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

Populacja - jednogatunkowe zgrupowanie organizmów.

Biocenoza - wielogatunkowe zgrupowanie organizmów.

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

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.

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

Synekologia - ekologia zespołów, ekologia populacyjna + biocenologia.

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

Na ekologii opiera się cała nowoczesna gospodarka rybacka, łowiecka, łąkowa i leśna.

Ekosystem - biocenoza + środowisko abiotyczne (biotop).

Las - ekosystem - w wyodrębnionej przestrzeni bytują i oddziałują wzajemnie na siebie swoiste dla danego regionu żywe organizmy roślinne (gł. drzewiaste), zwierzęce, grzyby, mikroorganizmy i elementy przyrody nieożywionej. Jest najdoskonalszą biocenozą (najbogatszą i najbardziej warstwową).

Nieustanna wymiana materii i energii: producenci → konsumenci → destruenci.

Kanony biocenotyczne:

1. Zasada jedności biocenozy i biotopu - biocenoza oddziałując na biotop przekształca go i na odwrót. Biotop - siedliska zajmowane i kształtowane przez biocenozę

2. Zasada organizacji biocenozy - związki i zależności między określonymi komponentami - wielostronna organizacyjna struktura troficzna.

3. Zasada autonomii - odrębność terytorialna, integracja wewnętrzna i wzajemne uwarunkowania komponentów.

4. Zasada równowagi ekologicznej - dynamiczny, oscylacyjny względem przeciętnej, adaptacyjny układ organizacji wewnętrznej i przebiegu procesów ekologicznych → stabilizacja systemu.

5. Zasada sukcesji ekologicznej - zwiększenie stopnia integracji i dostosowania do warunków środowiska (i wzajemnie do siebie).

Siedlisko i środowisko leśne:

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).

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

Połowa biomasy nad ziemią, połowa biomasy pod ziemią.

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.

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

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).

Czynniki siedliska - wilgotność (woda), temperatura.

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

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

Homeostaza - zdolności żywego organizmu do zachowania stanu względnej równowagi przez odpowiednią koordynację i regulację procesów życiowych.

Ujemne sprzężenie zwrotne - mechanizm reakcji na bodziec, w którym odpowiedź jest przeciwna wywołującemu ją sygnałowi.

Tolerancja - minimum, maksimum - zakres tolerancji organizmu względem czynnika środowiska.

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.

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…..

Las - najdoskonalszy wykształcony ekosystem na Ziemi.

Siedlisko - miejsce, na którym stoi drzewostan lub drzewo.

Siedlisko organizmu - miejsce, w którym on żyje, w którym można go znaleźć (stanowisko). Od miejsca, w którym organizm żyje zależą jednocześnie klimat i woda, czyli siedlisko. Siedlisko = klimat + gleba w danym położeniu.

Jako kompleks czynników abiotycznych siedlisko (= ekotop) stanowi część środowiska, czyli biotopu, który jest układem czynników abiotycznych wzajemnie na siebie oddziałujących.

Siedlisko jest to zespół warunków klimatycznych ii edaficznych danego biotopu.

Edafon - ogólna nazwa wszystkich organizmów żywych, żyjących w przypowierzchniowej części gleby (mikroorganizmy + rośliny + zwierzęta + grzyby).

Edafon - to główne ogniwo cyklu przemiany materii organicznej w przyrodzie na lądzie. Głównie one są destruentami (rozkład i mineralizacja szczątków organizmów i ich produktów przemiany materii).

Edafon to najważniejszy z biotycznych czynników glebowych.

Obieg materii organicznej na lądzie: martwa materia organiczna - edafon - roślina - zwierzę - edafon.

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.

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.

Produkcyjność (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.

Gleba = wierzchnia warstwa litosfery Ziemi:

- proces glebotwórczy,

- skała macierzysta + klimat + żywe organizmy

Ważna cecha gleby to żyzność (edafon), brak jej u jałowego substratu skorupy ziemskiej.

Gleba to część pedosfery (to co pod stopami). Gleba (część pedosfery) + atmosfera tworzy niejednorodne siedliska zróżnicowane poziomo i pionowo.

Czynniki siedliskowe (wzajemnie niezastępowalne):

- czynnik cieplny (temperatura),

- czynnik wody,

- czynnik chemiczny w atmosferze i w glebie,

- czynnik mechaniczny (np. lawiny).

System czynników siedliska - sprzężenia zwrotne pomiędzy nimi.

Nasz klimat to 6 pór roku: przedwiośnie, wiosna, lato, jesień, przedzimie, zima.

Trwałość siedliska: geohistoryczna - XO - XOO tys. lat,

Gospodarcza - XOO - XOOO lat.

Gospodarstwo leśne - pojęcie siedliska ma sens przestrzenno - bonitacyjny.

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.

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

Nie liczebność gatunków lecz reprezentowanie przez te gatunki wszystkich funkcjonalnych grup organizmów (+ w każdej grupie odpowiednia liczba gatunków wzajemnie się następujących, żeby nisze ekologiczne nie pozostawały puste).

Redundancja ekosystemów leśnych jest bardzo duża - ubytek pewnych osobników lub populacji nie powoduje zasadniczych zmian.

Biocenozy ubogie:

- wzbogacenie, np. przez domieszki biocenotyczne

Biocenozy ubogie też dobrze funkcjonują i są trwałe:

-odpowiednie dostosowanie składu i budowy warunków siedliska,

- brak antagonizmu w nielicznych niszach. (np. górnoreglowy bór świerkowy, bór sosnowy na
ubogich piaskach - Puszcza Notecka, Szkocja)..

- struktura biocenoz leśnych (światło),

- drzewostan - maksymalna miąższość,

- podrost = młode pokolenie drzew,

- podszyt = krzewy,

- runo leśne,

Warstwowość:

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

- wzajemny wpływ.

Cyklicznie przebiegające procesy życiowe:

- sezonowe zmiany obsady nisz ekologicznych (zwłaszcza przez zwierzęta i grzyby), np.
wiosenne max. procesu nitryfikacji = duże ilości azotanów wydajnie wyzyskane przez
rośliny w przeciwieństwie do jesieni (wymycie azotanów przez opady)

Nasz klimat = przejściowy, atlantycki, kontynentalny:

- arytmia sezonowa faz życia (fenofaz) biocenoz leśnych,

- gorszy stan zdrowotny lasów (gradacje, epifitozy),

- mniejszy przyrost

Spontaniczne opanowanie bezleśnego obszaru przez las:

- różny sposób sukcesji (następstwo lub dziedziczenie - dendrochronologia).

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.

DRZEWOSTANY:

Drzewostan = zespół drzew tworzący główny składnik szaty roślin

- sąsiedztwo - wzajemne oddziaływanie,

- drzewa + inne komponenty lasu - warunki środowiska

- warunki środowiska - drzewa - grupy drzew

Białowieża:

Formacje leśne - najbardziej naturalny układ przyrodniczy w Europie Środkowej.

Pielęgnowanie funkcji ochronnych lasów - ograniczanie funkcji produkcyjnych

Funkcje produkcyjne lasu poza produkcyjne lasu (gleboochronna, wodochronna, rekreacyjna, itd.)

Drzewostany naturalne (pierwotne) BPN rezerwat ścisły.

Starodrzewy ponad 100 lat - zbliżone do naturalnych z wyjątkiem db (3000 ha rozrzucone) po użytkowaniu przygodnym - na polecenie władz.

Główne cech Puszczy Białowieskiej:

- leży na wododziale - woda deszczowa,

- daleko od źródła zanieczyszczeń,

- zwarty kompleks,

- cenna baza genetyczna,

- wszystkie gatunki fitosocjologiczne reprezentowane

- strefowy układ reżimu ochronnego:

- rezerwat ścisły,

- BPN,

- 21 rezerwatów (11 000 ha) w LP,

- lasy gospodarcze,

- lasy na gruntach porolnych,

- ponad 1000 drzew spełniających kryteria pomników

- od 1991 - 99 - po białoruskiej granicy teren łowiecki prezydenta,

- trwałe powierzchnie badawcze (mają 60 lat), PAN, IBL, LIW, BPN.

Stan środowiska przyrodniczego ocenia się określając, czy rodzime gatunki organizmów występują w nim w „komplecie”.

W ostatnich latach zanikła w BP dąbrowa świetlista. Małe populacje występują wyspowo.

Drzewostany rozprzestrzeniają się samorzutnie lub są sztucznie zakładane (drzewostan wysokopienny, las odroślowy - niskopienny).

1. 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.

2. Składniki gatunkowe drzewostanu (umownie);

Jednogatunkowe - do 10 % domieszek = lite.

Wielogatunkowe - różnogatunkowe = mieszane.

Gatunek panujący, współpanujący oraz:

- domieszki jednostkowe, grupowe, kępowe,

- domieszki biocenotyczne i pielęgnacyjne.

PL - lite: sosna, świerk, jodła, buk, dąb szypułkowy, bezszypułkowy, olsza czarna.

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).

Epifity - pnacza rosnące na innych drzewach (w lasach tropikalnych), liana - roślina oplatająca drzewa.

3. Ekosystem o mniejszej liczbie gatunków:

(o mniejszej różnorodności gatunków, wytwarza mniej biomasy niż ekosystem o większej liczbie gatunków (o większej różnorodności gatunków).

Ale:

- ilość biomasy - borealny las iglasty,

- trwałość biomasy - las tropikalny.

4. 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).

Przyrost drzew i drzewostanu (cykliczność):

- wysokość,

- grubość,

- miąższość ( w tym masa całkowita / masa grubizny),

- korzenie

Obradzanie nasion i naturalne odnawianie się drzewostanu:

- wiek drzew,

- pogoda, stopień zwarcia, a obfitość obradzania (owocowania).

Etapy naturalnego odnowienia drzewostanu:

- wytworzenie nasion przez drzewostan macierzysty,

- powstanie samosiewu,

- rozwój nowego pokolenia drzew.

Działanie czynników środowiska na roślinę:

- czynniki atmosferyczne:

- światło, opady atmosferyczne, powietrze (O, N, CO₂), temperatura, wilgotność
powietrza, wiatr, rzeźba terenu,

- czynniki pedosferyczne:

- odczyn gleby, konkurencja, substancje odżywcze, struktura gleby, woda.

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.

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.

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.

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.

Zalety szkółkarstwa kontenerowego:

- możliwość szybkiego zwiększania produkcji sadzonek (np. po klęskach) ze względu na jednoroczny cykl produkcyjny,

- precyzyjne planowanie rozmiaru produkcji,

- pełna kontrola sadzonek,

- wysoka udatność nasadzeń zwłaszcza na powierzchniach trudnych,

- znaczne zmniejszenie nakładów na poprawki,

- wyeliminowanie błędów sadzenia,

- wyeliminowanie uszkodzeń i strat w wyniku przesuszania systemu korzeniowego.

- zmniejszenie kosztów sadzenia o 50%,

- zmniejszenie ilości wysadzonych sadzonek o ok. 30%,

- wydłużenie okresu sadzenia do kilku miesięcy,

- możliwość zabezpieczenia sadzonek repelentami jeszcze w szkółce,

- możliwość wyhodowania dobrze zmikoryzowanych sadzonek jeszcze w szkółce.

Wady:

- duże straty i nakłady inwestycyjne,

- wysokie wymagania do podłoża (substratów), co powoduje, że jest ono drogie i trudno dostępne,

- zagrożenie trwałą deformacją systemu korzeniowego (nieodpowiednie pojemniki).

Ekosystemy lasów iglastych:

Żywe organizmy, martwe organizmy, ściółka i kora, igły, szyszki, szczątki zwierząt, ekskrementy zwierząt, w tym materia pochodzenia roślinnego - dominacja celulozy, ligniny.

Obok rozdrabniania przez żucie także kolonizacja materii organicznej przez zasiedlające przewody pokarmowe i mikroorganizmy (gł. bakterie i pierwotniaki) + domieszka śluzu kwasu moczowego daje aktywność degradacyjną i mineralizacyjną mikroorganizmów kolonizujących tę materię - kilka razy większa niż w ściółce.

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

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)

Szata roślinna + mikroorganizmy = produktywność siedlisk.

Zmiany siedlisk - zmieny produkcji i zmiany struktury fitocenozy

Wielkość produkcji = funkcja siedliska i struktury fitocenozy.

Dla ekologii lasu najważniejsza jest cecha siedliska, czyli zdolność produkcyjna, czyli zespół wszystkich czynników klimatycznych i fizycznych, który określa zakres osiągalnych w danym siedlisku efektów produkcji leśnej.

Produktywność = rzeczywiste osiągane ilościowe i jakościowe efekty produkcji roślinnej (fitomasy) (inaczej dostosowanie składu gatunkowego i struktury drzewostanu do siedlisk, a wykorzystanie warunków siedliska).

Przeciętny skład abiotycznych elementów gleby:

- składniki mineralne - 45%,

- woda - 25%,

-powietrze glebowe - 25%,

- substancje organiczne gleby - 5%

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

Energia słoneczna:

- 1% na produkcję biomasy, z tego:

- 50% rozprasza się w biosferze,

- 50% na oddychania.

Las - połowa biomasy nad powierzchnią Ziemi, a połowa pod.

Z biomasy nad powierzchnią Ziemi - drewno użytkowe = 0,1 - 1,0% energii słonecznej

3,8 mld ha lasów na świecie zapewnia trwałość biomasy

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.

Zależności między organizmami w biocenozie (Clements i Shelford):

- współdziałanie (kooperacja) - obopólna korzyść:

- symbioza (np. mikoryza),

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

Substancje allelochemiczne (pojęcie ogólniejsze):

- koliny - Związki wydzielane przez jakąś roślinę i działające na inną roślinę wyższą,

- marazminy - związki wydzielane przez drobnoustroje (amoniak, aldehyd) działające niekorzystnie na rośliny wyższe.

- antybiotyki - związki wydzielane przez jedne mikroorganizmy i działające na inne mikroorganizmy.

RYZOSFERA - dynamiczne środowisko gleby z bytującymi w niej mikroorganizmami przylegającymi do korzeni. Bakterie podlegające oddziaływaniu systemu korzeniowego i zachodzących w nim procesów, a drugiej strony wywierają one określony wpływ na samą roślinę.

Pojęcie ryzosfery obejmuje 3 zasadnicze obszary:

- endoryzosferę - obszar epidermy i komórek kory korzenia zasiedlony przez korzenie.

- ektoryzosferę - obszar bezpośrednio przylegającej gleby z mikroorganizmami do korzeni,

- ryzoplana - strefa powierzchniowa korzeni zasiedlona bezpośrednio przez bakterie.

W skład ekosystemów wchodzą tworzące określone zespoły (zbiorowiska) roślin i mikroorganizmów.

Czym jest bioróżnorodność?

Ekosystemy - część abiotyczna + część biotyczna, ale o istnieniu ekosystemu decydują organizmy żywe.

Bioróżnorodność (bioróżnorodność ekologiczna) - genetyczna konstrukcja organizmów, typ środowiska, w których są one wykrywane oraz ich ekologiczna lub funkcjonalna rola w ekosystemie.

Uwarunkowania genetyczne pozwalające danemu organizmowi danej populacji przetrwać w ekosystemie. A więc gatunek stanowi o różnorodności, lecz określona genetycznie populacja ukształtowana poprzez procesy selekcji i adaptacji poszczególnych osobników do danych warunków. Nie liczba występujących populacji jest istotna, lecz funkcje, różnorodność funkcji jakie one pełnią (sosna i brzoza sadzona na przemian).

Ochrona grzybów i grzybowisk:

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.

W Polsce jest ponad 7,5 tys. gatunków: 4,5 tys. gatunków wielkoowocnikowych, 1,6 tys. grzybów lichenizujących (porostów) oraz ok. 1,5 tys. grzybów mikroskopijnych.

Grzyby - jeden z najliczniejszych, najbardziej zagrożonych grup żywych organizmów.

Zagrożenia z powodu:

- zanikanie lub degradacja siedlisk,

- przemysłowych i komunikacyjnych zanieczyszczeń powietrza, gleby i wody,

- zmian w produkcji rolniczej i sadowniczej,

- nadmiernego zbioru grzybów podczas masowych grzybobrań lub zbiorów komercyjnych (przetwórstwo przemysłowe i eksport),

- zbyt schematycznej niekiedy gospodarki leśnej

W ochronie przyrody do sygnalizacji stopnia zagrożenia poszczególnych grup organizmów służą czerwone listy i czerwone księgi. Czerwone listy grzybów są użyteczne w pracy mikologów, przyrodników i leśników w placówkach naukowych i sytuacjach zajmujących się teoretycznymi postawami oraz praktyką ochrony przyrody. Służą do zwrócenia uwagi na gatunki grzybów wymierających i zagrożonych, są pomocą w ocenie zachowania stanu gatunkowego, sygnalizacji zagrożenia.

EX - grzyby wymarłe i zaginione,

E - wymierające,

V - narażone,

R - gatunki rzadkie,

I - grupy o nieokreślonych przyczynach zagrożenia

Istnieją liczne szczegółowe przepisy, m. in. O siedliskowej ochronie grzybów.

Stan środowiska przyrodniczego ocenia się określając, czy rodzinne gatunki organizmów występują w nim w „kompleksie” w Polsce. W starej Unii Europejskiej zanikło bardzo wiele gatunków.

Mikroorganizmy w biocenozie:

Grzyby - reducenci,

- saprofity,

- pasożyty,

- endofity

Aktywność degradacyjna:

- saprotrofy,

- mikrobiora,

- mikobiota.

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.

15.05.2009 Ekologia - wykład

Zbiorowisko grzybów glebowych odzwierciedlają warunki panujące w środowisku glebowym.

Trzeba:

- wyizolować grzyby z gleby

- ustalić jakie gatunki i w jakiej liczbie występują

- ustalić ich funkcje w środowisku

Gatunki - struktura jakościowa

Ilość gatunków i liczebność - struktura ilościowa

Grzyby - to destruenci, reducenci - materię organiczną przekształcają w nieorganiczną; określają wpływ zbiorowisk grzybów glebowych na wzrost grzybów patogenicznych.

Wpływ środowiska grzybówglebowych na wzrost grzybów patogenicznych odzwierciedla warunki środowiska glebowego na wzrost grzybów patogenicznych.

Jeśli wyizolujemy zbiorowisko grzybów glebowych i zbadamy jego wpływ na wzrost grzybów na wzrost grzybów patogenicznych, uzyskamy informację jak całe środowisko wpływa na wzrost grzybów patogennych.

Metoda szeregów biotycznych (test szeregów biotycznych):

Postępowanie:

- izolacja zbiorowiska grzybów glebowych,

- ustalenie struktury zbiorowiska grzybów glebowych,

- zbadanie wpływu środowiska grzybów glebowych na wzrost grzyba patogennego.

Po 10 dniach ocena testu:

Szereg biotyczny

+ dod - ograniczający wzrost patogena

- ujemny - sprzyjający wzrostowi patogena

Neutralny - bez wpływu na wzrost patogenu

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

Ocena wyników:

- otoczenie kolonii (jednej przez drugą),

- strefa inhibicji,

- strefa wzrostu,

- mikopasożytnictwo

Wnioskowanie:

- wpływ na wzrost,

- wpływ na rozwój,

- wpływ na patogeniczność.

Fitopatologiczna charakterystyka gleb za pomocą zasiedlających je grzybów saprofitoficznych

- gat. grzybów - nie wystarczy

- zb. grzybów - tak

Zbiorowiska grzybów w glebie = w środ. glebow.

Warunki panujące w środowisku glebowym grzyby glebowe

Warunki stworzone przez czynniki

- nieożywione (abiotyczne)

- nieożywione (biotyczne)

Zbiorowisko grzybów gleb. odzwierciedla warunki panujące w środowisku gleb.

- zmianowanie (sadzenie różnych gatunków po sobie - co 3 rok sadzić coś innego),

-pestycydy,

- uprawianie gleby,

- intensywność cięć pielęgnacyjnych,

- zasiedlanie pniaków przez grzyby (saprotroficzne i patogeniczne),

- lokalne warunki środowiska.

Nisza ekologiczna organizmu

- jego miejsce w środowisku, opisane przez warunki w jakich gat. występuje, zasoby jakie wykorzystuje i czas w jakim jest tam obecny (pora roku, ogród)

Nisza ekolog (Elton 1956) która mówi

- pozycja (tez socjalna) jaką gat. zajmuje w danym układzie biocenotycznym, a więc funkcja jaką spełnia w org. tego układu.

W wyższych temperaturach zbiorowiska sprzyjały wzrostowi patogenów. Wzrost temperatury - wzrost patogenów).

1

gatunek

gatunek

środowisko

Całkowita materia organiczna gleby

Materia ożywiona < 4%

Korzenie roślin 5 - 10%

Mikrofauna 15 - 30%

Materia nieożywiona > 90%

Substancje organiczne 10 - 30%

Zw. humusowe 70 - 90%

Zw. azotu < 5%

Mikroorganizmy 60 - 80%

---