WYKŁAD 1

Temat: Ogólne wiadomości o ekologii.

1. oikos - dom, gospodarstwo, środowisko

logos - nauka

Ernst Hackel 1869 r zoolog niemiecki który po raz pierwszy użył słowa " ekologia"

EKOLOGIA ( ekonomia gospodarowania w środowisku , nauka która bada zależności pomiędzy organizmami a środowiskiem .

Tort Oduma. Ekolgia uogólnia wiele przypadków zachodzących w środowisku.

Działy : Autoekoligia - ekologia gatunku . Badanie gatunku na tle środowiska.

Synekologia- badanie zbiorowisk, zespołów populacji na tle środowiska.

Sozos- chronić, ratować. Logos - nauka.

SOZOLOGIA- twórca prof. Goetel ( geolog) nauka o ochronie środowiska. ( " co technika popsuła, technika powinna naprawić")

ŚRODOWISKO- to wszystko co otacza organizmy , to co ułatwia mu byt i przeżycie.

2.Relacje organizm a środowisko. :

1. wzajemne- wpływ środowiska na organizm i organizmu na środowisku

2. ciągłe

3. nierozłączne- nie można wyizolować organizmu ze środowiska

4. specyficzne

• Czynniki środowiskowe:

1. abiotyczne - czynniki przyrody nieożywionej ( światło, temp, wilgotność, wiatr, gleba)

2. biotyczne - czynniki przyrody ożywionej ( zależności między organizmami - pasożytnictwo, drapieżnictwo itp.)

3. antropogeniczne -czynniki pochodzące od człowieka

4. troficzne ( pokarmowe)

Oddziaływanie tych czynników jest zmienne w czasie i przestrzeni. Działają one w sposób kopmleksowy. Każdy organizm potrzebuje do życia określonych czynników środowiskowych.

PRAWO MINIMUM LIEBIEGA ( badacz zachowanie się roślin w środowisku)

Stwierdził, że nie te substancje których jest najwięcej w środowisku mają na nie największy wpływ, lecz największy wpływ na środowisko mają substancje których jest śladowa ilość (np. bor , mangan)

PRAWO TOLERANCJI SHELFORDA ( 1913)

Zarówno niedobór jak i nadmiar czynnika mają ograniczający wpływ na organizm. Jeżeli zadziałamy na organizm zbyt silnym impulsem np.: świetlnym to będzie to ograniczało jego rozwój. Niedobór światła także będzie ograniczał rozwój organizmu

eury- szeroki zakres ( np. eurytermiczny, euryhigryczny, eurytypowy-zamieszkujący wiele środowisk, euryheliofilny)

steno- wąski (stenotermiczny, stenohigryczny, stenotypowy)

-mezo- średnie natężenie czynnika

-oligo- niskie natężenie czynnika

-poli- wysokie natężenie czynnika

np. polistenohigryczny = chrabąszcz w stadium jajka ( wysoki- wąski-zakres wilgotności)

Prawo to umożliwia nam np. introdukcję ( przenoszenie) danego gat. do innego środowiska( do innej strefy środowiskowej)

4. 6 zasad uzupełniających prawo Shelforda:

• organizmy mogą mieć szeroki zakres tolerancji w stosunku do jednego czynnika, a wąski w stosunku do drugiego czynnika.

• Organizmy o szerokim zakresie tolerancji dla wielu czynników są szeroko rozprzestrzenione w przyrodzie

• Jeśli warunki środowiskowe nie są optymalne dla organizmu względem jednego czynnika to granice wobec innych mogą być zawężone( np. azot w glebie -przy dużej ilości azotu rośliny potrzebują mało wody i odwrotnie)_

• W przyrodzie organizmy nie zawsze żyją w zasięgu optimum jakiegoś czynnika abiotycznego, gdyż wchodzą tu w grę czynniki biotyczne konkurencja drapieżnictwo, pasożytnictwo.

• Granice tolerancji i zakres optimum czynnika są zmienne w różnych warunkach geograficznych - zmienność geograficzna w obrębie jednego gatunku dostosowanie się do warunków lokalnych ( np. odporność sosny na owady)

• Okres rozrodczy jest okresem krytycznym w którym czynniki środowiskowe mają najbardziej ograniczający wpływ.

5. TEORIA CZYNNIKÓW OGRANICZAJĄCYCH

( niezależnych od zagęszczenia)

podstaw tej teorii leży koncepcja cyklu pierwotnego Clemens i Shelford- zjawiska w przyrodzie można sprowadzić do najprostszych działań.

Wg. tej koncepcji suma reakcji środowiskowych i reakcji odwrotnych decyduje o przeżyciu lub śmiertelności osobników. Organizm nie jest silniejszy aniżeli jedno ogniwo łańcucha pokarmowego - uogólnienie prawa Liebiega.

6. Prosty model regulacji liczebności populacji

MODEL VICKERSA

Dost. Przest.

P1 P2 N1 N2 N (liczebność) Przestrzeń, pokarm - czynniki ograniczające

Zmiana zasobności pokarmu oraz przestrzeni życiowej prowadzi do zmiany liczebności organizmów w środowisku.

Mankamenty czynników ograniczających:

• Niepełność założeń opartych na koncepcji cyklu pierwotnego

• Nieuwzględnienie dużej liczby czynników które powinny określać wypadkową pojemność układu - może wystąpić kompensacja - zastępowanie czynników

• Model ten nie wyczerpuje innych działających modeli ekologicznych

WYKŁAD 2

Temat: Przepływ energii w przyrodzie. Krążenie pierwiastków.

1. Wiele cech morfologicznych organizmów jest uzależnionych od warunków środowiskowych:

REGUŁY EKOGEOGRAFICZNE

• Reguła Bergmanna -dotyczy zwierząt stałocieplnych . Rozmiary ciała w klimacie chłodniejszym są większe niż spokrewnionych z nimi zwierząt żyjących w klimacie cieplejszm. Organizmy te tracą mniej ciepła niż organizmy mniejsze.

• Reguła Allena -dotyczy długości wystających części ciała zwierząt stałocieplnych - krótsze na pn. dłuższe na pd. -zatrzymanie ciepła w klimacie chłodnym i oddawanie go w klimacie ciepłym.

• Reguła Glogena - ptaki i ssaki żyjące w chłodnym i suchym klimacie są ubarwione bardzej jasno.

• Reguła Jordana - ryby wód chłodnych mają więcej kręgów i w związku z tym większe rozmiary ciała niż ryby wód ciepłych

HOMEOSTAZA

Homeostaza ekosystemowa i biocenotyczna zdolność tego układu do powrotu do stanu równowagi ( planowanie przestrzenne , ochrona zasobów przyrody, urządzanie krajobrazu ) . Zależy nam na wysokoprocentowych ekosystemach o bogatych walorach pozaprodukcyjnych. W ekosystemie występują mechanizmy regulujące homeostatyczne.

Mierniki określające równowagę ekologiczną:

• Import materii= eksportowi

• Produkcja powinna być zużywana na potrzeby wewnętrzne układu

• Zrównoważenie retencji energii w układzie przez zużywanie zapasów

• Kontrola i stabilizacja biotypów przez biocenozę

• Trwałość w czasie -stabilność ( najbardziej sporny miernik)

• Zróżnicowanie wewnętrzne ekosystemów.

Równowaga ekologiczna -stan dynamiczny i względny

Ekosystem układ w którym nieprzerwanie i nieustannie przebiegają procesy adaptacyjne i ewolucyjne.

Równowaga - wypadkowa ścierania się sprzecznych tendencji wśród organizmów.

Stabilny ekosystem - gdy rozkład i liczebność populacji tworzących ekosystem są stałe lub kiedy są obecne regulatory w strukturze układu. Bezpieczniej jest mówić o zachowaniu wewnętrznej dynamiki układów ekologicznych.

Niszczenie struktury biosfery.

Dynamika rozwoju ekostystemów- silna poprzez sukcesję i ewolucję.

2. Ingerencje:

• Brak ingerencji

• Ingerencja nie naruszająca wydajności hoemostazy

• Ingerencja uruchamiająca procesy sukcesji

• Odnowy biocenozy

3.Globalna równowaga ekologiczna:

1. ekosystemy ochronne- zespoły klimaksowe których częściowe naruszenie sprawia, że szybko powracają do pierwotnego stanu.

2. Ekosystemy produkcyjne odznaczające się intensywnym ich użytkowaniem

3. Ekosystemy kompromisowe- występują fazy produkcyjne i ochronne- mozaika lasów, łąk, pól

4. Ekosystemy nisko przemysłowe - ciągła dewastacja, zagrożenie dla środowiska

Wnioski:

• planowanie w skali globalnej

• uwzględnianie różnorodności na poziomie genetycznym gatunku

• uwzględnienie ograniczonej przewidywalności skutków

• dążenie do zachowania dynamiki

3. Ograniczona przewidywalność skutków działania człowieka w biosferze.

Według Margakfa - stabilność to trwanie w stałym stanie przy stałych warunkach.

Według Petrusewicza - im większy jest wpływ integracji tym większy jest wpływ samoregulacji populacji.

4. Stabilność i równowaga układu ekologicznego:

1. utrzymywanie względnie stabilnych warunków abiotycznych środowiska

2. ograniczenie zużycia paliw kopalnych (nośniki energii) CO₂ i ciepła- efekt cieplarniany , globalne zmiany klimatu.

3. Zahamowanie niszczenia warstwy ozonu.

4. Zmniejszenie materii uwalnianej z pokładów geologicznych ( substancje szkodliwe , np. DDT i włączanie w cykle obiegu materii)

4. Poziom biocenozy

Wg. Trojana = 4 zasady homeostazy biocenozy:

• Zasada zachowania struktury biocenozy

• Zasada krążenia materii i przepływu energii

• Zasada produktywności

• Zasada stabilizacji procesów biocenotycznych

5. Struktury biocenozy:

• Struktura troficzna- najważniejsza, opiera się na zależnościach eksploatacyjnych. Dzięki niej istnieją konsumenci, destruenci, reducenci itp.( struktura pierwotna i wtórna)

• Struktura konkurencyjna występuje w biocenozach bardzo urozmaiconych bardzo trwałych. Przepływ energii opiera się na zespołach dominujących ( Trojan)

• Struktura paratroficzna

WYKŁAD 3

Temat: HOMEOSTAZA

1. Zdolność trwania ekosystemów , biocenoz populacji w stanie niezmienionym nazywamy homeostazą. Opiera się na zasadzie sprzężeń zwrotnych.

2. Ekosystemy o małym zróżnicowaniu ( liczebność populacji ) które ulegają nagłym nieprzerwanym zakłóceniom są regulowane przez czynniki abiotyczne. Ekosystemy o dużym zróżnicowaniu , lub takie na które nie działają silnie czynniki abiotyczne, to ekosystemy w których na liczebność populacji działają czynniki biotyczne. W ekosystemach liczebności populacji wykazują ewolucyjną tendencję do samoregulacji.

Czynniki korzystne lub ograniczające liczebność populacji:

1. Czynniki niezależne od zagęszczenia:- warunki klimatyczne

2. Czynniki zależne od zagęszczenia:

• Czynniki biotyczne

• konkurencja

• drapieżnictwo

• pasożytnictwo

• choroby

Czynniki te działają wprost proporcjonalnie do zagęszczenia populacji wpływają na rozrodczość , śmiertelność czyli na równowagę liczebności w populacji.

Zjawisko regulacji liczebności populacji możemy uważać za tendencję do osiągania równowagi, a stabilność za stałą utrzymywania liczebności populacji.

Struktura pierwotna

To ogniwo wypada i następuje załamanie się

łańcucha pokarmowego

ogniwa zastępcze Załamanie się ekosystemów leśnych - lasy na Śląsku , w okolicy Puław. 3. Regulacja liczebności populacji przez ekosystem za pośrednictwem pasożytów , drapieżców, pokarmu i przez samą populację ( samoregulacja).

1. faza wzrostu

2. szczyt liczebności

3. faza spadku

4. faza równowagi

5. oscylacja

Faza równowagi populacji wyznacza jej średni poziom liczebności wokół którego zachodzą zjawiska oscylacji i fazy określania równowagi i śmiertelności.

6. Czynniki losowe i regulujące.

Czynniki dynamiki liczebności populacji działające jednokierunkowo:

• Bezpośrednie działanie warunków klimatycznych

• temp.

• opady

• wilgotność powietrza

• pośrednie działanie warunków klimatycznych - mogą wpływać na zmianę stanu roślin , stanowiących pokarm

• stan fizjologiczny roślin pokarmowych

• zmiana aktywności wrogów naturalnych; np. kruszynek a osnuja gwiaździsta

• bezpośrednie i pośrednie czynniki glebowe- skład mechaniczny i wilgotność

7. Czynniki dynamiki liczebności populacji na zasadzie sprzężenia zwrotnego:

1. wewnątrzgatunkowe mechanizmy regulujące

• bezpośrednio: zmiana stosunku płci, kanibalizm, emigracja, wzrost osobników spoczywających ( diapałzujących)

• Pośrednio: reakcja owadów na skutek braku zapasów pokarmu spadek liczby składanych jaj i fazowe zróżnicowanie osobników wewnątrz populacji.

2. biocenotyczne mechanizmy regulujące:

• wrogowie naturalni:

• reakcja funkcjonalna - wzrost liczby ofiar i żywicieli wraz ze wzrostem gęstości

• reakcja abundacyjna- wzrost liczby wrogów na wzrost ofiar i żywicieli

• reakcja egregacyjna- imigracja do ognisk gradacyjnych

• choroby: mikroorganizmy patogeniczne, wirusy, bakterie, grzyby

• pokarm: jodła-mszyca, sosna- barczatka sosnówka.

Bogate biocenozy -czynniki regulacyjne silne, zastępowanie się jednych ognisk przez drugie, dogodne czynniki regulujące.

Każdy osobnik uzależniony jest od wpływu populacji i ekosystemu.

Zależy do poziomu organizacji występujących w populacjach:

• struktura socjalna

• zdolność rozpoznawania osobników

• struktura przestrzenna

8. Metody integrujące populację:

• kontakty w czasie rozrodu

• zagęszczenie populacji

• wpływ na konkurencję

• struktura gentyczna ( genotyp, fenotyp)

MODEL CYBERNETYCZNY WZROSTU LICZEBNOŚCI POPULACJI

Pokarm

zależności

wewnątrzgatunkowe

Czynniki Rozrodczość Gęstość

Abiotyczne Śmiertelność Populacji

Migracje

Entomofagi

I patogeny

Schemat działania czynników dynamiki liczebności populacji ( wg. Wiktorowa)

• regulatorzy liczebności populacji

• gęstość populacji - wypadkowa czynników zewnętrznych i mechanizmów regulujących

9. Homeostaza wg. Szujeckiego - system sprężysty , a stabilny

System stabilny - zdolność do pozostawania w stanie równowagi lub powrotu do tego stanu , względnie do słabych i stałych oscylacji, wyrażający małe zmienności , odporność na zmiany. Rozwija się gdy są stałe warunki środowiskowe lub gdy komponenci ( drzewostan, gleba) osiągneli specjalizację w ciągu długiego okresu czasu.

System sprężysty - mimo zakłóceń zachowuje swoją strukturę i funkcje, charakteryzuje się dużą zdolnością przystosowania do zmian. Wiele ekostysemów naturalnych to systemy sprężyste. W ekosysemach stabilnych zdolność do przeciwstawiania się fluktuacjom i zakłóceniom jest mniejsza niż w ekosysemach sprężystych. Ekosysemy sprężyste łatwo osiągają stan równowagi , po zajściu w nich jakiś zakłóceń.

Równowaga ekologiczna - procesy zachodzące w ekosysemie np.: przepływ energii-zostały osiągnięte bez względu na przegrupowania zachodzące w grupach ekosystemu. Ekosystem może być stabilny ale niezrównoważony. Proces dostosowania się układów do nowych warunków - inżynieria ekologiczna.

WYKŁAD 4

Temat: STRATEGIA TYPU "R" I "K"

1. Środowiska zmienne - obserwujemy dużą śmiertelność , populacje przerzedzone.

Środowiska stabilne - nie występuje tak duża śmiertelność, jedynie wybiórczo, w warunkach przegęszczenia populacji i silnej konkurencji. Przekaz dużej ilości energii na konkurencję , a małej na produkcję. Osobniki o większych rozmiarach.

CECHY SELEKCJI TYPU "r" i "k"

CECHY	" r "	"k"
Klimat śmiertelność krzywe przeżywania gęstość populacji konkurencja selekcja długość życia skutek	Zmienny Często katastroficzna niezależna od gęstości Typ III ( wklęsły) Zmienna w czasie, niezrównoważona, zazwyczaj poniżej poj. bezpiecznej. Każdego roku wyst. Rekolonizacja Zmienna, często brak Sprzyja szybkiemu rozwojowi osobników wysokiej wartości max. Tempa wzrostu, wczesnemu rozrodowi, małej wielkości ciała, jednorozwojowej reprodukcji Krótka , poniżej 1 roku Wysoka produktywność	Dość stały Ukierunkowana zależna od gęstości populacji Typ I i II Dość stała , zrównoważona Bliska pojemności bezpiecznej, rekolonizacja nie jest konieczna Ostra Sprzyja wolniejszemu rozwojowi osobników, większej zdolności do konkurencji, opóźnionemu Rozrodowi , dużej wielkości ciała wielokrotnej reprodukcji. Długa zwykle znacznie powyżej 1 roku Wysoka wydajności tempo produkcji

Krzywe przeżywania:

I II

III

3. SUKCESJE

Wg. Oduma - 3 główne stwierdzenia:

• Uporządkowany proces rozwoju biocenozy, w pewnej mierze ukierunkowany

• Wynik zmian zachodzących pod wpływem biocenozy w środowisku abiotycznym jest zależna od biocenozy nawet gdy czynniki abiotyczne określają jej kierunek , szybkość i granice rozwoju

• Punktem kulminacyjnym jest ustabilizowany ekosysem w którym utrzymuje się max. Biomasy ( duża ilość informacji) i max. Funkcji symbiotycznych między organizmami w przeliczeniu na jednostkę przepływającej energii.

Klimaks- jest to końcowy etap do którego dąży każda sukcesja

CECHY EKOSYSEMU	STADIA ROZWOJOWE	STADIA DOJRZAŁE
a)produkcja brutto/ oddychanie biocenozy P/ R produkcja pierwotna burtto/ stan biomasy P/B b)zakumulowana biomasa/ jednostkowy przepływ energii B/E c)produkcja pierwotna biocenozy netto ( plon) d) łańcuchy pokarmowe całkowita materia organiczna mineralne składniki pokarmowe różnorodność gatunkowa, rozmaitość komponentów rożnorodność biochemiczna warstwowość i zróżnicowanie przestrzenne specjalizacja nisz ekologicznych wielkość organizmów cykle życiowe cykle mineralne tempo wymiany składników pokarmowych pomiędzy organizmem a środowiskiem rola detrytusu w regeneracji składników pokarmowych szybkość wzrostu gatunków produkcja współżycie między komponentami utrzymywanie składników pokarmowych stabilność entropia ( stopień nieuporządkowania pojemność informacyjna	ENERGETYKA BIOCENOZY 1 wysoka niska wysoka proste ( linearne, spasania) STRUKTURA BIOCENOZY Mała Ekstrabiotyczne Mała Mała Słabo uorganizowane BIOLOGIA GATUNKÓW Szeroka Mała Krótkie , proste KRĄŻENIE SKŁADNIKÓW POKARMOWYCH Otwarte Szybkie Mało istotna PRESJA SELEKCYJNA Sprzyja szybkiemu wzrostowi selekcji typu "r" ilościowa OGÓLNA HOMEOSTAZA Nie rozwinięte Słabe Słaba Wysoka mała	≅1 niska wysoka niska sieciowe, detrytusowe duża intrabiotyczne wielka wielka wysoko uorganizowane Wysoka Duża Długie, skomplikowane Zamknięte Wolne Ważna Selekcja typu " k" Rozwinięte Dobre Wysoka Niska duża

Stadia w sukcesji:

1. początkowe, inicjalne ( pionierskie)

2. przejściowe ( serialne)

3. końcowe - klimaks

4. Struktura gatunkowa szeregu sukcesyjnego:

• Skład gatunkowy w początkowych stadiach zmienia się szybko w następnych jest powolny

• Liczba gatunków autotrofów podczas sukcesji pierwotnych we wczesnych stadiach zwiększa się w dojrzałych stadiach biocenotycznych rzadko maleje

• Liczba gatunków cudzożywnych wzrasta w ciągu całego rozwoju sukcesji

• Różnorodność gatunków jest największa na początku w wyniku przypadkowości zasiedleń terenu dziewiczego

• Stowarzyszenie między gatunkami i osobnikami w miarę sukcesji obniża się . Zasiedlenie staje się coraz bardziej stałe - homogeniczne

5. Rodzaje sukcesji

• Sukcesja pierwotna - proces rozwojowy danego ekosysemu , zaczynajacy się jakby od zera na powierzchni na której do tej pory nie było żadnej biocenozy np.; powstające wydmy zalanie wodą jakiegoś obszaru . Rozwój rozpoczyna się od najmniej wymagających i najbardziej prymitywnych organizmów

• Sukcesja wtórna - rozwija się na obszarze na których poprzednio istniejąca biocenoza została zniszczona . Przebiega szybciej niż s. Pierwotna . Zaczyna się od wyższego poziomu zorganizowania.

• Sukcesja progresywna- zaczyna się od zespołów o niskiej organizacji do wysoko zorganizowanej strukturze

• Sukcesja regresywna - sukcesja odwrotna- przekształcenie zespołów w wyższym stopniu rozwoju w zespoły o niskiej organizacji, np.: degradacji środowiska

Monoklimaks - końcowe stadium sukcesji - klimaks. Związany jest z czynnikami klimatycznymi.

Poliklimaks- liczne czynniki mogą wpływać na powstawanie klimaksu- czynniki glebowe, biotyczne, organizacja wewnętrzna układu

Industrioklimaks- powstanie takiego układu biocenotycznego na który główny wpływ mają zanieczyszczenia przemysłowe gdzie sukcesja regresywna prowadzi do powstania martwego siedliska.

Dysklimaks-klimaks zniekształcony związany jest z działalnością człowieka, który próbuje przekształcić biocenozę dla swych potrzeb.

Rola człowieka w sukcesji.

WYKŁAD 5

Temat: POPULACJE

Populacja ( populus - ludność) zbiór osobników tego samego gatunku zamieszkujących określony teren ( areał)

I . Struktura populacji:

1. Liczebność- liczba osobników populacji

2. Zagęszczenie- określa liczebność populacji odniesioną do jednostki powierzchni, objętości jednostki wagowej

3. Rozkład przestrzenny - rozmieszczenie populacji osobników w przestrzeni:

• Rozkład równomierny- gdy występuje silna konkurencja o przestrzeń i pokarm

• R. Losowy( przypadkowy) -rzadki występuje w środowiskach jednorodnych, homogennych ( wzór Poissona)

• R. Skupiskowy- wynik działania czynników środowiskowych wewnątrzgatunkowych, nierównomierne rozmieszczenie pokarmu, sposób składania jaj, chęć do skupiania się- życie gromadne( np.: owady społeczne)

Rozkład wiekowy można przedstawić za pomocą piramid

Populacja rozwijająca się

Populacja ustabilizowana ( udział poszczególnych grup

Wiekowych równomierny)

Populacja wymierająca ( przewaga osobników starych)

4. struktura płci - mówi się o udziale w stosunku liczbowym samic do samców np. 1:1, 2:3, 1:2

Struktura płciowa i rozkład wiekowy mają ogromny wpływ na rozrodczość i śmiertelność populacji.

e) struktura socjalna- związki socjalne zachodzące wewnątrz populacji np.; mrówki, termity, pszczoły.

Obserwuje się tu polimorfizm.

• zachowanie terytorializmu

• dominacji

• przewodzenia

II. Funkcje populacji

1. rozrodczość

• maksymalna rozrodczość - fizjologiczna rozrodczość, teoretyczna liczba osobników powstałych w populacji w idealnych warunkach

• rzeczywista rozrodczość ekologiczna- zależy od czynników środowiskowych, od zagęszczenia populacji i struktury płci. Jest mniej zmienna od śmiertelności

2. śmiertelność- liczba osobników wymierających w określonym czasie , w określonym % populacji początkowej:

• minimalna- ilość osobników którzy ubywają w idealnych warunkach , gdy czynniki ograniczające nie mają na nie wpływu.

• Rzeczywista ekologiczna- gdy wydatki następują w konkretnych warunkach środowiskowych. Śmiertelność przedstawia się w tabelach przeżywalności.

I - ( człowiek , duże kopytne) w początkowym okresie śmiertelność niewielka, dopiero w okresie starczym duża

II- równomiernie duża

III- wysoki współczynnik śmiertelności w początkowym w okresie

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA ŚMIERTELNOŚĆ

• Środowiskowe np.: brak pokarmu

• Osobnicze : wiek, brak opieki nad potomstwem, wady rozwojowe

• Cechy populacyjne: przemieszczanie, konkurencja, kanibalizm

• Biocenotyczne: pasożytnictwo, drapieżnictwo, choroby

III. Współcznynnik "r" i krzywa wzrostu.

Wspłóczynnik "r" - daje możliwość oceny skłonności populacji do wzrostu

Krzywa "J" typ wzrostu wykładniczego

Odbywa się w warunkach nieograniczonego wzrostu ( np.: szkodniki pierwotne koron)

Krzywa "S" ( logistyczna) na początku powolny wzrost, potem szybki i ustabilizowanie, określana jest pojemnością , możliwościami środowiska

Rozwój populacji może być : fluktuacyjny, oscylacyjny.

IV. Formy interakcji między populacjami:

1. antagonistyczne

• amensalizm

• konkurencja

• drapieżnictwo

• pasożytnictwo

2. nieantagonistyczne

• komensalizm- współżycie między gatunkami w którym jeden czerpie korzyści nie przynosząc szkód drugiemu

• protokooperacja- interakcja dwóch gatunków czerpiących korzyści ze swojej obecności niekoniecznie niezbędnych do życia

• mutualizm- nieodzowna ścisł współzależność dwóch gatunków, czerpiących korzyści , przy czym jeden gatunek nie może żyć bez drugiego np.: porosty( mikoryza)

WYKŁAD 6

Temat: BIOCENOZY

1. Biosfera - sfera zamieszkana przez organizmy żywe. Grubości 40-80 km

2. Ekosystem- podstawowa jednostka funkcjonalna w przyrodzie: biocenoza+ biotop

3. Biocenoza- zbiór populacji wszystkich organizmów żywych powiązanych ze sobą pośrednio lub bezpośrednio zależnościami pokarmowymi, konkurencyjnymi, itp.

Cechy biocenozy:

• Zdolność samoregulacji

• Charakterystyczna organizacja

• Wewnętrzny porządek

• Producenci, konsumenci, reducenci

4. Biotop- środowisko życia zwierząt i roślin które podlegają wpływom czynników abiotycznych ( temp. wilgotność, gleba, opady)

5. Cechy wyróżniające biocenozy:

• Charakterystyczny skład gatunkowy ( lista gatunków specyficznych dla danej części krajobrazu)

• Powtarzalność składu gatunkowego

• Struktury gatunkowe nie są przypadkowe , są dopasowane do zespołu warunków siedliskowych

• Formy gatunków eurytypowe ( wysoki zakres tolerancji ) i dominujące ( nadają charakter biocenozie)

• Pełność składu gatunkowego : producenci, konsumenci , destruenci.

• Trwanie w czasie - biocenoza stała się ustabilizowanym systemem , trwale związanym ze środowiskiem , jest długotrwała ( np.: lasy tropikalne)

• Obszar i granice - zależy to od homo i hetero genności środowiska. Zależy do jednolitości i rozkładu warunków w przestrzeni: małe-np.: źródła, duże - biocenozy leśne i stepowe. O granicach decyduje pełność i odbywanie się obiegu materii

Różnice w biotopach można określić przez analizę warunków środowiskowych które są jak gdyby wynikiem działania biocenozy. Aby zebrać informacje na temat biocenozy ( charakterystycznego zbioru gatunków) należy wykorzystać w tym celu: dużą liczbę zebranych gatunków, odpowiednią technikę zbioru, biocenoligię.

6.Zasady biocenotyczne

1. zasada jedności biocenozy i biotopu - biocenoza oddziaływuje na biotop

2. zasada organizacji biocenozy- organizmy powiązane zależnościami biocenotycznymi:

• odpowiedni skład gatunkowy

• stosunki ilościowe

• struktura troficzna

• struktura przestrzenna

• konkurencja

• pewna integracja układu

3. zasada autonomii

• terytorium

• organizacja wewnętrzna

• powiązania i wzajemne uwarunkowania komponentów

• otwartość układu - łańcuchy pokarmowe przekraczają granice układu. Terytoria gatunków także wykraczają poza granice układu. Następuje import i eksport materii i energii ( np.: nawożenie gruntów rolnych, czyszczenia , trzebieże, zbiór grzybów, jagód)

4. zasada równowagi ekologicznej- jest to równowaga dynamiczna, stabilność układu

5. zasada sukcesji ekologicznej: wynik wieloletniego rozwoju historycznego, następuje przekształcenie ekosystemów w czasie

Środowisko- ogół warunków niezbędnych do życia i rozwoju organizmów

Siedlisko- zespół warunków określających miejsce gatunku w przyrodzie - adres gatunku.

Nisza ekologiczna- miejsce gatunku w łańcuchu pokarmowym i sieci troficznej - określa zawód danego gatunku

7.Struktura biocenozy:

1. przestrzenna:

• biocenozy sztuczne i naturalne

mozaikowość siedlisk i zasiedlanie przez roślinność- przydatność biotopu ( lepsza gleba, wilgotność itp. ) tolerancja organizmu

• warstwowość i piętrowość

-struktura pozioma - strefowość w biocenozach wodnych: ekotony ( strefy przejściowe między dwoma różnymi biocenozami np.: las , pole) w lądowych. W strefie styku mogą występować gatunki charakterystyczne dla jednej i dla drugiej biocenozy. Mogą pojawiać się gatunki charakterystyczne tylko dla tej strefy nie występujące w żadnej z tych biocenoz.

• struktura pionowa- np. korony drzew, krzewy, zioła

• struktura warstwowa biocenoz: światło, gleba, wilgoć

• mozaikowatość środowiska- podłoże zasiedlane przez roślinność , przez co osiągana jest mozaikowatość biocenoz

2. biotyczna

• troficzna- sieć organizacji I rzędu ( eksploatacyjna) produkcja i obieg materii oparty na zależnościach eksploatacyjnych

• łańcuch pokarmowy - szereg organizmów kolejno zjadających i zjadanych, w obrębie którego następuje przepływ energii i obieg materii.

• Poziom troficzny - populacje które znajdują się na danym poziomie

Sieć troficzna- różne poziomy troficzne, są między sobą poprzeplatane

• konkurencyjna - sieć organizacji II rzędu - bardziej zaawansowane w rozwoju

biocenozy, charakterystyczne dla populacji zamieszkujących podobne nisze

ekologiczne i mających podobne wymagania.

• występowanie regulacji ilościowej

• charakterystyczna struktura

• pokrywanie się nisz ekologicznych

alelopatia - wzajemna nietolerancja pewnych gatunków, np.: orzech włoski lub piołun

dominanty - powyżej 5%

subdominanty- 2-5% osobników w zespole

influenty- 1-2%

gatunki akcesoryczne- poniżej 1%

• paratroficzna - sieć organizacyjna III rzędu-charakterystyczna dla dojrzałych biocenoz , gdzie występuje duże zróżnicowanie gatunków brak zależności eksploatacyjnych ( zasoby , baza pokarmowa pozostaje nieuszczuplona) występują zależności eksploatacyjne.

• melitofagizm- np.: motyle, błonkówki , muchówki które żywią się nektarem i pyłkiem co nie uszczupla bazy pokarmowej

• alelopatia roślin lądowych : dodatnia np.: łubin, ujemna np.: piołun

• inhibitory- najczęściej działają przez środowisko glebowe

8.Jednostki struktury przestrzennej:

1. merocenoza - w układzie poziomym zgrupowanie organizmów występujących na ochodach ssaków

2. stratocenoza- organizmy występujące tylko w runie, koronach

9. Wg. Oduma podstawowe komponenty struktury biocenoz to:

1. substancje organiczne

2. związki organiczne

3. klimat

4. autotrofy

5. heterotrofy

6. saprotrofy

Struktura biocenozy to wyraz adaptacji biocenozy do konkretnych warunków środowiskowych . Musi spełniać 3 zasady:

• optymalizacja produkcji pierwotnej- synteza materii organicznej

• zachowanie obiegu materii i przepływu energii

• stabilizacja tych procesów - układ zrównoważony, adaptacja do warunków środowiskowych

WYKŁAD 7

Temat: KRĄŻENIE MATERII I PRZEPŁYW ENERGII

1. Dział zajmujący się tym problemem to bioenergetyka.

Energia - zdolność do wykonywania pracy ,np.: ruch, oddychanie , transport asymilatów, wszystkie te czynności są związane z wydatkowaniem energii. Energia może być chemiczna, mechaniczna, cieplna.

I zasada termodynamiki- zasada zachowania energii- jedna energia zamienia się w drugą. Daje możliwość bilansowania energii.

ENERGIA= energia wykorzystywana na pracę + energia pozostająca w układzie+ energia wychodząca poza układ

2. udżet energetyczny heterotrofów:

C= P+R+ FU

C-konsumpcja

P- produkcja

R- respiracja ( oddychanie)

FU- fekalia i uryna

II zasada termodynamiki- wszystkie przekształcenia energii nie są całkowite ( tylko przekształcenie w energię cieplną odbywa się bez strat energetycznych)

1cal= 4,2 J

1J= 2,388 * 10^-4 kcal

Dzięki zastosowaniu tych jednostek możemy porównywać ze sobą ekosystemy , biocenozy , różne osobniki itp.

Ze względu na źródła energii organizmy dzielimy na:

1. autotrofy - mają zdolność syntezy materii organicznej z materii nieorganicznej za pomocą energii słonecznej ( rośliny zielone) - organizmy samożywne

2. heterotrofy- organizmy cudzożywne ,korzystające z energii zawartej w pokarmie wyprodukowanym przez autotrofy.

3. Produkcja pierwotna

1. brutto- całkowita ilość materii organicznej wytworzonej przez autotrofy na jednostkę powierzchni w jednostce czasu

2. netto ( czysta) rośliny zielone tracą część energii na respirację i dlatego

Pp netto= Pp brutto - R respiracja

250000kcal/m²/rok ^{wykorzystana energia} 5000 kcal/ m²/ rok ^{z tego}4000kcal/m²/ rok (1,6%)

energia słoneczna P.p brutto Pp netto

4. Produkcja wtórna - całkowita ilość materii wykorzystana przez konsumentów I, II , III rzędu

1. brutto- asymilowany pokarm

2. 
   
   
   
   
   netto - (czysta produkcja) destruenci

III rz. Pasożyty

II rz. Drapieżcy

I rz. Fitofagi

N producenci

( autotrofy)

gleba

Poziomy niższe utrzymują poziomy niższe ponieważ dysponują większą ilością energii.

Wydajność ekologiczna : 10-15%. Jeżeli przyjmiemy , że poziom troficzny producentów będzie tworzył biomasę 10000 kcal to do następnego poziomu troficznego przejdzie tylko 10% tej biomasy czyli 1000 kcal itd.

Przepływ energii - energia przepływa przez poziomy troficzne jednokierunkowo ( przepływ jednokierunkowy )

Krążenie materii- każdy z poziomów troficznych wpływa na to, że materia może być ponownie wykorzystana . Obieg zamknięty.

C= P+ R + FU

C= A+ FU

A= C- FU

A - asymilacja miara przepływu energii; energia przeznaczona na produkcję i respirację

R- respiracja określana w aparacie Wartburga

P/C- wydajność produkcji brutto

P/A - wydajność produkcji netto

A/C- wydajność asymilacji brutto

FU/C - producent ekstrementu

Ee- współczynnik eksploatacji

Ee- udział danego gatunku w użytkowaniu zasobów pokarmowych niższych poziomów troficznych

M_R- pokarm zdobyty

M_A- pokarm dostępny dla konsumentów

Ec - współczynnik wykorzystania matertiału

Na jego podstawie heterotrofy dzielimy na 4 grupy:

1. C/M_R =1 grupa drapieżców które w całości zjadają pokarm ( ryby drapieżne, gady i płazy drapieżne)

2. C/M_R =0,75 drapieżcy nakłuwający i wysysający ofiary - konsumpcja niepełena( pająki, pluskwiaki, nietoperze)

3. C/M_R =0,25 konsumpcja częściowa ( opaśnik sosnowiec) straty w wiele wyższe niż konsumpcja)

4. C/M_R =0,25 konsumpcja minimalna , pokarm wykorzystywany w minimalnych ilościach ( korniki, cetyniec)

Łańcuch pokarmowy - szereg organizmów kolejno zjadających i zjadanych w którm następuje przepływ energii.

	P	R	FU	A
Świerszcz	18,4	7,9	73,7	26,3
Łasica	1,7	83,3	15	85

WYKŁAD 8

Temat: BIOENERGETYKA

1.Schemat przepływu energii przez ekosystem.

ATMOSFERA R

Energia słoneczna

R ( straty energetyczne)

R - respiracja

PRODUKCJA K I KII KIII

(produkcja pierwotna ( roślinożercy) ( drapieżcy) ( pasożyty)

brutto)

REDUCENCI

AKUMULACJA

Mamy tu do czynieniea z łańcuchem spasania i łańcuchem detrytusowym.

2. Lasy są najbardziej doskonałymi ekosystemami. Cechują się najwyższą produkcją ( najbardziej produktywny jest las deszczowy) i doskonałą organizacją. Ilość węgla wiązanego przez lasy jest bardzo duża ( 10 x więcej aniżeli wszystkie morza i oceany) . Lasy wiążąc węgiel magazynują energię.

Ponad 90% udziału w przepływie energii przypada na reducentów - grzyby, bakterie. Zaledwie 10-15% enrgii wyprodukowanej przez poziom niższy może być wykorzystane przez poziom wyższy. Świnia domowa =przykład nieoszczędnego roślinożercy 20% dostarczanego pokarmu wpływa na zwiększenie jej biomasy.

Sprawność układu -ekosystem, biocenoza- są to układy otwarte, nieustannie zasilane przez energię z zewnątrz . Materia może tu być wykorzystywana wielokrotnie - układ zamknięty natomiast przepływ energii jest jednokierunkowy.

B= O

Przyrost biomasy = Bo - B t ( biomasa początkowa - po pewnym czasie)

Całkowita ilość wyprodukowanej biomasy zostaje przekazana ( zużyta) na poziomy następne.

P/R> 1

P/ R< 1

P> R charakterystyczne dla stadiów sukcesyjnych - max wykorzystanie substancji wyprodukowanych - biomasy. Np.: akumulacyjna biocenoza , ekosystem ( osadzanie się torfu - masa się akumuluje)

P< R układy degradacyjne - ekosystemy leśne w sąsiedztwie mocno uprzemysłowionych terenów mała wydajność fotosyntetyczna, zwiększa się ilość fitofagów, a głównie szkodników wtórnych ( np.: korniki) które żywią się osłabionymi osobnikami. Pojawiają się układy zastępcze ( pionierskie).

3. Organizmy stałocieplne - zużywają bardzo dużo energii dla utrzymania stałej ciepłoty ciała ( energia zostaje przekazana na koszty utrzymania). Koszty utrzyjmania duże, łańcuchy pokarmowe krótkie, mniejsze zagęszczenie ,respiracja odwrotnie proporcjonalna do powierzchni ciała. Miarą przepływu energii przez układ jest wielkość asymilacji. Wysoką wydajność produkcji ( biomasy) można uzyskać zmniejszając koszty energetyczne ( np. podawanie wysokowartościwych pasz, zmniejszenie ruchu w przypadku zwierząt)

Im krótsze łańcuchy pokarmowe tym większa ilość biomasy jest wykorzystywana przez konsumentów.

MONITORING

1. Szczyt Ziemi w Rio de Janerio VI 1992.

1. Agenda 21

2. Deklaracja o ochronie lasów

3. Konwencja klimatyczna

2. Konwencja UNEP 5. VII. 1992 r.

Zachowanie pełnej różnorodności form życia w biosferze poprzez ich ochronę i rozsądne , oszczędne użytkowanie . Zachowanie różnorodności biologicznej na poziomie genu. Należy zinwentaryzować pełne zasoby przyrody poprzez ich oznaczenie i monitoring.

Każda ze stron zobowiązuje się :

• Do zidentyfikowania elementów tworzących różnorodność biologiczną na poziomie :

• ekosystemu

• gatunku

• genomu i genu

• Do monitoringu odpowiednimi metodami elementów różnorodności biologicznej

• Do rozpoznawania procesów i rodzajów działalności

• Do przechowywania i katalogowania danych zawartych w pkt.1,2,3

3 Ustawa o Państwowej Inspekcji Ochrony Środowiska 1991 r.

4.Państwowy Monitoring Środowiska.

Monitoring środowiska jest systemem pomiarów ocen, diagnoz stanów środowiska , realizowanym przez jednostki organizacyjne organów administracji państwowej i rządowej , organów gmin, przez szkoły wyższe i podmioty gospodarcze.

Kontrolno decyzyjny system oceny stanu i dynamiki zmian biosfery jej części bądź dowolnego jej elementu biotycznego, dokonywany jednocześnie w wielu miejscach metodami powszechnie dostępnymi i znanymi.

Bioindykacja - stan lub dynamika zmian zachodzących w biosferze lub też określenie poziomu zanieczyszczeń.

5. Zadania monitoringu:

1. dostarczanie , gromadzenie , przetwarzanie różnorodnych informacji o:

• stanie zasobów naturalnych

• stanie struktur ekologicznych na obszarach uprzemysłowionych i zurbanizowanych

• warunkach przyrodniczych kraju i ich zmianach

• aktualnym stopniu zanieczyszczeń poszczególnych komponentów środowiska

• ładunkach zanieczyszczeń odprowadzanych do środowiska

• dynamice antropogennych przemian środowiska

• przewidywanych skutkach użytkowania środowiska

Cel nadrzędny:

• jakościowa i ilościowa ocena zmian warunków życia człowieka

• prognozowanie ich skutków

6. Zakres monitoringu:

• Powietrze atmosferyczne

• Hałas

• Promieniowanie niejonizujące

• Wody powierzchniowe i gruntowe

• Powierzchnia Ziemi

• Gleby

• Opady

• Przyroda ożywiona ( gatunki żyjące, zagrożone, zwierzęta łowne, gatunki inwazyjne i szkodliwe)

• Lasy

7. Państwowy Monitoring Środowiska opiera się na :

• sieci krajowej

• regionalnej

• lokalnej

8. Monitoring zintegrowany: podstawowa sieć stacji monitoringu zintegrowanego . Specjalistyczne lub lokalne stacji monitoringu.

9. System informacyjny:

• Silnie zintegrowany z systemami informacyjnymi państwowoch ośrodków decyzyjnych

• Wojewódzka baza danych o środowisku

• Podzielony na bloki informacyjne: emisja, imisja, zasoby naturalne i struktury przyrodnicze , warunki hydrometeorologiczne i klimatyczne, prognozy.

10. Monitoring zintegrowany środowiska: 12 stacji terenowych

1. zadania :

• rozpoznanie stanów i mechanizmów funkcjonowania naturalnych układów ekologicznych

• rejestracja i analiza krótko i długoterminowych zmian

• ustalenie bilansu i zmian jego struktury

• precyzowanie prognozy i planu ochrony

Stacje w : Starkowie, Turku, Koniczynce, Białowieskim PN, Puszczykowie, Kampinoskim PN, Świętym Krzyżu , Karkonoskim PN, Sosnowcu , Brennie, Szymborku, Bieszczadzkim PN ,

11. Monitoring lasu - IBL:

1. przestrzeganie zróżnicowania stanu uszkodzeń lasów

2. określenie kierunków i dynamiki zmian stanu uszkodzeń i jego zmian w czasie

3. związek przyczynowo- skutkowy między stanem zdrowotnym drzewostanów a czynnikami środowiskowymi

4. określenie kierunków i dynamiki zmian w czasie

5. reakcja ekosystemów na zróżnicowanie dawki zanieczyszczeń w różnych warunkach

12. Monitoring biologiczny:

1. 1494 powierzchni dla Bk, Jd, Db w wieku 40 lat

2. pomiary coroczne - stopień defoliacji , stopień odbarwienia aparatu asymilacyjnego

13. Wielkopowierzchniowa inwentaryzacja stanu zdrowotnego i sanitarnego L.P.

1. realizacja BUL i GL na terenie PGL Lasy Państwowe

2. ustalenie metodami matematyczno- statystycznymi struktury zasobów drzewnych

14. Monitoring techniczny

a) system przestrzennego rozkładu zanieczyszczeń dla obszarów leśnych : pyły, SO₂ , NO_x , związki fluoru.

WYKŁAD 9

Temat: SOZOLOGIA

1. Sozos - chronić, ratować

Logos - nauka

Sozologia- nauka o ochronie przyrody

Michajłow ( 1972 r) def- nauka o przyrodniczych postawach ochrony przyrody i kształtowaniu się środowiska życia człowieka.

Zielone Płuca Polski- 9 województw w pn- wsch . Polsce

1868 - ochrona świstaka i kozicy

1949 - ustawa o ochronie przyrody obowiązywała do 16, X . 1991.

2. Motywy ochrony przyrody:

1. religijno - kulturowy ( pomniki przyrody, związane z tradycjami, opowieściami , legendami, z przepowiedniami religijnymi np. Góra św. Anny)

2. patriotyczny , historyczno pamięciowy

3. gospodarczy

4. naukowy- racjonalna gospodarka w celu zachowania naturalnych, nienaruszonych obiektów wykorzystywanych w celach dydaktyczno- naukowych

5. społeczne- poszanowanie życia w każdej formie

3. Ustawa z 16.X. 1991

1. utrzymywanie procesów ekologicznych i stabilnych ekosystemów

2. zachowanie różnorodności gatunkowej

3. zachowanie dziedzictwa geologicznego

4. zapewnienie ciągłości istnienia gatunków i ekosysemów

5. kształtowanie właściwych postaw człowieka wobec przyrody

6. przywracanie do stanu właściwego zasobów i składników przyrody

Oznacza zachowanie, właściwe wykorzystanie oraz odnawianie zasobów i składników przyrody głównie dziko występujących roślin i zwierząt oraz kompleksów przyrodniczych i ekosystemów.

7. ochrona przyrody jest częścią polityki ekologicznej państwa

8. jest obowiązkiem każdego obywatela , organów państwowoch oraz samorządowych i jednostek organizacyjnych.

4. Formy zachowawczej ochrony przyrody:

a) parki narodowe (1000ha) rada ministrów

b) rezerwaty minister Ochrony Środowiska

c) parki krajobrazowe wojewoda

d) obszary chronionego krajobrazu wojewoda

e) ogrody zabytkowe minister Kultury i Sztuki

f) parki wiejskie rada gminy

g) ogrody botaniczne minister O.Ś.Z.N i L

h) ogrody zoologiczne minister

i) ochrona gat. roślin minister i wojewoda

j) ochrona gat . zwierząt minister i wojewoda

k) pomniki przyrody wojewoda, rada gminy

l) stanowiska dokumentacyjne wojewoda, rada gminy

m) użytki ekologiczne wojewoda, rada gminy

o)zespół przyrodniczo krajobrazowy wojewoda, rada gminy

p) ochrona indywidualna wojewoda, rada gminy

Użytek ekologiczny- to zasługująca na ochronę pozostałość ekosysemu mająca znaczenie dla zachowania unikatowych zasobów genowych np.: oczka wodne. Należy je uwzględnić w ewidencji.

Użytki ekologiczne ilość 2111 .

Zespół przyrodniczo krajobrazowy - 90

Stanowiska dokumentacyjne -75

Zespół przyrodniczo krajobrazowy wyznacza się w celu ochrony wyjątkowo cennych fragmentów krajobrazu naturalnego i kulturalnego dla zachowania jego wartości estetycznych.

Stanowiska dokumentacyjne przyrody nieożywionej to niewyodrębniające się na powierzchni lub możliwe do udostępnienia ważne pod względem naukowym i dydaktycznym miejsca występowania formacji geologicznych nagromadzeń skamieniałości lub tworów mineralnych oraz fragmenty eksploatowanych i nieczynnych wyrobisk.

5. Leśne Kompleksy Promocyjne

6. a)Parki Narodowe :

Babiogórski, Białowieski, Biebrzański, Bieszczadzki, Drawieński, Gorczański,

Gór Stołowych, Kampinoski, Karkonoski, Magurski, Ojcowski, Pieniński, Poleski,

Roztoczański, Sławiński,Świętokrzyski, Tatrzański, Wielkopolski, Wigierski, Woliński, Bory Tucholskie, Narwiański.

Ogółem zajmują 298 514 ha powierzchni ( 1% pow. Polski)

Białowieski należy do światowego dziedzictwa ludzkości.

b)rezerwaty przyrody -1122 (121 tys ha) 107 ścisłych (0,4% pow. Polski)

3. parki krajobrazowe 1930 tys. ha ( 6,2% pow . Polski)

4. obszary chronionego krajobrazu 5,7 tys . ha (18,5% pow. Polski)

WYKŁAD 10

Temat: SYNANTROPIZACJA

1. SYNANTROPIZACJA -zmiany jakie zachodzą wśród flory i fauny na kuli ziemskiej pod wpływem działalności człowieka . Zmiany te zachodzą poprzez zastępowanie gatunków endemicznych przez kosmopolityczne, zastępowanie składników rodzimych ( autochtonicznych) przez przybyszowe , zastępowanie składników stenotypowych przez eurytypowe , zastępowanie układów pierwotnych przez układy wtórne. Biocenozy leśne ulegają synantropizacji na skutek zanieczyszczeń powietrza , zmian stosunków wodnych, pożarów, kopalnictwa, ruchu turystycznego ( czynniki bezpośrednio nie związane z gospodarką leśną) lub czynników związanych z działalnością leśną ( zręby zupełne, intensywne nawożenie, pestycydy i wydeptywanie )

2. Współczynnik oporu ekologicznego

0 = 100- S ( sprawność ekologiczna)

Ow - opór wzniesiony- opór wywołany czynnikami antropogenicznymi

On- opór naturalny - opór wywołany czynnikami abiotycznymi i nieabiotycznymi

3. Cechy populacyjne fauny glebowej które powstają w wyniku czynników stresowych.

1. spektrum gatunku przesuwa się na korzyść form o szerokiej skali tolerancji wobec czynników środowiskowych. Charakteryzuje się krótkimi okresami rozwoju i szerokim zakresem geograficznym i ekologicznym ( szerokie areały)

2. w faunie glebowej zwiększa się udział roślinożerców w porównaniu z saprofagami

3. stan biomasy jak i średnia biomasa osobnicza bezkręgowców glebowych zmniejsza się

4. ruchliwość osobników wzrasta

5. aktywność fauny koncentruje się głównie w górnej części profilu glebowego na powierzchni gleby

6. zdolność do regeneracji ekosysemu po kolejnych stresach może mieć postać gasnącej krzwej oscylacyjnej o malejącej amplitudzie i wydłużonych okresach zmian co odpowiada malejącej sprężystości eksploatowanego układu i mniejszej odporności na stres

4. Zagrożenia lasu

1. trwałość ekosystemów leśnych zależy od:

• ilości i rozmieszczenia lasów

• ograniczenia czynników niszczących spoza lasu

• sukcesyjne przeobrażenia rozwojowe

5. Główne czynniki zagrożenia środowiska leśnego:

1. abiotyczne - niekorzystne czynniki atmosferyczne, glebowe

2. biotyczne - niekorzystna struktura drzewostanów , szkodliwe owady , grzyby pasożytnicze, działalność ssaków leśnych

3. antropogeniczne - zanieczyszczenia wód i gleb, imisje zanieczyszczeń powietrza, przekształcenia powierzchni ziemi, pożary lasów, nadmierana penetracja lasu, niewłaściwa gospodarka leśna

6. Raport o stanie świata w 1992r.

1. grubość warstwy ozonu w silnie zaludnionych środowiskach półkuli północnej zmniejsza się dwukrotnie szybciej niż to sądzono kilka lat temu

2. zawartość CO₂ w atmosferze ( sprawcy efektu cieplarnianego) jest o 26% większa niż w okresie przedprzemysłowym . Wykazuje dalszy wzrost.

3. Powierzchnia Ziemi w 1990 r. była cieplejsza niż w jakimkolwiek roku poczynając od połowy XIX wieku ( 6lub 7 lat najcieplejszych wystąpiło po 1980 r)

4. Lasy znikają w tempie 17 mln ha / rok

5. Co najmniej 140 gat. roślin i zwierząt jest skazanych na wyniszczenie każdego dnia

6. Populacja człowieka wzrasta w tempie 92 mln ludzi rocznie w tym 88 mln przybywa w krajach rozwijających się

7. Środowisko Polski ulega zmianie:

1. kumulacja zanieczyszczeń ( także radioaktywnych)

2. penetracja lasu przez ludność , brak przyrodnicznych możliwości w sprawie odchodzenia od zrębów zupełnych , wzmożona mechanizacja prac leśnych.

8. Hipotezy dotyczące zamierania lasu :

1. kwaśnego deszczu- ogłoszona przez prof. Ulricha .Szkodliwy wpływ w procesach glebotwórczych , wymywanie związków Ca, Mg i uwalnianie związków Al., które odziaływują na młode korzenie powodując ich obumieranie, na mikoryzę, ogranicza zapotrzebowanie drzew na H₂O i składniki pokarmowe ( mniejsze igły, liście, pędy) ograniczone porocesy transpiracyjne i fotosynteyczne.

2. Hipoteza ozonu - O₃ oddziaływuje toksycznie na liście zwiększa przepuszczalność błon komórkowych ( prof. Schut ). Największe szkody na wybrzeżach i na szczytach gór, gdzie stężenie O₃ jest największe

3. Hipoteza stresów- prof. Schut - przemysł emituje do atmosfery ogromną ilość związków chemicznych które nawet w najmniejszych stężeniach powodują uszkodzenia zmiejszenie produkcji asymilatów zmniejszenie odporności drzewostanów , które osłabione są atakami przez szkodniki zminejszenie produkcji fotosyntetycznej wpływa na obumieranie korzeni mikoryzowych.

4. Hipoteza imisji- Wentzel - bezpośrednią przyczyną zamierania lasów są : CO₂ , itp. Oraz ich pochodne. Działają szkodliwie na fotysyntezę , ograniczają wzrost i rozwój , wpływają szkodliwie na systemy korzeniowe.

5. Hipoteza suszy - bardzo niekorzystnie odbija się na kondycji drzewostanów , potęguje wpływ zanieczyszczeń na las.

6. Hipoteza amonowa- Nihlgard- w zespole różnorodnych składników zanieczyszczeń są jony NH₄⁺ które zmniejszają aktywność mikoroorganizmów gleby , co powoduje uwalnianie Al. osłabia dostęp fosforu, Mg i boru, wpływa na wymywanie ich z gleby. Wzrost zawartości azotu w korzeniach powoduje wiązanie węglanów i zmniejszanie pobierania H₂O z gleby.

9. Źródła zanieczyszczeń powietrza SO₂ w Polsce.

• Energetyka - 63%

• Zanieczyszczenia komunalne - 14%

• Przemysł 20 %

• Transport 3%

Razem : 3,7 mln ton rocznie

Tlenki azotu NO_x

• Energetyka 35%

• Transport 50 %

• Gospodarstwo domowe 5%

• Przemysł 10%

Razem : 2,5 mln ton rocznie

10. Strefy zagrożenia szkodnikami ( lata 50 )

• lasy Polski zach- woj. Pilskie, zielonogórskie, szczecińskie - szkodniki pierwotne ( osnuja gwiaździsta, brudnica mniszka, strzygonia choinówka) - strefa stałego zagrożenia

• strefa okresowego zagrożenia -środkowa i pn. Polska

• strefa najmniej zagrożona - środkowa i pd- wsch Polska

11. Strefy zagrożenia szkodnikami( lata 70 )

• największe zagrożenia- poniżej Zat. Gdańskiej, woj. Szczecińskie ( szkodniki wtórne- korniki),

• strefa umiarkowanego zagrożenia -Śląsk

• słabego- środkowa Polska

WYKŁAD 11

Temat: DZIAŁANIA MIĘDZYNARODOWE NA RZECZ OCHRONY PRZYRODY

1. Raport V T'hanta - 1969 r. - hasło " człowiek środowisku" - problemy związane z egzystencją człowieka na tle rozpoczynającej się degradacji środowiska.

2. Sztokholm- I konferencja ONZ - 1972r . hasło " Tylko jedna Ziemia"

3. 1980 r wydana została "Światowa strategia Ochrony Przyrody" . IUCN ( Międzynarodowa Unia Ochrony Przyrody i jej zasobów)

4. 1983r - Zgromadzienie ogólne ONZ powołało światową komisję "środowisko i rozwój"

5. 1987r. Komisja ta pod przewodnictwem premier Norwegii Guttand opracowała raport "Nasza wspólna przyszłość" - zadanie ukształtowania nowej ery dostosowaniej do wymogów środowiska i potrzeb społeczeństwa

6. 1992r. konferencja ONZ w Rio de Janeiro-" Szczyt Ziemi" - akceptacja filozofii ekorozwoju . Po raz pierwszy sformuowano początki trwałego rozwoju dla przyszłych pokoleń ( rozwoju z poszanowaniem praw natury).

1. ważniejsze dokumenty:

• DEKLARACJA Z RIO - obejmuje sprawy związane ze środowiskiem i rozwojem . Wykładnia ekorozwoju w skali globalnej, lokalnej i regionalnej oraz stosunków międzynarodowych . Suwerenne prawa każdego z państw do własnych zasobów przyrody które powinny być zagospodarowane z właściwą polityką i nie powinny zagrażać środowisku innych państw

• AGENDA 21 -zbiór zaleceń dla rządów i organizacji międzynarodowych odnośnie ekorozwoju

Zagrożenia: społeczno ekonomiczne, ochrona i gospodarka w środowisku, rola różnych grup społeczeństwa w realizacji ekorozwoju, środki realizacji.

• DEKLARACJA O OCHRONIE LASÓW- zasady ochrony lasu w różnych strefach geograficznych . Różne prawa do eksploatacji zasobów leśnych. Prawa o ochronie lasu. Mówi o środkach finansowych dla krajów, które bardzo szybko się rozwijają

• KONWENCJA KLIMATYCZNA-ograniczenie emisji gazów cieplarnianych, przygotowanie się do skutków zmian klimatu.

• KONWENCJA O BIOLOGICZNEJ RÓŻNORODNOŚCI- ochrona flory i fauny, zasobów genetycznych , krajobrazów, ekosystemów, itp. Grupa krajów o stanie przejściowym do gospodarki rynkowej nie może być tak samo traktowana jak kraje bogate. Polska dążyła do tego, aby wszystkie typy lasów na świecie były traktowane jednakowo oraz nie dopuściła do rozszerzenia połowów na pełnym morzu w celach ekonomicznych. Nasza wspólna przyszłość jest w rękach rządów i innych organów państwowych oraz w rękach nas samych.

7. W zasadach ekorozwoju dominuje utrzymanie homeostazy i symbiozy z przyrodą

1991 - ustawa o ochronie przyrody

ustawa o lasach

1990 ( Strasburg) - spotkanie Ministrów Leśnictwa

1993- Helsinki ( konferencja) - spotkanie Ministrów Leśnictwa- zasady trwałego zrównoważonego rozwoju gospodarki leśnej.

• Kryteria i wskaźniki zrównoważonego rozwoju lasów i leśnictwa:

1. zachowanie biologicznej różnorodności lasu

2. utrzymanie produkcyjnej zasobności lasu

3. utrzymanie zdrowia i żywotności ekosystemów leśnych

4. ochrona zasobów glebowych i wodnych w lasach

5. zachowanie i wzmaganie udziału lasów w globalnym bilansie węgla

6. utrzymanie i wzmacnianie długofalowych wielostronnych korzyści społeczno ekonomicznych płynących z lasów

7. prawne , polityczne i instytucjonalne rozwiązania wspomagające trwały rozwój gospodarki leśnej

• Funkcje lasu:

1. ochronna - pobieranie CO₂ , zanieczyszczeń, ochrona gleby

2. środowiskotwórcza

3. społeczna

4. produkcyjna

• Zarządzenie nr 11 Dyrektora Generalnego LP -14,2,1995 . " doskonalenie gospodarki leśnej na podstawach ekologicznych" - proekologiczny model gospodarki leśnej.

WYKŁAD 12

Temat: INŻYNIERIA EKOLOGICZNA.

1. INŻYNIERIA EKOLIGICZNA- dział ekologii stosowanej której celem jest kształtowanie zrównoważonych ekosystemów w warunkach gospodarczej działalności człowieka . Dostosowanie układów biocenotycznych do zmieniających się warunków środowiskowych , oddziaływanie na układy biocenotyczne poprzez kształtowanie czynników abiotycznych , ochrona ekosystemów i restytucja ekosystemów zniszczonych, tworzenie ekosystemów nowych.

Przykładem praktycznym inżynierii ekologicznej w leśnictwie jest zalesianie zdegradowanych gruntów porolnych- proces ich ponownego odtworzenia jest podobny do zdegradowanych ekosystemów wskutek działalności przemysłu. Należy usunąć czynnik który powoduje stresowe wyniszczenie oraz poprzez odpowiednie zabiegi przyspieszyć rehabilitację biocenozy. Najpierw stosowano orkę a następnie zalesiano ( głównie sosną) - tzw. restytucja pasywna ( to co posadzono pozostawiano bez odpowiedniej pielęgnacji i ochrony- wskutek czego występowały szkody spowodowanej przez grzyby, owady)

Restytucja aktywna- ma za zadanie prowadzenie działalności w postaci nawożenia organicznego powodującego zaszczepienie środowiska wyjałowionego.

2. Trzy modele wzrostu lesistości:

1. środowiskowy - 750 tys. ha -30% lesistości (2020r)

• rola klimatyczna

• rola hydrologiczna

• rola uzdrowiskowa i ochronna ( glebochronna)

• wypoczynkowa

• zabezpieczenie przed erozją

b)systemu przestrzennego-780 tys.ha 2020 r . 30 %

wykorzystuje się naturalny układ istniejących już zalesień - układ pasmowy ( pomorski, nizinny, górski) . Pasy te są ze sobą połączone np.: korytarzami wodnymi tworzonymi przez rzeki. Polepszenie warunków bytowania ( dolesienia)

2. maksymalny - 1,5 mln ha - 33% ( 2050r) 4 strefy:

• Polska pn- wsch ( zielone płuca Polski)

• Strefa Pomorza Zach.

• Województwa środkowej Polski

• Tereny górskie - Polska pd. ( Karpaty, Sudety)

Krajowy program wzrostu lesistości Polski opiera się na modelu środowiskowym.

Od 1995 r. zauważa się stałą tendencję polepszania stanu środowiska w Polsce, wiąże się to z konsekwencją opracowania założeń polityki ekologicznej z 1991r oraz konferencji z Rio. Obserwuje się , że wzrost nakładów inwestycyjnych w produkcie krajowym brutto wzrasta: w 1989 r -0,5% a w 1994-1%, w 1995-1,1%.

3. Polityka zaostrzania wymogów ekologicznych wzrosła:

1. w latach 90-95 emisja pyłów zmniejszyła się o 63% ( w stosunku do 1990r)

emisja SO₂ o 26%

emisja NO_x o 13%

zużycie wody o 15%

ilości nieoczyszczonych ścieków o 48%

odpady przemysłowe zmalały o 15%

odpady składowane w środowisku o 16%

b) Jednak stan środowiska Polski nadal nie jest zbyt zadowalający . Polska należy do krajów najuboższych pod względem wód powierzchniowych w Europie. Na 1 mieszkańca przypadało w 1995r. 1,6m³wody. Największym eksploatatorem wody są zakłady przemysłowe- 70% poboru. Największy wpływ na zanieczyszczenia wód mają ścieki- w 1995r. odprowadzono 3 km³ ścieków. W latach 90-95 wybudowano 2000 oczyszczalni ścieków. 1995 r. tylko 42 miasta mają efektywne oczyszczalnie.

1995 r. na 85% długości rzeki Polski miały wody pozaklasowe ( Odra- wody pozaklasowe, Wisła - III klasy). Niezdrową wodę pije 50% ludności wsi.

15. Rola planowania przestrzennego .

Ma w sposób racjonalny wpłynąć na wzrost zalesień. W ostatnich 50 latach obserwowano wzrost urbanizacji i industrializacji , niekorzystnie wpływających na warunki środowiskowe Polski. Ustawa o planowaniu przestrzennym z 1994r. Po konferencji w Rio powołano w Polsce Radę Ekologiczną przy Prezydencie - przewodniczący prof. Kozłowski. Na obszarze Polski wyróżniono 27 obszarów zagrożonych m. in. Śląsk , Zagłębie Krakowskie, Zagłębie Turoszowskie, Gdańsk, Szczecin, okolice Warszawy.

16 . W inwentaryzacji przyrodniczej gminy należy uwzględnić:

1. wielkoprzestrzenny system obszarów chronionych:

• P. N

• Park krajobrazowy

• Obszary chronionego krajobrazu

• Obszary ochronne uzdrowisk

• Zlewnie chronione

2. rezerwaty i pomniki przyrody- te które są i które są planowane , profile glebowe , użytki ekologiczne

3. ochrona gatunkowa roślin i zwierząt

4. ochrona walorów turystycznych: szlaki turystyczne, szlaki dydaktyczno- naukowe

5. ochrona gleb: waloryzacja przyrodnicza, użytkowo- rolna,

6. kierunki zmian w środowisku - tendencje zanieczyszczeń powietrza, gleb, wód

7. zagrożenia środowiskowe- gleb, erozja, zagrożenia wód pow. , zbiorniki retencyjne, melioracje, wody podziemne, wysypiska odpadów, odpady komunalne i przemysłowe, pola elektromagnetyczne, hałas , zanieczyszczenia powietrza, zagrożenie zdrowia mieszkańców

Przedstawia się to na mapach w skali 1: 25000/

W projekcie tym powinno się uwzględniać założenia centralnego i wojewódzkiego planu zagospodarowania przestrzennego.

16. Fundusze:

• Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej

• BOŚ

• Ekofundusz

1999

Strona 15 z 31

1999

Strona 1 z 31

Dolny punkt natężenie czynnika Górny punkt

Krytyczny krytyczny

Optimum

aktywności

pejus

pesimum

Przedział toleracyjności

Aktywność organizmu

Optimum Optimum

opt opt opt

-oligo- -mezo- -poli-

natężenie czynnika

Aktywność

czynnika

1

2

3

Wpływ środowiska

na organizm

Reakcja organizmu na wpływy środowiska

P

H1

C1

C2

H2

C3

C4

Roślinożercy Konsumenci reducenci

czas

liczebność

d

a

c

b

e

f

Brak pokarmu

Stan aktualny

rekwizytów

Przestrzeń

niedostępna

Ilość pokarmu

wystarczająca

Zasobność pokarmowa

środowiska

P

H1

C1

C3

H2'

C2'

C4'

H2

C2

C4

wiek

% osobników

śmiertelność

wiek

% osobników

wiek

% osobników

wiek

% osobników

przeżywających

wiek

czas

N

N

wiek

Wydolność środowiska

1 kcal

10 kcal

100 kcal

1000 kcal

10000 kcal

---