjonowanie przyrody (zagrożenia, korzyści).

Jest rzeczą oczywistą, że rozwój rolnictwa pociąga za sobą nie tylko zagospodarowywanie kolejnych obszarów, na których występuje urodzajna ziemia, ale również przyczynia się do tego, że do środowiska są emitowane coraz większe ilości nawozów sztucznych, chemicznych środków ochrony roślin. Warto zaznaczyć, że te ostatnie służą jedynie do ochrony roślin uprawnych, tak więc po ich zastosowaniu ginie całe mnóstwo roślin i zwierząt uważanych za szkodniki, czy chwasty. Warto podkreślić, że największe zmiany w środowisku naturalnym dokonały się w okresie ostatnich stu lat, czyli właśnie w tym okresie, kiedy rolnictwo rozwijało się najintensywniej.

Kolejnym negatywnym skutkiem oddziaływania rolnictwa na środowisko naturalne jest chemizacja następująca na skutek stosowania pestycydów. Używa się ich, aby zwalczać niekorzystne z punktu widzenia prowadzenia gospodarki rolnej organizmy żywe.

Las wpływa bardzo silnie na szereg warunków środowiskowych. Korony drzew w dzień osłaniają od zbytniego nagrzania przez słońce, w nocy zapobiegają wypromieniowaniu ciepła. W lesie w dzień jest chłodno, a nocą cieplej niż na otwartej przestrzeni. Podobnie mniejsze są różnice temperatury w lecie i w zimie. Las hamuje pęd wiatru; gdy ponad koronami szaleje wichura, między czarnymi jagodami a mchem powietrze może być nieruchome. Ponieważ zarówno nasłonecznienie jak i wiatr działają osuszająco, osłona przed nimi powoduje, że wnętrze lasu utrzymuje stosunkowo wysoką wilgotność, jest jak gdyby naturalną cieplarnią dla wszystkich pomniejszych istot.
Ściółkę leśną zamieszkują głównie organizmy saprobiontyczne zwane edafonem.
Rola lasów jest istotna także w skali całej Ziemi - ze względu na wielką biomasę pni drzew są one jednym z wielkich magazynów węgla na naszej planecie. Ponadto lasy umożliwiają zachowanie różnorodności genetycznej roślin i zwierząt, są jednym z istotnych czynników mających wpływ na regulację stosunków wodnych i ochronę gleby przed erozją. Las spełnia różnorodne funkcje, zarówno w sposób naturalny jak i poprzez umiejętną gospodarkę człowieka, wykorzystującego przyrodę dla swych potrzeb. Można wymienić dwie podstawowe funkcje lasów:
1. produkcyjne - zachowanie trwałego użytkowania drewna przy jednoczesnym zwiększeniu jego zapasów, pozyskiwanie z lasu użytków ubocznych,
2. pozaprodukcyjne:
a) społeczne - kształtowanie warunków zdrowotnych i rekreacyjnych, wzbogacanie rynku pracy, tworzenie różnorodnych form użytkowania lasu przez społeczność lokalną, zagospodarowanie terenów zdegradowanych i gleb marginalnych,
b) ekologiczne - stabilizacja obiegu wody w przyrodzie, kształtowanie klimatu, stabilizacja składu atmosfery i jej oczyszczanie, przeciwdziałanie powodziom, lawinom, ochrona gleb przed erozją i stepowieniem, tworzenie warunków do zachowania potencjału biologicznego wielkiej liczby gatunków, zapewnienie lepszych warunków zdrowia i życia ludzi.

7. Wymieranie gatunków w przeszłości i współcześnie: przyczyny i zakres.

Gatunki wymierały i wymierają w sposób naturalny. Proces ten, nazywany ekstyncją, przebiega w sposób powolny, czasami w nagły. W przeszłości związane to było z nieustannymi zmianami klimatycznymi i geologicznymi na Ziemi. Liczba gatunków, które w długiej historii Ziemi wyginęły, znaczne przekracza liczbę gatunków, które obecnie występują. Naukowcy uważają, że w naszych czasach żyje dziesięciokrotnie mniej gatunków niż kiedyś. Ewolucyjny proces zmian w przyrodzie trwa nieustannie, wciąż pewne gatunki zanikają w sposób naturalny, ustępując miejsca innym. Jednak czas, w którym niegdyś gatunki zanikały z powierzchni Ziemi, i tempo ich ubywania obecnie są zupełnie różne.Na początku naszego stulecia z powierzchni Ziemi znikał jeden gatunek rocznie. Obecnie jeden gatunek znika każdego dnia. Jeżeli sprawdzą się prawdopodobne, ponure prognozy i dramatyczne tempo wymierania utrzyma się, do 2050 roku połowa obecnych dziś gatunków zniknie z powierzchni globu. Dlaczego tak się dzieje? Nie trzeba chyba pokazywać palcem, jaki gatunek jest tego przyśpieszenia sprawcą.Człowiek od początku istnienia przekształcał środowisko naturalne, powodując, że niektóre gatunki przez niego "faworyzowane" (takie jak rośliny uprawne, zwierzęta hodowlane) lub korzystające z dobrodziejstw zmienionych przez człowieka warunków (np. szczury), dobrze prosperowały, inne natomiast miały się gorzej lub ginęły.Powodem wymierania gatunków były także intensywne polowania i kłusownictwo. W ten sposób wyginął tur w Europie czy gołąb wędrowny i bizon w Ameryce Północnej. Obecnie za najistotniejsze przyczyny wymierania gatunków uważa się zatrucie środowiska, niszczenie i przekształcanie naturalnych siedlisk lądowych, powietrznych i wodnych, terenów które są miejscem życia zagrożonych zwierząt i roślin.
Każdego dnia wycina się setki hektarów lasów, buduje się tysiące kilometrów dróg, rozbudowuje się miasta i wznosi nowe fabryki. Naturalne lasy zostały wyparte przez lasy jednowiekowe i jednogatunkowe (monokultury), znikają torfowiska, podmokłe łąki, naturalne ekosystemy. Na to nakłada się ogólne zanieczyszczenie środowiska. Efekt jest taki, że wszystkie gatunki roślin i zwierząt, które potrafią żyć w pobliżu człowieka, mają się dobrze. Zdecydowana większość przyrody, niepotrafiąca się przystosować, nieodwracalnie odchodzi. Wymieranie jest to okres w historii Ziemi, podczas którego nastąpiło "gwałtowne" (w geologicznej skali czasu) wymarcie wielu grup organizmów.Wielkie wymierania następują cyklicznie w historii życia, mając duży wpływ na kierunki późniejszej ewolucji organizmów. Często po wielkim wymieraniu, które pochłonęło nawet do 95% ówcześnie żyjących organizmów, zmieniają się dominujące grupy w każdym środowisku, wykształcają się nowe taksony.W miarę nowoczesnych dziejach Ziemi (przyjmijmy, że chodzi o ostatnie 600 milionów lat) pięciokrotnie zdarzały się okresy wielkiego wymierania roślin i zwierząt. Najstraszniejszy z takich kataklizmów miał miejsce ok. 248 milionów lat temu - u schyłku okresu permu, a na początku triasu. Bliżej nieznana siła zmiotła wtedy z powierzchni naszej planety 95 proc. żyjących gatunków (a więc przetrwał zaledwie co 20!). Najsłynniejsze, i na razie ostatnie, wielkie wymieranie na Ziemi odbyło się 65 milionów lat temu - wtedy to wyginęły ostatnie dinozaury, co otworzyło drogę do rozwoju naszym ssaczym protoplastom.

8. Cykle biogeochemiczne azotu i węgla.

Obieg węgla:Węgiel (C) to podstawowy pierwiastek budulcowy związków organicznych. W żywą materię organiczną zostaje wbudowany w postaci CO₂ asymilowanego przez autotrofy (rośliny zielone, bakterie samożywne). Dzięki istniejącym łańcuchom pokarmowym węgiel przedostaje się w postaci roślinnych związków organicznych do konsumentów I rzędu (roślinożerców), a następnie do konsumentów II rzędu (zwierzęta mięsożerne). Ze związków organicznych węgiel wraca do obiegu jako CO₂, powstający w procesie oddychania heterotrofów i autotrofów.Rośliny i zwierzęta składają się przede wszystkim z węgla, a jego globalny cykl jest odzwierciedleniem produkcji pierwotnej i wtórnej. Największy przepływ globalny cyklu węgla odbywa się pomiędzy atmosferą a roślinnością lądową oraz między atmosferą a oceanami. Biogeochemiczny obieg węgla opisuje się na podstawie cyklu obiegu podstawowego związku, w którym ten pierwiastek się znajduje - dwutlenku węgla. Obieg dwutlenku węgla jest regulowany głównie przez procesy jego wiązania ( fotosynteza, chemosynteza, rozpuszczanie się w wodzie ) i uwalniania ( oddychanie, uwalnianie z gleby i procesów geologicznych zachodzących w skorupie ziemskiej, spalanie paliw ).

W obiegu azotu można wyróżnić cztery oddzielne procesy:

1. Wiązanie azotu polega na przekształcaniu azotu cząsteczkowego N₂ z atmosfery, który wraz z opadami atmosferycznymi przedostaje się do gleby i wody, tworząc jony amonowe, azotynowe i azotanowe, w amoniak przez pewne rodzaje bakterii (gł. Azotobacter i Clostridium) i sinic.

2. Przyswajanie azotu w postaci azotanów i amoniaku (jonów azotanowych i amonowych) przez rośliny zielone następuje po wprowadzeniu ich w aminokwasy i białka roślinne. Rośliny motylkowate wykorzystują azot atmosferyczny przy współudziale bakterii nitryfikacyjnych (nitryfikatory).

3. Azot w postaci białek roślinnych wykorzystywany jest następnie przez konsumentów, czyli pobierany przez zwierzęta roślinożerne. Zwierzęta drapieżne pobierają go z białkami innych zwierząt. Po obumarciu roślin i zwierząt zawarte w nich białka są rozkładane do jonów amonowych (amonifikacja) lub utleniane w procesie nitryfikacji przez bakterie nitryfikujące do przyswajalnych przez rośliny azotanów. Taki sam proces ma miejsce w przypadku mocznika lub kwasu moczowego, wydalanych przez zwierzęta w wyniku przemiany białek. Powstałe jony amonowe są ponownie wykorzystywane przez rośliny oraz bakterie nitryfikacyjne i wracają do obiegu azotu.

4. Azotany nie wykorzystane przez rośliny mogą gromadzić się w glebie (np. złoża saletry chilijskiej) albo ulec denitryfikacji, polegającej na przekształceniu przez bakterie denitryfikacyjne, w beztlenowym procesie oddychania, jonów azotanowych w jony amonowe (zostające w glebie) i wolny azot, który wraca do atmosfery.

9. Rola GMO: korzyści i zagrożenia.

Organizmy transgeniczne, dzięki wprowadzeniu do nich pożądanych przez człowieka cech, są wykorzystywane w medycynie, farmacji, rolnictwie i w przemyśle spożywczym.

Korzysci plynace ze stosowania GMO

- odporność na choroby powodowane przez wirusy, grzyby i bakterie,

- odporność na owady szkodniki, uzyskana przez wprowadzenie do genomu rośliny uprawnej genu Bt z bakterii Bacillus thuringiensis, warunkującego syntezę białka toksycznego dla owadów,

- tolerancja na wybrane herbicydy, czyli środki chwastobójcze,

- odporność na niekorzystne warunki środowiska (np. na mróz),

- poprawa cech jakościowych lub uzyskiwanie nowych cech zwiększających atrakcyjność GMO dla konsumenta; są to np. modyfikacje polegające na zwiększeniu zawartości beta-karotenu,czyli prekursora witaminy A w ryżu (z genami żonkila) lub ograniczeniu zawartości nikotyny i substancji rakotwórczych w tytoniu,

- zwiększenie plonowania,

- produkcja ludzkich białek i przeciwciał oraz jadalnych szczepionek (np. wprowadzenie do sałaty genów warunkujących wytwarzanie szczepionki przeciwko żółtaczce, uzyskanie aktywnej

doustnej szczepionki przeciwko cholerze w ziemniakach)

Zagrożenia płynące ze stosowania GMO

Największe obawy budzą potencjalne skutki uwalniania GMO do środowiska naturalnego

oraz zdrowotne konsekwencje konsumpcji żywności wytworzonej z GMO. Zastrzeżenia te są o tyle istotne, że kontrolowanie rozprzestrzeniania się raz uwolnionych organizmów

transgenicznych w środowisku jest praktycznie niemożliwe. Przeciwnicy GMO podkreślają, że :

- nie do końca poznane są efekty uboczne rozprzestrzeniania się GMO w środowisku i ich wpływ na bioróżnorodność,

- zwiększone stosowanie środków chwastobójczych w uprawach GMO odpornych na herbicydy oznacza poważne upośledzenie bioróżnorodności ekosystemów rolniczych; poza tym w efekcie

niekontrolowanego krzyżowania się uprawnych odmian GMO odpornych na herbicydy ze spokrewnionymi chwastami mogą pojawić się uodpornione na herbicydy superchwasty,

- nie ma możliwości współistnienia upraw konwencjonalnych z uprawami roślin GMO, ponieważ praktycznie jest niemożliwe wprowadzenie skutecznej izolacji pomiędzy tymi uprawami,

- w produkcji rolnej zapylenie upraw ekologicznych pyłkiem roślin zmodyfikowanych genetycznie oznacza dyskwalifikację plantacji ekologicznej i poważne straty dla rolnika, który taką uprawę prowadził,

- rośliny genetycznie zmodyfikowane pod kątem odporności na szkodniki i zawierające gen warunkujący syntezę białka toksycznego dla owadów mogą być toksyczne również dla owadów pożytecznych (złotooków, pszczół), dla ptaków zjadających zatrute w ten sposób owady, dla mikroorganizmów glebowych, a nawet dla niektórych ludzi,

- istnieją doniesienia naukowe wskazujące na to, że:

a) konsumpcja żywności pochodzącej z GMO może być u ludzi przyczyną alergii i poważnych schorzeń przewodu pokarmowego,a nawet spowodować uaktywnienie procesów nowotworowych (trudno jednak określić, jaki procent populacji może być narażony na tego typu niebezpieczeństwo),

b) pasze zawierające GMO mogą negatywnie wpływać na zdrowie i produkcyjność zwierząt,

c) plony roślin transgenicznych mogą być obniżone w stosunku do plonów odmian konwencjonalnych w związku z brakiem stabilności genetycznej GMO, polegającym na tym, że w odmianie transgenicznej mechanizm obronny genów rodzimych powoduje osłabienie lub zablokowanie funkcji genów obcych,

- dyskusyjne są metody prowadzenia badań organizmów transgenicznych, od których uzależnione jest ich dopuszczenie do obrotu. Przykładowo, przy badaniach pasz pozyskiwanych z GMO zwrócono uwagę na nieodpowiedni dobór gatunkowy zwierząt użytych w doświadczeniach, zbyt niski udział GMO w karmie podawanej badanym zwierzętom oraz zbyt krótki czas trwania badań,

- istnieją wątpliwości natury etycznej, wskazując, że życie nie może być traktowane jako swoisty chemiczny produkt i być patentowane, uprawa roślin GMO może zaś wymagać corocznego zakupywania nasion lub licencji u producenta nasion GMO. Prowadzi to do uzależniania drobnych producentów rolnych od wielkich koncernów, które stają się monopolistami w dziedzinie materiału siewnego.

10. Omów zjawisko sukcesji ekologicznej.

Stopniowy, uporządkowany, kierunkowy proces zmian biocenozy prowadzący do przeobrażania się prostych ekosystemów w bardziej złożone. Sukcesja rozpoczyna się kolonizacją nowego obszaru i początkowo przebiega szybko, później zmiany są mniej dynamiczne i ostatecznie kończą się osiągnięciem stadium homeostazy biocenotycznej - klimaksu.

Wyróżnia się sukcesję pierwotną, która zachodzi na terenach pierwotnych, nie zmienionych przez żywe organizmy, np. skały macierzyste, pustynie, wydmy, hałdy pogórnicze. Przebiega ona powoli i charakteryzuje się następowaniem po sobie kolejnych stadiów: pionierskie, migracyjne, zasiedlające, konkurencyjne i stabilizacji. Sukcesja pierwotna trwa długo i prowadzi do tworzenia gleby i przekształcania obszarów abiotycznych w ekosystemy.

Sukcesja wtórna zachodzi na terenach zajętych przez inną biocenozę, np. staw, jezioro, łąkę, ugór. Przebiega szybko i prowadzi do przekształcenia pierwotnego ekosystemu w inny, np. łąki w las. Oba typy sukcesji wynikają z faktu, że organizmy żywe oddziałują na środowisko, w którym żyją, przekształcając je, a zmienione środowisko stwarza warunki dla następnych organizmów, które je mogą zasiedlić.

---