Biocenoza- układ biologiczny, złożony z populacji wszystkich gatunków roślin i zwierząt występujących na danym obszarze
Kryteria wyróżnienia biocenoz:
Charakterystyczny skład gatunkowy
Pełność składu gatunkowego (producenci, konsumenci, reducenci)
Trwanie w czasie
Zajmowana przestrzeń i granice
3.
Prawo Lebiega - prawo minimum - czynniki występujące w małych ilościach mają wpływ większy na funkcje życiowe roślin np. mikroelementy, niż elementy występujące w znacznych ilościach np. dwutlenek węgla
Prawo tolerancji Shelforda - nadmiar czynnika ma ograniczający wpływ na życie osobnika podobnie jak jego niedobór. Warunki bytowe, czyli zakres tolerancji danego czynnika określa minimum i maksimum danego czynnika (pessimum min. i max), najlepsze warunki bytowe określa optimum, strefa pejus - strefa fizjologicznego stresu występująca pomiędzy punktami krytycznymi a optymalnym zakresem tolerancji
organizmy mogą mieć szeroki zakres tolerancji w stosunku do jednego czynnika, a wąski do drugiego
organizmy mające szeroki zakres tolerancji wobec wielu czynników są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie
w przyrodzie organizmy nie zawsze żyją w zasięgu optimum jakiegoś czynnika abiotycznego, wtedy wchodzą w grę czynniki biotyczne np. konkurencja
jeśli warunki środowiskowe nie są optymalne dla organizmu wobec jednego czynnika to granice wobec innych mogą być też zawężone np. azot - zmniejsza wytrzymałość trwa na suszę
granice tolerancji i zakres optimum danego czynnika są zmienne w różnych warunkach geograficznych o obrębie jednego gatunku np. ekotypy - lokalne dostosowanie do określonych warunków
okres rozrodczy jest okresem krytycznym, w którym czynniki środowiska maja najbardziej ograniczający wpływ
Reguła Bergmana - rozmiary ciała u zwierząt stałocieplnych w klimacie chłodnym są większe niż spokrewnionych z nimi zwierząt żyjących w cieplejszym klimacie np. jelenie, króliki
Reguła Allena - peryferyjne części ciała (np. uszy, kończyny, ogon) u zwierząt stałocieplnych są na ogół mniejsze u gatunków zamieszkujących tereny o klimacie chłodniejszym (akumulacja ciepła), niż w klimacie cieplejszym (oddawanie ciepła)
Reguła Glogera - ptaki i ssaki żyjące w chłodnym i suchym klimacie są ubarwione w przewadze jasnej (mniej melatoniny) niż osobniki tego samego gatunku żyjące w klimacie ciepłym i wilgotnym.
Reguła Jordana - zwierzęta ziemnnocieplne - ryby wód chłodnych mają więcej kręgów- są większe niż ryby wód ciepłych.
Każdy ekosystem stanowi naturalny układ otwarty i funkcjonuje dzięki przepływowi energii (przepływ jednokierunkowy) i obiegowi materii (obieg zamknięty). Prowadzi to do powstania określonych struktur troficznych opisanych za pomocą piramid:
Liczebności - liczba osobników kolejnych poziomów troficznych, występujących w danym ekosystemie na jedn.pow.
Biomasy - łączna masa organizmów kolejnych poziomów troficznych
Energii - przepływ energii i produktywność na kolejnych poziomach troficznych
Piramidy biomas i liczebności mogą mieć układ typowy lub nietypowy (odwrócone), piramida energii jest zawsze jednakowa, gdyż ilość energii przepływającej przez poziom troficzny maleje wraz przejściem do coraz wyższych poziomów (ubytek energii o ok.10%). Dzieje się tak gdyż cześć energii jest tracona w procesie przemian metabolicznych, cześć wydalana, cześć zużywana na różne rodzaje aktywności.
C (konsumpcja energii) = P(produkcja) + R(oddychanie) + FU (wydalanie)
Produktywność (produkcja) to ilość sub.organicznych wytwarzanych lub przyswajanych i magazynowanych.
Produkcja pierwotna - tempo wytwarzania materii organicznej przez producentów (brutto - produkcja materii org. z nieorg.)(netto - produkcja brutto minus straty związane z oddychaniem)
Produkcja wtórna - tempo przyswajania materii organicznej i magazynowania energii przez konsumentów.
Ekosystemy niezależne od słońca - heterotroficzne - ekosystem niepełny, niesamowystarczalny, pozbawiony producentów, w którym znajduje się materia pochodząca z zewnątrz - allochtoniczna. Np. jaskinia - brak Światła uniemożliwia występowanie roślin, życie heterotrofów opiera się na detrytusie materii organicznej pochodzącej z kału nietoperzy, szczątków obumarłych roślin i zwierząt.
Ekosystemy cieplic głębinowych głębokość pow. 2500m p.p.m.
Ich byt jest niezależny od energii słonecznej, polega na wykorzystaniu energii zredukowanych związków chemicznych (chemosynteza- sposób samożywności, jest źródłem związków organicznych poprzez utlenienie siarkowodoru i metany, tylko bakterie. umożliwia życie innych gatunków np. ślimaki, małże, krewetki, kraby)
Zasady rządzące ekosystemem:
Zasada jedności biotopu i biocenozy - wzajemnie na siebie oddziaływają i mają ścisłe powiązania
Zasada organizacji biocenozy - oparta o strukturę troficzną - sieć powiązań pokarmowych (łańcuchów pokarmowych i poziomów troficznych)
Zasada autonomii - niezależny od innych
Zasada równowagi ekologicznej - stabilizacja stosunków wewnętrznych
Zasada sukcesji ekologicznej - prowadząca do większej stabilizacji biocenozy i osiągnięcia klimaksu.
Procesy zachodzące w ekosystemie:
obieg materii (zamknięty) - naturalne krążenie pierwiastków chemicznych przemieszczających się ze środowiska abiotycznego do organizmów i z powrotem np. węgla, wody, azotu, konieczna jest obecność producentów, konsumentów i reducentów „z dołu”- gatunki są ograniczane przez pokarm „z góry”- gatunki są ograniczane przez drapieżnictwo
przepływ energii (jednokierunkowy) - obecność energii słonecznej (światła) - część zostaje skumulowana w organizmach (do przebiegu procesów metabolicznych) a cześć oddana do atmosfery w postaci ciepła
7.
Biom - jednostka ekologiczna, zajmująca wielką powierzchnię geograficzna, w której roślinność tworzy jednolite formacje, o formie i produkcji zależnej od klimatu
Tundra:
strefa okołobiegunowa, klimat subpolarny
długie mroźne zimy, krótkie chłodne lata
śr temp. od - 26C w styczniu do + 15C w lipcu
wieczna zmarzlina - zamarznięta głębsza warstwa gleby
ograniczony rozwój roślin i zwierząt: porosty mchy, turzyce, gronostaj, renifer, lis polarny, niedźwiedź polarny
produkcja 140 g/m²/rok
LAI=2
Tajga:
Klimat umiarkowany chłodny
Krótkie ciepłe lata, długie mroźne zimy
Opady 400-600 mm
Dominują lasy szpilkowe: tajga ciemna - świerk i jodła, tajga jasna - modrzew i sosna
Zwarte pokrycie tworzą drzewa - słabo rozwinięta warstwa runa i podszytu (ograniczony dopływ światła)
Bagna i torfowiska
Uboga fauna i flora: borsuki, lisy, wilki, rysie, łosie, zające, myszy, wiewiórki, sowy, głuszce
Produkcja 800g/m²/rok
LAI=12
Lasy liściaste strefy umiarkowanej:
Klimat umiarkowany ciepły
Zaznaczone pory roku, duże opady 750 - 1500 mm/rok
Duża ilość drzew liściastych: buk, klon, jesion, olcha, grab, wiąż, lipa, gatunki iglastych np. sosna
Korony drzew przepuszczają światło - runo i podszyt są dobrze rozwinięte, bogactwo gatunków
Produkcja 1300 g/m²/rok
LAI=5
Step:
Klimat umiarkowany suchy
Lato suche i gorące, zima mroźna i śnieżna
Traworośla, brak drzew
Małe opady 250-450 mm/rok
Bizon, kangury, antylopy, susły, chomiki, pieski preriowe, wilki, lisy stepowe
Żyzne gleby: czarnoziemy, buroziemy, kasztanowe
Produkcja 600g/m²/rok
LAI = 3,6
Prerie, pampasy
Sawanna:
Strefy podrównikowe
2 pory roku: krótka deszczowa i długa sucha
opady 200-500 mm/rok
Bujna roślinność trawiasta i rzadkie drzewa (akacje, baobaby)
Bujna fauna: antylopy, gazele, nosorożce, żyrafy, zebry, bawoły, lwy,likaony, hieny, szakale, sępy
Produkcja 900 g/m²/rok
LAI=4
Pustynie i półpustynie:
Klimat zwrotnikowy, suchy
Wysoka temp. w ciągu nocy spada
Flora i fauna uboga( sklerofity, sukulenty, rośliny efemeryczne) - jaszczurki węże ptaki skoczek pustynny, fenek
Produkcja 3/90 g/m²/rok
LAI =0,05
Lasy deszczowe:
Strefa równikowa
Brak por roku, wysokie temperatury do 28ć i duża wilgotność
Opady 2000-4000 mm/rok
Las równikowy z wyraźną strukturą warstwową: drzewa b.wysokie do 45 m, drzewa do 30 m - dach lasu, warstwa drze niższych, warstwa krzewów, paprocie
Ostra konkurencja o światło (liczne liany, epifity)
Nadrzewny tryb życia, bogata fauna i flora: leniwce, małpy, węże, rzekotki, tukany, papugi, mrówki
Produkcja 2200 g/m²/rok
LAI=8