1. Co to jest ekologia? Jaka jest jego historia?

Ekologia - obecnie jedna z podstawowych nauk biologicznych, która zajmuje się badaniem wzajemnych zależności między organizmami oraz ich zespołami, a także ich żywym i martwym środowiskiem.

Nauka o gospodarce przyrody i zachodzących w niej zjawiskach wspólnym wszystkim organizmom.

Ekologia biocenoz - zmiany różnorodności gatunkowej w czasie i przestrzeni w skali lokalnych zespołów całej biosfery.

Odkrywanie tych zjawisk dokonało się od starożytności do współczesności, ale ekologia jako samodzielna nauka rozwinęła się w zasadzie w XIX w. Ekologia nie jest nauką obojętną wobec egzystencji przyrody i człowieka, dlatego często w potocznych dyskusjach utożsamiana bywa z sozologią i filozofią. Ekologia najogólniej jest nauką o porządku i nieporządku w przyrodzie oraz konsekwencjach wynikających dla istnienia biosfery i człowieka.

Termin ten wprowadził, od słowa oecologia, niemiecki biolog i ewolucjonista Ernst Haeckel w 1869 roku, by określić badania nad zwierzętami i ich relacjami z otaczającym światem nieorganicznym jak i organicznym, ze szczególnym uwzględnieniem interakcji, przyjaznych lub wrogich, z organizmami roślinnymi i zwierzęcymi, z którymi wchodzą w kontakt. Na organizmy w środowisku oddziałują czynniki abiotyczne i biotyczne.

2. Co to jest ekologia, synekologia i autekologia?

Ekologia - całościowe relacje zachodzące między zwierzęciem i jego organicznym i nieorganicznym środowiskiem

Synekologia - ekologia zespołów, ekologia populacyjna + biocenologia, badanie grupy organizmów współwystępujących razem i tworzących jakąś jednostkę.

Z synekologii wyodrębniono fitosocjologię - naukę o zbiorowiskach roślinnych, zoofenologię - naukę o zespołach zwierzęcych, biocenologię - badania nad biocenozami, ekosystemami, krajobrazami.

Autekologia - ekologia pojedynczych organizmów i wpływ czynników ekologicznych na organizm.

3. Producenci, konsumenci i destruenci.

Zamknięty obieg materii w biocenozie i w biotypie:

- producenci - organizmy autotroficzne - samożywne, gł. rośliny zielone, organizmy wytwarzające ze związków nieorganicznych związki organiczne własnego ciała.

- konsumenci - organizmy heterotroficzne, gł. zwierzęta, zwykle duże (konsumują materię organiczną, jedzą producentów lub siebie nawzajem).

- reducenci - destruenci - organizmy heterotroficzne, gł. grzyby i bakterie.

4. Środowisko - definicja i podział.

Środowisko: żywe = biotyczne, martwe = abiotyczne (siedlisko).

Środowisko - całokształt warunków oddziałujących w obrębie jakiegoś siedliska na świat żywych organizmów i pozostający pod wpływem modyfikującego oddziaływania na siebie zespołu różnych czynników abiotycznych i biotycznych.

Otaczająca nas przyroda ożywiona i nieożywiona (ochrona środowiska przyrodniczego = ochrona środowiska naturalnego).

Środowisko geograficzne = środowisko fizyczne (środowisko potencjalne życia) + świat żywy (biosfera) + człowiek (autroposfera).

Środowisko leśne = środowisko wewnętrzne (część nadziemna = epigeniczna + część podziemna = hipogeniczna) + środowisko zewnętrzne (otoczenie w strefie wpływu lasu i zarazem wpływające na las = ekoton)

W wąskim pojęciu : środowisko określonej biocenozy leśnej, czyli biotop leśny.

Biotop - układ warunków zespołowego życia roślin i zwierząt w określonym ekosystemie (elementy biotyczne i abiotyczne oddziałujące na siebie synergistycznie. Ten synergizm odróżnia biotop od ekotopu.).

Warunki środowiska są w lesie bardziej zmienne niż siedliska, które jednak w dużym stopniu określa granice tej zmienności (zmiany okresowe i nieokresowe):

- siedlisko w dużym stopniu przesądza o właściwościach środowiska leśnego.

Sprzężenia zwrotne różnych czynników środowiska:

- działanie kompleksowe i synergistyczne tych czynników,

- zmiana jednego czynnika znaczy niewiele, trzeba traktować środowisko leśne jako całość,

- prawo minimum

STRUKTURA ŚRODOWISKA LEŚNEGO

Część atmosferyczna (nadziemna) + pedosferyczna (do pewnej głębokości pod powierzchnią gruntu).

Różnice (EGZ.)

Część atmosferyczna - bardzo wrażliwa na zmiany warunków meteorologicznych oraz szaty roślinnej.

Część pedosferyczna - bardziej bezwładna (zmiany wilgotności, temperatury i inne, zachodzą powoli).

Przykład zróżnicowania tych części : drzewa w nich zachowują (np. zrosty korzeniowe), „rozwarstwienie” stosunków zoocenotycznych.

Powiązania:

- atmosfera przenika litosferę (powietrze glebowe),

- hydrosfera przenika w górę i w dół,

-biosfera występuje w obu częściach

Szata roślinna = czynnik specyficznie integrujący w lesie nadziemną i podziemną część środowiska (zwłaszcza drzewostan), scala środowisko.

5. Populacja.

Populacja - jednogatunkowe zgrupowanie organizmów, osobniki jednego gatunku swobodnie krzyżujące się między sobą, wydające płodne potomstwo i współwystępujące w jednym obszarze. W obrębie populacji zachodzą procesy o charakterze genetycznym i ewolucyjnym.

6. Co to jest ekosystem?

Ekosystem - biocenoza + środowisko abiotyczne (biotop).

Ekosystem stanowi funkcjonalną całość, w której zachodzi wymiana materii między biocenozą i biotopem. Ekosystem ma zazwyczaj czteropoziomową strukturę pokarmową: środowisko abiotyczne, producenci, konsumenci, reducenci. Ekosystemy dzielimy na lądowe, wodne, sztuczne i naturalne.

Ekosystem autotroficzny - to ekosystem, którego podstawą funkcjonowania jest obecność światła i materia organiczna wytwarzana w procesie fotosyntezy głównie przez rośliny zielone, np. las, torfowisko, łąka.

Ekosystem heterotroficzny - to ekosystem niepełny, niesamowystarczalny, pozbawiony producentów, w którym znajduje się materia pochodząca z zewnątrz, np. jaskinia - brak światła uniemożliwia występowanie roślin.

7. Biocenoza - definicja i omówienie.

Biocenoza - cały zespół żywych organizmów układu ekologicznego (ekosystemu).

BIOCENOZA A NAUKA O LESIE

Biocenoza - samo ograniczający się zespół roślin, zwierząt i mikroorganizmów, związanych ze soba i z zajmowanym siedliskiem różnorodnymi, wzajemnymi zależnościami.

Cały zespół żywych organizmów układu ekologicznego (ekosystemu).

Wpływ - nisza ekologiczna, liczebność populacji, struktura populacji.

Nisza ekologiczna - pozycja jaką gatunek zajmuje w danym układzie biocenotycznym, a więc i funkcje jaką spełnia w organizacji tego układu.

Nisza ekologiczna organizmu - jego miejsce w środowisku opisane przez warunki w jakich gatunek występuje, zasoby jakie wykorzystuje.

Cechy wykształconej biocenozy:

- producenci + konsumenci + reducenci

- organizacja - wewnętrzne skoordynowanie elementów podporządkowanych zespołowi jako całości (pod warunkiem utrzymania struktury),

- zdolność samoregulacji oraz rekonstruowania układu:

- dynamiczna równowaga (ciągłe zmiany: odwracalne lub cykliczne nieodwracalne),

- jakościowe zmiany biocenozy - sukcesja ekologiczna

Las - ingerencja człowieka (hodowla lasu) - przyspieszenie (ukierunkowanie sukcesji),

Hodowla lasu - drzewostan + cała reszta

Hodowla plantacyjna drzew - głównie drzewa

Zależności:

W biocenozie:

- współdziałanie (kooperacja) - obopólna korzyść

-symbioza (np. mikoryza),

- allelopatia (miedzy roślinami)

- przeciwdziałanie (dysoporacja) - strata dla obu stron, allelopatia (między roślinami),

- współzawodnictwo (konkurencja) - podobne wymagania, zbliżone nisze.

Naturalne występowanie organizmów (niekiedy) bardziej zależy 0od konkurencji niż od siedliska.

W biocenozie - w odniesieniu do populacji:

- neutralizm - brak oddziaływania,

- konkurencja - działanie niekorzystne przez współzawodnictwo

- mutualizm - korzyść z wzajemnej wymiany (symbioza obligatoryjna),

-protokooperacja - działanie korzystne, choć nie konieczne dla istnienia,

- komensalizm - współbiesiadnictwo - jedna strona korzysta, a druga bez zmian

- amensalizm - jedna strona traci, druga bez zmian

- pasożytnictwo - jedna strona jest żywicielem drugiej,

- drapieżnictwo - układ: drapieżca - ofiara.

Naturalny zespól nie jest przypadkowy (bezładny).

Las - proces lasotwórczy. Większa zdolność samoregulacyjna biocenozy leśnej:

- lepsze dostosowanie do warunków środowiska,

- bogactwo

8. Warunki środowiska.

Warunki środowiska są tworzone przez zespół zmiennych czynników środowiska, na które reagują organizmy.

Warunki środowiska są niewyczerpalne - nie są zużywane ani konsumowane przez organizmy (temperatura, kwasowość, zasolenie, promieniowanie).

9. Zasoby środowiska.

Zasoby środowiska - organizm zużywa albo wyczerpuje (promieniowanie słoneczne, substancje pokarmowe, woda).

Połowa biomasy nad ziemią, połowa biomasy pod ziemią.

10. Siedlisko - różne definicje i krótkie ich omówienie.

Siedlisko - zespół abiotycznych warunków panujących w określonym miejscu na Ziemi, oddziałujących na organizmy żywe. To zespół abiotycznych warunków panujących na Ziemi wpływających na produkowanie masy organicznej przez świat ożywiony.

Środowisko fizyczne, w którym organizm występuje w siedlisku - jest wiele nisz ekologicznych.

11. Nisza ekologiczna organizmu, nisza podstawowa, nisza realizowana.

Nisza ekologiczna - pozycja, jaką gatunek zajmuje w danym układzie biocenotycznym, a więc i funkcja jaką spełnia w organizacji tego układu.

Nisza ekologiczna organizmu - jego miejsce w środowisku opisane przez warunki w jakich gatunek występuje, zasoby jakie wykorzystuje i czas w jakim jest tam obecny.

Nisza podstawowa - (potencjalna, fundamentalna) - warunki abiotyczne (to, co się znajdują, co widać).

Nisza realizowana - wszystkie warunki zawarte w niszy podstawowej (co je, gdzie żyje, jakie inne organizmy je otaczają na przestrzeni miejsca i czasu).

Wąska nisza ekologiczna - 8 gatunków roztoczy, które występują wyłącznie w hubach.

Zmiany siedliska - zmiany produkcji biomasy, zmiany struktury fitocenozy.

Wielkość produkcji - funkcja siedliska + struktura fitocenozy

12. Prawo minimum.

Prawo Liebinga - Blackmana - prawo minimum - wytwarzanie masy organicznej zależy liniowo od tego czynnika, który reprezentowany jest najsłabiej w porównaniu z innymi czynnikami.

Czynnik ograniczający dominuje - ale inne czynniki też mają wpływ (roślina może mieć dostępnych wiele składników, ale gdy zabraknie jednego, nie będzie tak rosła jak powinna).

13. Łańcuchy pokarmowe - klasyfikacja i omówienie wybranego łańcucha (na przykładzie).

Łańcuch pokarmowy = łańcuch troficzny - szereg organizmów ustawionych w takiej kolejności, że każda poprzedzająca grupa (ogniwo) jest podstawą pożywienia następnej. Wiążą one ze sobą producentów, konsumentów i destruentów.

Łańcuchy troficzne - sieć zależności pokarmowych, obieg materii i przepływ energii w ekosystemach.

Łańcuch spasania - rozpoczyna się od roślin zielonych (producentów), poprzez zwierzęta roślinożerne (konsumenci I rzędu), do drapieżników, czyli konsumentów najwyższych rzędów.

Ziemniak → stonka → bażant → lis

Łańcuch detrytusowy - zaczyna się od martwej materii organicznej roślinnej lub zwierzęcej poprzez mikroorganizmy do….

Troficzny poziom - ogół gatunków w określonej biocenozie w podobny sposób zdobywający pokarm i podobnie…..

14. Struktura biocenoz leśnych.

Drzewostan - max miąższość, warstwa najwyższa dużych drzew.

Podrost - młode pokolenie drzew.

Podszyt - warstwa niższa, na którą składają się krzewy.

Runo leśne - niska roślinność, nadziemna warstwa, tworzą ją rośliny zielone, mchy, paprocie.

15. Różne rodzaje sukcesji.

Sukcesja - to kierunkowe, uporządkowane zmiany prowadzące do przekształcenia się ekosystemów. Populacje roślinne i zwierzęce bardziej proste są zastępowane przez populacje bardziej złożone.

Typy sukcesji:

- pierwotna - dotyczy terenów, gdzie dotychczas nie występowała żadna biocenoza, np. skały, wydmy, hałdy, stoki wulkanów; gdy ekosystem powstaje od nowa.

- wtórna - zachodzi w ekosystemie częściowo zniszczonym, zajętym wcześniej przez inną biocenozę, np. wyręby, ugory, obszary okresowo zalewane lub zarastające jeziora.

Naturalna sukcesja:

zespoły piaskowe - najpierw nieleśne (mało zwarte, nie zintegrowane, mało trwałe)

- coraz bardzie trwałe - sukcesja progresywna.

Naturalna sukcesja:

Pniak - nisza ekologiczna (klony jawory),

Klimaks = biocenoza ustabilizowana, kończąca seria

Seria = sekwencja biocenoz kolejno następujących po sobie w ciągu sukcesyjnym (sukcesja progresywna)

ALE: dla gospodarki leśnej klimaks nie jest docelowy, bo model potencjalnej roślinności naturalnej nie musi być, ani jedyny, ani najstosowniejszy (Puszcza Białowieska).

Sukcesja regresywna - dewastacja środowiska:

- wydzielanie się z ziemi CO₂ (Horse Shoe, Kalifornia),

- przez kormorany - mierzeja (jako czynnik naturalny),

- kornik drukarz - zapoczątkowuje sukcesję na martwe świerki, nie jest to gatunek zagrożony

„martwe drewno” - w różnych aspektach (stadiach rozkładu) - Polska 9,6 m³/ha.

Im głębiej, tym stężenie większe zanieczyszczenia gleby (brak tlenu) i drzewa wysychają.

- funkcje produkcyjne lasu,

- funkcje pozaprodukcyjne lasu (glebochronna, wodochronna, rekreacyjna, itd.)

drzewostan + podszyt + lekceważenie całej reszty

- zubożenie składu florystycznego lasów w XX w. (brak wpływu na produktywność gospodarki lasu + ujemny wpływ na odporność biologiczną zespołów leśnych. Uprawa plantacyjna nieuchronnie też do tego prowadzi).

Intensywne zabiegi hodowlane (hylotechniczne):

- uprawa gleby, nawożenie, chemiczna ochrona + zręby zupełne (edafon leśny).

Populacje - terytorium + czas (ciągłość istnienia), też nieprzypadkowa liczebność, gęstość, zmienność wewnątrz populacyjna, struktura wiekowa i przestrzenna, rozrodczość, potencjał biotyczny, ciągłość trwania, zdolność rozprzestrzeniania się.

- struktura biosocjalna,

- struktura przestrzenna,

- struktura rozwojowa (+/- wiekowa).

Naturalne zbiorowiska (zwłaszcza w warunkach nie ekstremalnych), nadmierne zagęszczenie osób jednego gatunku, epizodyczna, bo następuje redukcja (plagi), np. szkodliwe owady, nicienie, co doprowadza do śmierci osobnika.

16. Funkcje produkcyjne i pozaprodukcyjne lasu.

1. Produkcyjne:
   - wytwarza drewno

- owoce leśne i grzyby,

- dostarczają wielu gatunków ziół przydatnych dla rozwoju medycyny (dziurawiec zwyczajny, dziki bez czarny, jałowiec pospolity, borówki, berberys zwyczajny, kruszynę pospolitą czy miodunki);

- zwierzęta zamieszkujące las- no myśliwi już wiedzą o co chodzi…

2. Pozaprodukcyjne:

- ochrona klimatu- Są one wielkimi fabrykami tlenu (Rośliny w procesie fotosyntezy pobierają z powietrza dwutlenek węgla, a oddają O2).

- Las może zatrzymać ogromną ilość wody (w czasie dużych opadów czy topnienia śniegów zatrzymują wiele wody, oddając ją potem stopniowo. Chronią w ten sposób m.in. przed powodziami.
- Lasy są naturalnym filtrem, który osłania glebę i wody gruntowe przed szkodliwymi związkami emitowanymi przez fabryki.

- Lasy pełnią także funkcję wiatrochronną - zmniejszając kilkakrotnie siłę wiatru osłaniają osiedla
ludzkie i uprawy rolne.

Funkcja lasu = funkcja podtrzymywania życia (w skali Ziemi i bardzo długiego czasu).

W ekosystemie ustala się stan równowagi pomiędzy produkcją biomasy i jej rozkładem. Uruchamiają się też reakcje warunkujące homeostazę układu.

W różnych glebach dodatkowo nawożonych nawozami zawierającymi związki azotu, tego typu przemiany zachodzą bardzo łatwo i szybko.

W glebach ubogich procesy przemian azotowych zachodzą stosunkowo powoli i trudno.

17. Porównać drzewostan wysokopienny i odroślowy / niskopienny.

Drzewostany mogą powstawać przez odnowienie naturalne (samosiew), lub z bardzo rozpowszechnionego w ostatnim stuleciu odnowienia sztucznego (przez siew lub sadzenie). Sztucznie odnowione drzewostany rozpoznaje się po regularnym rozmieszczeniu drzew i przez długie lata utrzymujących się rzędach a także równomiernym wzroście na całej powierzchni. Drzewostany pochodzące z samosiewu wykazują dużą różnorodność, dotyczy to silnego zróżnicowania zagęszczenia, wieku, wysokości i grubości drzew.

Rozpoznanie pochodzenia drzewostanu jest łatwe prawie wyłącznie w jego okresie młodocianym.

Niezależnie od pochodzenia z różnych sposobów odnowienia, drzewostan może być pochodzenia wegetatywnego (z odrośli), tworząc las niskopienny, lub generatywnego (z nasion), w wyniku czego powstaje las wysokopienny. Obie wymienione formy lasu mogą występować na tej samej powierzchni, tworząc tzw. las połączony.

18. Warstwowość biocenoz leśnych.

Warstwowość:

- pełne uzyskanie przez organizmy dostępnej przestrzeni (światło, ciepło, wilgoć, pokarm),

- wzajemny wpływ.

19. Klimaks, seria (sera) - definicje, omówienie.

Klimaks = biocenoza ustabilizowana, kończąca seria

Seria = sekwencja biocenoz kolejno następujących po sobie w ciągu sukcesyjnym (sukcesja progresywna)

Sera - ciąg charakterystycznych zmian obserwowanych w sukcesji ekologii.

ALE: dla gospodarki leśnej klimaks nie jest docelowy, bo model potencjalnej roślinności naturalnej nie musi być, ani jedyny, ani najstosowniejszy (Puszcza Białowieska).

20. Obieg azotu w ekosystemie.

Źródła azotu dla organizmów:

- wiązanie azotu atmosferycznego,

- mineralizacja materii organicznej w ściółce leśnej

Te 2 źródła zależą od mikroorganizmów

Mikroorganizmy glebowe - niezbędny czynnik obiegu materii i energii w przyrodzie.

Bory sosnowe

Występują kwaśne gleby bielicowe, ubogie w związki próchniczne - ściółka + gleba (do 20 cm). Występują bakterie tlenowe i promieniowce, bakterie beztlenowe i grzyby.

Spośród tych mikroorganizmów:

- wiązanie azotu atmosferycznego:

- dominują Bacillus Spp. (25 % tlenowych)

- Clostridium (beztlenowe),

- Rhizobium - bakterie brodawkowe.

- mineralizacja materii organicznej w ściółce leśnej:

- destruenci

- promieniowce,

- grzyby

21. Porównanie lasu strefy borealnej i lasu tropikalnego z punktu widzenia produkcji biomasy i obiegu pierwiastków biogennych.

22. Wady i zalety gradacji owadów foliofagicznych.

Przykład zależności i powiązań występujących w ekosystemie (w świetle powyższego):

Owady roślinożerne - przyspieszenie obiegu pierwiastków biogennych:

Źery - ekskrementy + mikroby = szybsza humifikacja i mineralizacja - zwalczanie owadów liściożernych (foliofagów), zwłaszcza, że chemiczne środki ochrony roślin zabijają też owady inne niż szkodliwe.

Gradacja - uszkodzenie aparatu asymilacyjnego, ale w roku gradacji - zwiększony dopływ do gleby łatwo rozkładającej się materii organicznej. Przejściowe poprawienie się żyzności gleby (w następnym roku efekt ten zanika)

23. Schemat cyklu życiowego jednej generacji drzewostanu równowiekowego naturalnego.

Schemat cyklu życiowego jednej generacji drzewostanu równowiekowego sztucznego.

ZIELONO- ODNOWIENIE NATURALNE

CZERWONO- ODN. SZTUCZNE

Schemat cyklu życiowego jednej generacji drzewostanu równikowego (naturalne/sztuczne):

1. Nalot/uprawa (zagrożenia, duża śmiertelność).

2. Podrost/młodnik (rywalizacja, dobór naturalny).

3. Tyczkowina (maksymalne tempo wzrostu, wydzielanie się osobników słabszych, oczyszczanie się, formowanie koron, duża plastyczność, większa odporność).

4. Drągowina/żerdziowina (maksymalne zapotrzebowanie na wodę, klasy biologiczne - panujące/oparowe, choroby korzenie, większa plastyczność).

5. Drzewostan dojrzewający - po kulminacji wzrostu, początkowej fazie generatywnej, wydzielanie, rozluźnienie pułapu).

6. Drzewostan dojrzały - koniec przyrostu na wysokość, przyrost na grubość, maksymalny przyrost miąższości, charakterystyczny dla gatunku pokrój, wolniejsze wydzielanie, stabilność struktury drzewostanu.

7. Starodrzew - starzenie się i obumieranie drzew.

24. Drzewostany jednogatunkowe i mieszane.

Drzewostan jednogatunkowy, drzewostan lity - drzewostan składający się głównie z jednego gatunku drzew, inne gatunki, reprezentowane w drzewostanie głównym nie przekraczają 10% liczby drzew (powierzchni drzewostanu lub jego masy).

Drzewostany jednogatunkowe można podzielić na:

• pochodzenia naturalnego,

• pochodzenia sztucznego (monokultury drzew leśnych),

• pośrednie, gdzie człowiek preferując jeden gatunek wspomaga go w różnych fazach rozwoju (najczęściej wspomagając samosiew).

Drzewostan mieszany (wielogatunkowy) - drzewostan, w skład którego wchodzą dwa lub więcej gatunków drzew, np. sosnowo-dębowy, sosnowo-brzozowo-dębowy. Przy takim określaniu drzewostanu mieszanego ostatni wyraz wskazuje, jakiego gatunku drzew jest w drzewostanie najwięcej - np. w drzewostanie sosnowo-brzozowo-dębowym największy jest udział dębu, następnie brzozy, a najmniejszy sosny.

25. Zalety drzewostanów mieszanych.

- odporność biologiczna

- większy sumaryczny przyrost grubizny (przy dłuższej kolei rąbu),

- lepsze przekształcenie ściółki w próchnicę.

Piętrowość drzewostanu to nie warstwowość zbiorowiska leśnego:

- budowa jednopiętrowa (1 gatunek, ten sam wiek).

- budowa dwu lub wielo piętrowa (zwłaszcza lasy tropikalne),

- równowiekowe/różnowiekowe,

- zwarcze drzewostany (pionowe i poziome).

26. Piętrowość drzewostanu (klasy biologiczne drzew wg Krafta)

1. Klasy biologiczne drzew wg KRAFTA:

(kształt i położenie koron w okapie)

1. Drzewostan panujący:

I) drzewa górujące,

II) drzewa panujące,

III) drzewa niższe od I i II, ale z prawidłowymi koronami

2. Drzewostan podrzędny:

IV) a/b - drzewa o koronach ścieśnionych,

V) a/b - drzewa przygłuszone.

Zabiegi selekcyjno - pielęgnacyjne:

- optymalizacja produkcyjności drzewostanu (eliminacja nie rokujących, promocja przyszłościowych,

- struktura biologiczna drzewostanu, ściana ochronna drzewostanu - ekoton (proces występuje na zetknięciu dwóch ekosystemów o innych warunkach, gdzie gromadzą się różne gatunki - bioróżnorodność).

- przyrost drzew i drzewostanu (cykliczność): wysokość, grubość, miąższość (w tym masa całkowita/masa grubizmu), korzenie.

Liczba i przyrost drzew, a przyrost miąższości drzewostanu: na początku sezonu wegetacyjnego zauważymy przyrost drewna wczesnego (intensywny), a pod koniec sezonu wegetacyjnego przyrost drewna późnego (spowolniony).

27. Mikoryzy - podział i charakterystyka budowy poszczególnych mikoryz.

Mikroorganizmy w biocenozie:

- grzyby = reducenci,

- saprotrofy,

- pasożyty (patogeny),

- endofity.

Mikoryza = grzybokorzeń:

Symbiotyczny związek grzyba z korzeniem rośliny powstały przez anatomiczny kontakt i współżycie uzdolnionego do tego grzyba.

Odgrywa korzystną rolę w procesie odżywiania się roślin, zwłaszcza pobierania wody i soli mineralnych z gleby, ponadto może ochraniać korzeń przed zakażeniem przez patogeniczne grzyby glebowe.

Mikoryza ektotroficzna - ektomikoryza:

Grzyb mikoryzowy wytwarza na zewnątrz korzenia plecionkę grzybniową zwaną „mufką” lub „opilśnią”, a jego strzępki wnikają międzykomórkowo do miękiszu korowego (najdalej do endodermy) tworząc między uległymi hipertrofii komórkami siatkę Hartiego. Włośniki zanikają.

Ektomikoryza charakteryzuje się:

strzępki grzyba wnikają pomiędzy ściany komórek miękiszu kory pierwotnej korzenia i tworzą tzw. sieć Hartiga,

włośniki zanikają, a ich funkcję przejmuje mikoryza,

dookoła korzenia tworzy się tzw. opilśń (mufka grzybniowa),

występuje u Pinus (sosna), Abies (jodła), Larix (modrzew), Picea (świerk), Tsuga (chojna), Pseudotsuga (daglezja) oraz u         
          Quercus (dąb), Fagus (buk), Carpinus (grab), Salix (wierzba), Populus (topola), Betula (brzoza), Alnus (olsza).

Mikoryza endotroficzna:

Strzępki grzyba mikoryzowego przenikają międzykomórkowo i śródkomórkowo tkanki korzenia (nie dalej niż do endodermy). W zewnętrznej warstwie kory pierwotnej (zwanej warstwą garbnikową) komórki wypełnia zwykle dość gęsta grzybnia, natomiast w głębiej położonej warstwie (zwanej warstwą trawienna) strzępki grzyba ulegają stopniowemu rozpuszczaniu przez gospodarza.

Mikoryza albuskularna

Mikoryza ektoendotroficzna:

Utwór przejściowy pomiędzy mikoryzą ektotroficzną i endotroficzną, tworzy się cienka mufka grzybni, przy jednoczesnej, śródkomórkowej i międzykomórkowej penetracji miękiszu korowego przez strzępki. Występuje zwłaszcza u drzew iglastych, które rosną w warunkach niekorzystnych dla rozwoju grzybów tworzących mikoryzę ektotroficzną.

Mikoryza parytroficzna:

Korzeń ma mufkę grzybniową, która styka się z nim tylko powierzchniowo i nie wchodzi w kontakt anatomiczny.

Pseudomikoryza:

Forma związku między grzybami i korzeniami, w której strzępki grzybów glebowych nie mają zdolności tworzenia z korzeniami mikoryz właściwych przenikają korzenie bezładnie, aż do walca osiowego, a włośniki zanikają. Brak siatki Hartiga, ale również trawienie strzępek w komórkach gospodarza.

Mikoryza - mechanizm przyrody do pomocy roślinie w trudnych warunkach. Polepszenie warunków glebowych powoduje zanikanie mikoryz. Pogorszenie warunków glebowych (zwłaszcza zanieczyszczenie antropogeniczne, jak Zn, Cd, Mn) powoduje zanikanie mikoryz.

Wpływ długotrwałego skażenia środowiska na nadziemną i podziemną strukturę zbiorowisk grzybów mikoryzowych.

Metody badań:

- obserwacje występowania owocników grzybów mikoryzowych,

- analiza zbiorowisk ektomikoryzowych na podstawie metod morfologicznych (wyróżnienie tzw. morfotypów).

- analiza zbiorowisk ektomikoryzowych metodami molekularnymi.

Szczepienia mikoryzowy (tzw. mikoryzacja):

Biopreparat mikoryzowy zawierający inokulum grzyba Hebeloma crustuliniforma (tzw. polska szczepionka).

Skażenie środowiska oraz jego rodzaj wpływają na zróżnicowanie gatunkowe oraz wytwarzanie owocników przez ektomikoryzowe symbionty sosny. Skażenie gleby przez metale ciężkie zmniejsza całkowitą liczbę wierzchołków mikoryzowych u sosny, ale nie zmniejsza ilości morfotypów mikoryzowych. Na glebach skażonych przez metale ciężkie obserwuje się translokację wierzchołków mikoryzowych w głębsze partie profilu glebowego. Skażenie gleby modyfikuje strukturę zbiorowisk grzybów mikoryzowych i sprzyja pojawieniu się nowych morfotypów.

Mikoryzacja można prowadzić w szkółkarstwie kontenerowym i gruntowym.

28. Funkcja mikoryzy w ekosystemie.

Funkcje mikoryz:

- dostarczanie roślinie soli mineralnych z wodą

- uruchamiane związków niedostępnych

- ochrona korzenie:

- polepszenie kondycji rośliny - nasilenie jej procesów obronnych,

- mechaniczna (bariera fizyczna),

- biologiczna (antybiotyki),

- „przejęcie” metabolitów wtórnych korzeni.

29. Mikroorganizmy w biocenozie - ogólny podział grzybów.

Liczba gatunków grzybów na świecie - 1,2 - 1,4 mln. Opisano ponad 320 tys. gatunków.

Grzyby:

- wielkoowocnikowe,

- mikroskopijne,

- lichenizujące - symbioza z fotosyntezującymi partnerami (zieleniowcami lub sinicami) - porosty.

30. Zbiorowisko grzybów glebowych i jego funkcja w środowisku.

Zbiorowisko grzybów glebowych odzwierciedla warunki panujące w środowisku glebowym stworzone przez czynniki nieożywione (abiotyczne) i ożywione (biotyczne).

Wpływ zbiorowiska grzybów glebowych na wzrost grzybów patogennych odzwierciedla wpływ całego środowiska glebowego na wzrost grzybów patogennych.

Wpływ = funkcja w środowisku,

Struktura jakościowa (rozmaite gatunki), ilościowa (frekwencja poszczególnych gatunków)

Jeżeli wyizolujemy zbiorowisko grzybów glebowych i zbadamy jego wpływ na wzrost grzybów patogennych, uzyskamy informację o tym, jak całe środowisko glebowe wpływa na wzrost grzyba patogennego.

31. Efekt biotyczny (indywidualny, ogólny, sumaryczny) i wnioskowanie w metodzie szeregów biotycznych.

Metoda szeregów biotycznych - test szeregów biotycznych:

Efekt biotyczny - indywidualny efekt biotyczny IEB - wpływ jednego izolatu danego gatunku grzyba glebowego na wzrost patogenu.

Efekt ogólny OEB - wpływ wszystkich izolatów danego gatunku grzyba glebowego na wzrost patogena OEB = IEB * frekwencja.

Sumaryczny efekt biotyczny SEB - wpływ wszystkich izolatów wszystkich gatunków

SEM = suma wszystkich OEB

32. Biocenoza, biotop, fitocenoza - definicje, omówienie.

Biocenoza - wielogatunkowe zgrupowanie organizmów.

Biocenoza - cały zespół żywych organizmów układu ekologicznego (ekosystemu).

Biocenoza - samo ograniczający się zespół roślin, zwierząt i mikroorganizmów, związanych ze soba i z zajmowanym siedliskiem różnorodnymi, wzajemnymi zależnościami.

Cały zespół żywych organizmów układu ekologicznego (ekosystemu).

Biotop - układ warunków zespołowego życia roślin i zwierząt w określonym ekosystemie (elementy biotyczne i abiotyczne oddziałujące na siebie synergistycznie. Ten synergizm odróżnia biotop od ekotopu.).

Biotop - siedlisko = gleba + klimat. Obszar jednorodny pod względem czynników abiotycznych i biotycznych, będący środowiskiem życia biocenozy.

Fitocenoza - roślinny składnik biocenozy (decyduje o fizjonomii całej biocenozy). Dostosowanie do panujących warunków siedliska i ich zmienność → zdolności adaptacyjne fitocenozy.

33. Homeostaza - definicja, omówienie.

Homeostaza - zdolność układu biologicznego do utrzymywania trwałości struktury i właściwych funkcji pomimo stałych lub przypadkowych zmian często o charakterze oscylacyjnym wywołanych zewnętrznymi lub wewnętrznymi czynnikami.
Inaczej, to proces utrzymywania dynamicznej równowagi układu głównie po przez samoregulację tzn. wszystkie procesy w ekosystemie utrzymują ten ekosystem w równowadze.

Miara homeostazy ekosystemu
1. Ekosystem osiąga homeostazę w momencie, którym import materii równoważony jest eksportem
2. Stan równowagi ekosystemu osiągnięty jest wtedy, gdy cała produkcja brutto jest zużyta na potrzeby wewnętrzne ekosystemu.
3. Zróżnicowanie wewnętrzne ekosystemu jest najwyższe (pod względem struktury i różnorodności biologicznej)
4. Biocenoza kontroluje procesy zachodzące w biotopie i stabilizuje go (biotop nie ulega degradacji)

34. Ujemne sprzężenie zwrotne - definicja i omówienie.

Sprzężenia zwrotne różnych czynników środowiska:

- działanie kompleksowe i synergistyczne tych czynników,

- zmiana jednego czynnika znaczy niewiele, trzeba traktować środowisko leśne jako całość,

- prawo minimum

35. Tolerancja - definicja i omówienie.

Tolerancja ekologiczna- zdolność organizmu do przystosowania się do zmian danego czynnika. Zakres tolerancji może być:
a) eurytotermiczny- szeroki, np. człowiek
b) stenotermiczny - wąski
- oligotermiczny - zimnolubne, np. ryba arktyczna
- politermiczny - ciepłolubne, np. żółw słoniowy
Najbardziej efektywny rozwój i największą przeżywalność osiąga gatunek w strefie optymalnej (optimum ekologiczne, fizjologiczne).

36. Zamknięty obieg materii w biocenozie i biotopie - omówienie.

Energia przepływa w układzie otwartym, materia krąży w układzie zamkniętym. Do obiegu materii konieczna jest obecność producentów, konsumentów i reducentów. Dzięki reducentom zamknięty jest obieg materii w przyrodzie wpływający na wzrost i rozwój roślin, włączane są do obiegu składniki odżywcze, zachodzi produkcja pokarmu dla organizmów cudzożywnych.

Udział organizmów żywych w % stosunku całkowitej materii organicznej w glebie:

37. Produktywność i produkcyjność siedliska leśnego.

PRODUKTYWNOŚĆ
Produktywność- to intensywność gromadzenia energii w biomasie określonego poziomu troficznego. Wyróżnia się:
a) produktywność pierwotna- intensywność przekształcania energii świetlnej w chemiczną.
- netto- przyrost biomasy autotrofów w jednostce czasu, który obserwujemy
- brutto- koszty utrzymania danego układu plus przyrost biomasy autotrofów
b) produktywność wtórna- proces przyswajania materii i magazynowania energii przez konsumentów.
- netto- przyrost biomasy heterotrofów
- brutto- koszty utrzymana plus przyrost biomasy heterotrofów

Produkcyjnośc- Dla ekologii lasu najważniejszą cechą siedliska jest zdolność produkcyjna (produkcyjność). Jest to zespół wszystkich warunków edaficznych i klimatycznych, który określa zakres osiągalnych w danym siedlisku efektów produkcji leśnej.

(zdolność produkcyjna) - zespół wszystkich warunków klimatycznych i edaficznych, który określa zakres osiągalnych w danym siedlisku efektów produkcji leśnej. Produkcyjność to rzeczywiste osiągalne ilościowe i jakościowe efekty produkcji leśnej (fitocenozy). Dostosowanie składu gatunkowego i struktury drzewostanu do siedliska, a wykorzystanie warunków siedliska.

Przyjęta skala czasoprzestrzenna → mezoklimat, makroklimat, mikroklimat.

38. Ekotop - definicja, omówienie.

Ekotop (siedlisko) - ukształtowany w miejscu występowania biocenozy układ określonych warunków ekologicznych, pod pewnymi względami łatwo ulegający modyfikacjom.

Wraz z układem warunków biotycznych tworzy biotop, czyli środowisko biocenozy.

39. Pedosfera i pedoklimat.

Pedosfery - (sfera gleb) - powierzchniowa warstwa skorupy ziemskiej, składająca się z części mineralnych i organicznych powstałych w wyniku oddziaływania czynników glebotwórczych, takich jak klimat, woda, drobnoustroje glebowe, rośliny, zwierzęta oraz działalność człowieka.

Pedoklimat -

40. Pedosferyczna i atmosferyczna część środowiska - porównanie.

41. Rodzaje oddziaływań w biocenozie wg Clementa i Schelforda (z przykładami).

Zależności między organizmami w biocenozie (Clements i Shelford):

- współdziałanie (kooperacja) - obopólna korzyść:

- symbioza (np. mikoryza),

- allelopatia (miedzy roślinami) - rośliny donatory i rośliny akceptory.

42. Rodzaje oddziaływań w biocenozie wg Oduma (z przykładami).

Mutualizm - korzyść z wzajemnej wymiany usług (symbioza obligatoryjna), np. storczyki i grzyby, rośliny bobowate i bakterie wiążące azot.

Protokooperacja - działa korzystnie, lecz jest niekonieczna do istnienia, np. jamochłony i kraby pustelniki - jamochłony maskują kraba a w zamian otrzymują resztki pożywienia.

43. Zbiorowisko grzybów glebowych, a nisza ekologiczna.

44. Przykład wpływu zabiegów hodowlanych lub uprawnych na zbiorowisko grzybów glebowych.

5

gatunek

gatunek

środowisko

Korzenie roślin 5 - 10%

Materia ożywiona < 4%

Całkowita materia organiczna gleby

Mikrofauna 15 - 30%

Materia nieożywiona > 90%

Substancje organiczne 10 - 30%

Zw. humusowe 70 - 90%

Zw. azotu < 5%

Mikroorganizmy 60 - 80%

gatunek

gatunek

środowisko

---