EKOLOGIA - nauka o strukturze i funkcjonowaniu przyrody, zajmująca się badaniem oddziaływań pomiędzy organizmami a ich środowiskiem oraz wzajemnie między tymi organizmami. Jest naukową podstawą ochrony środowiska.
Podział ze względu na zakres zainteresowań i poziomów organizacji:
- autekologię czyli ekologię organizmów, zajmującą się badaniem wzajemnego oddziaływania środowiska abiotycznego na organizmy,
- synekologię czyli ekologię ekosystemów, zajmującą się badaniem grup organizmów w biocenozach oraz zależności między zbiorowiskami organizmów a ich siedliskiem.
Podział ze względu na metodologię badań:
- e. opisowa - „historia naturalna”, opisywanie całych formacji roślinnych i zgrupować zwierząt kuli ziemskiej,
- e. funkcjonalna - poszukuje i bada związki, wzajemne zależności i oddziaływania między składowymi jednostek opisywanych przez ekologie opisową, poszukuje ogólnych zasad funkcjonowania systemów ekologicznych,
- e. ewolucyjna - rozważa organizmy i relacje istniejące między nimi jako twory historycznego procesu ewolucji.
Zakres ekologii: bada zjawiska zachodzące na wszystkich poziomach organizacji żywej materii, począwszy od poziomu organizmu.
Biologia środowiskowa:
- ekologia - nauka o ochronie przyrody,
- inżynieria środowiska - nauka o sposobach i technicznych środkach kształtowania oraz ochrony środowiska.
ZAKRES ORGANIZACJI ŻYWEJ MATERII
- poziom najniższy: cząsteczkowy (molekularny), poszczególne cząsteczki chemiczne pomiędzy którymi zachodzą rozmaite oddziaływania
- poziom organelli komórkowych
- p. komórki
- p. tkanki
- p. narządów
- p. układu narządów
- p. organizmu
EKOSYSTEM - kompletna jednostka ekologiczna składająca się ze wszystkich organizmów zamieszkujących dany teren i ich środowiska naturalnego. Jest to biocenoza wraz z jej nieożywionym środowiskiem.
Na ekosystem składają się dwa składniki:
- biocenoza - czyli ogół organizmów występujących na danym obszarze powiązanych ze sobą w jedną całość różnymi zależnościami (ptaki, ssaki, owady),
- biotop - czyli nieożywione elementy tego obszaru, a więc: podłoże, woda, powietrze (środowisko zewnętrzne).
Ekosystem stanowi funkcjonalną całość, w której zachodzi wymiana materii między biocenozą i biotopem. Ekosystem stanowi największą jednostkę funkcjonalną biosfery.
Przykłady ekosystemów: (są jeszcze sztuczne i naturalne)
- lądowe: las, łąka, pole uprawne (agroekosystem), torfowiska, parki, sady, wydmy,
- wodne: rzeki, jeziora, stawy, strumienie, morze, akwarium.
Przykłady ze względu na wielkość:
- makroekosystemy: dżungla, tundra, tajga, step, sawanna, pustynia i oceany, morza, Jeziory
- mezoekosystemy: lasy, łąki
- mikroekosystemy: akwarium, oczko wodne, np. pień drzewa z biocenozą
Ze względu na jakość i ilość:
- utworzony za środowiska, a w nim tylko jeden organizm; monocen (istnieje tylko w laboratorium)
- występuje tylko jedna populacja w środowisku; democen (np. wirusów HIV)
- pleoceny; to wszystkie inne (więcej niż jedna populacja w danym środowisku)
Ekosystemy w przyrodzie są bardzo trwałe. Istnieją od początków Ziemi.
- krajobraz jest tworzony przez sąsiadujące ze sobą ekosystemy
- biosfera to przestrzeń w której występują organizmy lub występuje oddziaływanie organizmów
Ekosystem ma zazwyczaj czteropoziomową strukturę pokarmową (troficzną). Te poziomy to:
- producenci- autotrofy, czyli organizmy samożywne, które użytkują wyłącznie abiotyczną część ekosystemu: rośliny zielone i samożywne protesty,
- konsumenci- heterotrofy, czyli organizmy cudzożywne (głównie zwierzęta). Są to briofagi i odżywiające się martwą materią saprofagi.
POPULACJA biologiczna - zespół organizmów jednego gatunku żyjących równocześnie w określonym środowisku i wzajemnie na siebie wpływających, zdolnych do wydawania płodnego potomstwa. np. populacja klonów, buków, saren, dzików w lesie, wróbli, gołębi, ludzi, Polków, Górali (musi być określony gatunek).
Ważniejsze parametry charakteryzujące populację: odziedziczalność, powtarzalność, podobieństwo fenotypowe krewnych, korelacje genetyczne, korelacje fenotypowe, korelacje środowiskowe, wartość oczekiwana, wariancja, standardowe odchylenie
Inny podział cech charakteryzujących populację: rozrodczość, śmiertelność, areał (obszar występowania), zagęszczenie populacji, liczebność, struktura płci i wieku, struktura socjalna, strategia życiowa, dynamika liczebności
Rodzaje oddziaływań między populacjami:
1) Antagonistyczne
- konkurencja: przynosi straty obu populacjom. Gdy konkurencyjne populacje są do siebie podobne, wtedy słabsza zostaje całkowicie wyniszczona, np. wiewiórka szara wypiera rudą
- drapieżnictwo: osobniki jednej populacji ( ofiary) są zabijane i stanowią pożywienie dla osobników drugiej populacji( drapieżników), np. antylopa i lew
- pasożytnictwo: populacja pasożyta zyskuje, żywiciela traci, np. pies i pchła
- amensalizm: osobniki jednej populacji szkodzą innej, same nie czerpiąc korzyści np. grzyb pędzlak, który produkując antybiotyk hamuje rozwój bakterii
2) Nieantagonistyczne
- komensalizm: jedna populacja odnosi korzyści, druga pozostaje obojętna np. szakale żywiące się resztkami pokarmu lwów
- protokooperacja: symbioza przygodna, obie współżyjące populacje odnoszą korzyści, ich współpraca nie jest niezbędna do prawidłowego funkcjonowania, np. krab pustelnik i ukwiał
- mutualizm: symbioza konieczna. Współżyjące populacje odnoszą korzyści, a ich zależność jest tak wielka , że nie przetrwałyby bez siebie, np. korzenie drzew i grzyby.
Rodzaje przestrzennego rozmieszczenia osobników w populacji:
- przypadkowe - rozmieszczenie losowe, bez jakichkolwiek zasad. Występuje bardzo rzadko, głównie w przypadku bakterii i innych organizmów niższego rzędu,
- równomierne - spotykane głównie na polach uprawnych, ogródkach np. równomierne rozsianie roślin. Ten typ jest bardzo rzadko spotykany w przyrodzie.
- skupiskowe - osobniki łączą się w grupy, kolonie lub stada, razem mają bowiem większe szanse na przetrwanie (łatwiej zdobywają pokarm). Ten typ rozmieszczenia spotykamy najczęściej, dotyczy wielu gatunków - chociażby stad wilków
BIOCENOZA - naturalny zespół populacji organizmów żywych danego środowiska (biotopu), należących do różnych gatunków, ale powiązanych ze sobą różnorodnymi czynnikami ekologicznymi i zależnościami pokarmowymi, tworząc całość, która pozostaje w przyrodzie w stanie homeostazy (czyli dynamicznej równowagi). Biocenoza wraz ze środowiskiem fizycznym to ekosystem.
Można podzielić na;
Biocenozę tworzą:
BIOSFERA - strefa kuli ziemskiej zamieszkana przez organizmy żywe, gdzie odbywają się procesy ekologiczne. Biosfera jest częścią zewnętrznej skorupy Ziemi, która obejmuje również powietrze, ląd i wodę. Z najobszerniejszego punktu widzenia geofizyki, biosfera jest światowym systemem ekologicznym i obejmuje wszystkie żyjące organizmy i ich powiązania ze sobą i z litosferą (skorupą ziemską), hydrosferą (wodą), i atmosferą (powietrzem). Do dzisiejszego dnia Ziemia jest jedyną znaną planetą na której znajduje się życie. Szacuje się że ziemska biosfera zaczęła się tworzyć (przez proces biogenezy) przynajmniej 3,5 miliardów lat temu. Biosfera obejmuje około: 4 km n.p.m. (atmosfera) 300 m p.p.m. (hydrosfera) 40 cm w głąb ziemi (litosfera)
KRAJOBRAZ - termin wieloznaczny, stosowany w różnych dziedzinach nauki (geografia, ekologia, biologia, architektura, geochemia), czasami różnie definiowany i interpretowany. Dodatkowo w języku potocznym słowo "krajobraz" używane jest na określenie widoku (np. krajobraz miejski, krajobraz zimowy, krajobraz malowniczy, ładny, zeszpecony itd.). Najogólniej za krajobraz uważa się ogół cech przyrodniczych i antropogenicznych wyróżniających określony teren, zespół typowych cech danego terenu. Według Armanda, krajobraz jest synonimem terytorialnego (środowisko lądowe) lub akwatorialnego (środowisko wodne) kompleksu terytorialnego.
Cechy krajobrazu:
- krajobraz zajmuje wycinek przestrzeni i można go przedstawić na mapie.
- krajobraz charakteryzuje się swoista fizjonomią, która można przestawić w formie graficznej (rysunek, fotografia itd.)
- krajobraz jest systemem dynamicznym. Jego sposób funkcjonowania uzależniony jest od części składowych oraz powiązań między nimi jak i dominujących procesów.
- krajobraz podlega zmianom (ewolucja krajobrazu), każdy krajobraz ma swoja historię jak i podlega zmianom sezonowym, np. zimą w Polsce teren pokrywa warstwa śniegu, wiosną zieleni się młoda ruń, jesienią złocą się uschnięte liście na drzewach.
W zależności od stanu i stopnia zniszczenia rozróżnia się krajobrazy:
- pierwotne, które wykazują zdolność do samoregulacji, a ich równowaga biologiczna nie jest zachwiana przez człowieka (np. anekumeny),
- naturalne, które wykazują częściową zdolność do samoregulacji, jednak nie zawierają istotnych elementów przestrzennych wprowadzonych w wyniku działalności człowieka,
- kulturowe, które wykazują zachwianą zdolność samoregulacji i wymagają ochrony; znajdują się pod wpływem intensywnej działalności człowieka,
- zdewastowane, które charakteryzują się silnym uprzemysłowieniem i urbanizacją, brakiem naturalnych elementów krajobrazu oraz unifikacją formy (wymagają działań rekultywacyjnych).
SUKCESJA EKOLOGICZNA także sukcesja biocenoz lub po prostu sukcesja - jedna z najważniejszych form zmienności biocenoz w czasie. Prawidłowo sukcesja oznacza następstwo i bardzo dobrze oddaje istotę zjawiska. W odróżnieniu od cyklicznych fluktuacji sezonowych sukcesja ekologiczna jest procesem kierunkowym. Proces przebiega etapami od stadium początkowego poprzez stadia pośrednie, do końcowego zwanego klimaksem. Stadium klimaksu w danych warunkach klimatyczno-siedliskowych można uznać za stadium stabilne. Jednak i to stadium podlega zmianom, dzieje się tak pod wpływem ciągłych zmian klimatu oraz ewolucji. W naturalnych warunkach Polski zmiany biocenoz klimaksowych zachodzą ok. 10 razy wolniej niż zmiany w biocenozach etapów wcześniejszych.
Warunki w jakich mogą występować istoty żywe. Warunki zast. sformułowane zast. w okresie II w.s .
Zycie możliwe jest tam gdzie istnieje zróżnicowana materia na pierwiastki chemiczne
Życie jest zjawiskiem zimnym dlatego że może odbywać się w dolnej skali temperatur 270 stopni do +150 stopni. Organizmy pełnia aktywność (zdolność do rozwijania i rozrodu) zachowują w temp 0 , -273, 1 - obj. wszytych ciał =o stopni
Życie jest możliwe w ciśnieniu zbliżonym do ziemskiego. Tylko w takim ciśnieniu mogą tworzyć się związki białkowe decydujące o życiu 10/3 hPa
Zycie możliwe jest tam gdzie w środowisku nie występuje promieniowanie ultrafioletowe o zbyt dużym natężeniu
Zycie możliwe jest tylko tam, gdzie istnieją źródła energii i substancje pokarmowe
- wtedy gdy planety poruszają się po orbitach zbliżonych do kołowych
- wokół gwiazdy stanowiącej źródło energii jest układ planetarny
- ilość energii docierającej do planet jest stała
- planety poruszają się wokół własnej osi
- zróżnicowanie powierzchowne planet na :hydrosferę, atmosferę i litosferę.
ŚRODOWISKO to środowisko czegoś. Środowisko danego obiektu to otaczająca go przestrzeń wraz ze wszystkimi obiektami które na niej się znajdują:
- środowisko przyrodnicze: to takie w którym dominują obiekty naturalne i powietrze, woda, gleba albo skała, roślinność, zwierzęta
- środowisko człowieka: życia człowieka, jest to ta przestrzeń w której żyje populacja ludzka
- środowisko naturalne to środowisko niezmienione przez człowieka.
Adaptacja- przystosowanie
- morfologiczna- dotyczy budowy ciała
- fizjologiczna- dotyczy funkcji życiowych
Czynniki i ich kwalifikacje:
Czynniki środowiska- jest to każdy jego element, który oddziaływuje na org. 3 grupy:
- rekwizyty- czynniki konieczne dla przeżycia, rozwoju rozrodu: przestrzeń, woda, substancje pokarmowe, tlen (dla bakterii beztlenowych jest niepotrzebny)
- czynniki warunkujące- czynniki fizyczne i chemiczne, które wynikają ze stanu fizycznego albo ze składu chemicznego środ.:
*cz. fizyczne(temperatura, wilgotność, promieniowanie UV)
*cz. chemiczne(zanieczyszczenia, pHF- log[H+] pH=7)
- czynniki biotyczne- wywołane przez org.; konkurencja o przestrzeń, pokarm
TOLERANCJA EKOLOGICZNA - zdolność przystosowania organizmów do zmian fizyczno-chemicznych czynników środowiska, takich jak np.: temperatura, światło, zanieczyszczenie, wilgoć, ilość dostępnego powietrza, stężenie soli mineralnych, kwasowość.
Zakres zmienności czynnika, w którego obrębie organizm może żyć to zakres tolerancji. Opisują go 3 wskaźniki:
- minimum: dolna wartość czynnika
- maksimum: górna wartość czynnika
- optimum: wartości, w których organizm ma najlepsze warunki bytowania)
Tolerancje organizmu na dany czynnik opisują 2 prawa:
Prawo minimum Liebiga, które mówi, że możliwości rozwoju organizmu określa ten składnik, którego jest najmniej. Jest to tzw. czynnik ograniczający (niedobór wody, składników pokarmowych na wzrost i rozwój rośliny)
Prawo tolerancji Sheldorfa, mówi że możliwość bytowania organizmu określają minima i maksima danego czynnika. Każdy organizm względem czynników środowiska posiada dolną i górną granice, a pomiędzy tymi org. rozciąga się strefa tolerancji.
Organizmy mogą mieć wąskie zakresy tolerancji - stenobionty, gdy zaś mają szerokie sa eurybiontami.
Klasyfikacja ekologiczna organizmów:
- Eury - szeroki zakres
- Steno - wąski zakres
*termiczny = zależny od temperatury
*hydryczny = zależny od wody
*halinowy = zależny od zasolenia
*topowy = zależny od siedliska
Może być brak tolerancji ekologicznej lub jest niedomiar lub nadmiar (czynnika chemicznego,
albo zbyt niskie/wysokie natężenie).
Wskaźnik tolerancji wyznaczają 2 punkty krytyczne, określające wartość progową przeżycia organizmu: minimum i maksimum Wartości , w których organizm ma najlepsze warunki bytowania i najlepiej wzrasta określa się mianem optimum życiowego.
Zasady tolerancji:
- Sprawność organizmów i wydajnosc procesów zyciowych zalezną od natezenie czynników warunkujących.
- W pewnych zakresach zmienności czynnika warunkującego procesy biologiczne ustają i zycie jest niemozliwe.
- Zakres czynnika warunkującego w przyrodzie jest zwykle szeroki, natomiast organizm moze przezywać zwykle tylko w pewnym wąskim zakresie zmienności tego czynnika.
- W obrebie strefy tolerancji wystepuje zwiazek pomiedzy reakcjami organizmu, a natezeniem czynnika warunkujacego
- W pobliżu punktów krytycznych obserwuje się znaczne obniżenie sprawności lub aktywności organizmu.
- W miarę oddalania się od punktów krytycznych obserwuje się wzrost sprawności lub aktywności organizmu.
- Każdy organizm ma określoną tolerancję względem czynników warunkujących środowiska.
- Szanse przeżycia i rozrodu zależą od tego, w jakim stopniu warunki występujące w danym miejscu pokrywają się z zakresem adaptacji tolerancyjnej
(Tolerancja w stosunku do poszczególnych czynników może być rozmaita (szeroki i wąski zakres), jeżeli org. ma szeroki zakres to on jest mniej wrażliwy na działanie czynnika. Kiedy jeden z czynników zbliża się do granicy tolerancji to tolerancja org. względem innych czynników może się zmienić .Tolerancja nie odnosi się do gatunków jako całości, jedynie do poszczególnych populacji. Tolerancja zależy od wieku org. i od jego stanu fizjologicznego)
ODDZIAŁYWANIE CZYNNIKÓW ŚRODOWISKA:
Promieniowanie: (strumień energii płynącej ze słońca):
- czas naświetlenia oraz intensywność światła jest czynnikiem regulującym czynności życiowe organizmu: aktywność rozrodczą, wzrost, tempo przemiany materii, wędrówki, zachowanie się, orientację w otoczeniu
-przez atmosferę przechodzi w sposób zróżnicowany, na ziemie pada jako światło
-dostarcza 45% całości energii, drugie 45% promieniowanie podczerwone, 10% UV
- prędkość światła- 300 000 km/s,
-promieniowanie widzialne ma długość od 390-770 nm., UV ma mniejszą długość
-wartość promieniowania ma wartość stałą
-cząsteczki gazowe powietrza rozpraszają promieniowanie o mniejszej długości fali(dlatego niebo jest niebieskie)
-para wodna rozprasza promieniowanie o wszystkich dł. fali
-promieniowanie podczerwone: cała energia pochłaniana przez organizm, zmienia się w org. w ciepło, przyśpiesza krążenie krwi, łagodzi bóle, poprawia przemianę materii
Temperatura- wśród czynników warunkujących jest jednym z najregularniejszego procesu fizjologicznego w org. przy zbliżaniu się do punktu krytycznego.
- odrętwienie to śmierć w wyniku denaturacji białek. Odrętwienie z zimna sygnalizuje zbliżenie się temp do dolnego punktu krytycznego, śmierci, zamarznięcia płynów ustrojowych. Człowiek wytrzyma 1oC przez h (bez ubrania)
- wyróżniamy organizmy:
*stałocieplne-mają stałą temp ciała (POLITELOTERMY),
*zmiennocieplne- temp ciała zależy od temp otoczenia (HOMOIOTERMY).
- stałą temp ciała ułatwia: skóra, tkanka tłuszczowa, pory, sierść, włosy.
- termoregulacja - określone działania po to aby obniżyć lub podwyższyć temp.
- aktywność dobowa zależy od temp, wzrasta z temperaturą. Wyróżniamy:
*nocna (sowy, nietoperze)
*dzienna (człowiek)
*całodobowa (łosoś, gąsienice, motyle)
- oddziaływanie temp. na człowieka: bardziej odczuwamy mróz gdy jest wiatr, prędkość 20km/h, mogą być odmrożenia.
Woda
- niezbędny składnik każdego żywego organizmu, a zawartość jest zróżnicowana w poszczególnych jego częściach w zależności od wieku oraz etapu rozwojowego i wynosi przeciętnie 70 -80%.
- jest czynnikiem ograniczającym głównie w środowiskach lądowych, w szczególności suchych, natomiast w środowisku wodnym tylko tam, gdzie jej ilość ulega dużym wahaniom. - w siedliskach ubogich w wodę organizmy wykształciły różne rodzaje przystosowań, polegające głównie na magazynowaniu wody lub na ograniczaniu jej wydalania
- wszystkie reakcje chemiczne zachodzą w środowisku wodnym (98% wody ma gleba)
- wilgotność bezwzględna - ilość pary wodnej zawartej w jednostce objętości powietrza
- wilgotność względna - procentowy stosunek pary wodnej zawartej w jednostce objętości powietrza do ilości tej pary, która byłaby w tej samej obj. w stanie wysycenia
- wymagania org. w stosunku do ilości wody w środowisku:
*hydrofile- org. żyjące w wodzie(ryby, żółwie wodne)
*higrofile- org. żyjące w bardzo wilgotnym środowisku (płazy, żaby, ślimaki)
*mezofile - mające u miarkowane wymagania do zawartości wody w środowisku(człowiek)
*kserofile- org. żyjące w warunkach suchych( wielbłąd,kaktusy).
Kompleksowe oddziaływanie temp i wilgotności:
- kiedy temp. zbliża się do górnego punktu krytycznego
- zmniejsza się tolerancja względem wilgotności
- zbyt wysoka/niska wilgotność zwiększa wrażliwość na temp- zmniejsza tolerancję
- strefa komfortu- znakomite samopoczucie temp nie więcej niż 17oC a wilgotność 100%
Wiatr
-utrudnia prace układu nerwowego,osłabienie,bol glowy,agresja,uczucie leku, depresja.
Ciśnienie
- to siła działająca na określoną powierzchnię.
- wyróżniamy:
*ciśnienie atmosferyczne panujące w atmosferze ziemskiej, którego wartość zmienia się wraz ze zmianą temperatury i wysokości nad poziomem morza,
*ciśnienie hydrostatyczne panujące w zbiornikach wodnych
- wysokie ciśnienie panujące w głębiach oceanów najczęściej wywiera wpływ ujemny, przejawiający się w zwolnieniu procesów życiowych
Gazy
- największe znaczenie ma tlen, dwutlenek węgla i azot.
- w środowisku lądowym zawartość azotu wynosi 78%, tlenu 21%, dwutlenku węgla 0,03% i jest stosunkowo stała.
-w środowisku wodnym procentowa zawartość jest inna niż w powietrzu, a ich ilość zależy od temperatury, zasolenia, ciśnienia atmosferycznego, rozpuszczalności.
- tlen w wodzie ma duże znaczenie dla życia organizmów. Pochodzi z procesów fotosyntezy, częściowo zaś dostaje się na drodze dyfuzji z powietrza
- czynnik środowiska-21% w powietrzu, niedobór tlenu w wodzie
- powstaje w wyniku działalności roślin wodnych
- zależy od temp wody, zawartości soli mineralnych: 0 0C 10, 2cm3 O2-slodka woda, 8cm3 O2-słona(morska), 300C 5,5 02-slodka, 4,5 02-słona
- reaktywne formy tlenu(RFT)- maja negatywna role, sprzyjają miażdżycy, cukrzycy, nowotworom. Są tez odpowiedzialne za przekształcanie białka w org. i zmiany w łańcuchu KNA i DNA.
- cząsteczki 02 które tworzą się w kom org. RFII sa unieczynnione przez enzym SOD(dysmintaza ponatlenkowa)
- tlen singletowy- powstaje przez napromieniowanie UV, powstaje z tlenu tryptelowego, ma inny układ elektronow-16el,powst przy elektrofiltrach, gdy jest słonce.
- najbardziej szkodliwy- rodnik wodorotlenowy OH. H20-20H., H20+0-20H.
Rodniki cząsteczki lub atomy mające wolne elektrony jak wejdzie w reakcje w org. np. z kw. tłuszczowym, kw. tłuszczowy ziemi swoje właściwości(jego skład) np. z genami mogą wywołać raka. Rodnik wodorotlenowy zmieniające składniki chemiczne, zw. bud nasz organizm i decydują o chorobach, tworzą się one w naszym org., nie brakuje ich tez w powietrzu i w wodzie.
Aerozole organiczne
- rozmaite związki organiczne a niekiedy mikroskopijne czasteczki unoszące się w powietrzu(mogą być: węglowodory, kwasy organiczne)
- są one wydalane przez rośliny, maja tropikalne funkcje: sa zbędne dla roślin(rośliny pozbywaja się ich),orenżem w walce konkurencyjnej,substancje zapachowe-przywabiajace. Jeżeli sa bakteriobójcze albo grzybobójcze to fitonecydy.terpeny-zapach sosen-dla chorych na serce nie jest najlepszy.
- Zalezy od-pory roku,pory dnia,temp.Najwiekszy wpływ w porze letniej,gdy temp przekracza 18stopni.Stezenie fitonecydow-40mg/100m3 powietrza.Fitonecydy-sosna,swierk,jodła,jałowiec,brzoza,
- dwutlenek węgla może występować w wodzie w zmiennych ilościach; jest go więcej w wodzie niż w powietrzu, co wynika z bardzo dobrej rozpuszczalności w wodzie. CO2 jest niezbędny w życiu roślin jako zasadnicze źródło węgla będącego podstawowym elementem budowy związków organicznych. W ostatnich czasach szczególnego znaczenia nabiera zawartość CO2 w atmosferze jako czynnika wywołującego tzw. efekt cieplarniany
- efekt cieplarniany- zjawisko zachodzące w atmosferze powodujące wzrost temperatury planety. Efekt jest wywoływany przez gazy atmosferyczne( cieplarniane) ograniczające promieniowanie cieplne powierzchni i dolnych warstw atmosfery do przestrzeni kosmicznej. Skutki:
*globalne ocieplenie klimatu
podniesienie się poziomu mórz◊• Topnienie lodowców
* wędrówka stref klimatycznych to znaczy przesunięcie stref w kierunku bieguna
wymarcie na◊• zmiana warunków występowania wielu gatunków roślin niektórych terenach i zastąpienie ich miejsca przez inne gatunki.
JONIZACJA POWIETRZA - zjawisko odrywania się elektronów od atomu (wyładowania elektryczne, burze piaskowe, uderzenia fal morskich o brzeg)
Podział na podstawie ruchliwości:
- jony lekkie (j. tlenu, azotu, j. ujemnie)
- jony średnie (jony CO2)
- jony ciężkie (zw. z zanieczyszczeniami powietrza, mogą oddawać j. dodtatnie)
Negatywne oddziaływanie na organizm:
- ciężkie j. dodatnie- pogarszają samopoczucie
- lekkie j. dodatnie- działają pozytywnie, korzystne, zdolność do krótkotrwałego wysiłku
- lekkie j. ujemne-w chorobach narządów oddechowych, miażdżycy, bezsenność są korzystne dla zdrowia.
Pęcherzyki płucne mogą na dobę pochłaniać kilkadziesiąt milionów jonów.
1cm3 pow/ilość jonów lekkich ujemnych lasy,gory-2000-3000, łąki do 1200, pola do1000, parki do 800, miasta do400, pomieszczenia do100
Ujemne jony lekkie wytwarzają -drzewa- sosny, brzozy.
Czynniki środowiska:
- podłużne fale sprężyste,
- dźwięki- natężenie, częstotliwość, widmo,
*natężenie- określa głośność,
*częstotliwość- wysokość i barwa dźwięku,
*widmo. Od 16-20000Hz-slyszymy
Częstotliwość
- Infradźwięki- częstotliwość poniżej 16Hz,ultradzwieki- wyższe częstotliwości
- przy ocenie głośności- umowna skala dogorytmiczna- skala decybelowa
- dźwięk który ma moc: 10-16W/cm2=0dB, 10-15W/cm2=10dB, 10-14W/cm2=20dB, 10-6W/cm2=100dB.
- głośna rozmowa ma40-60dB, na ruchliwej ulicy-70dB, impreza-120dB, start samolotu odrzutowego-140dB. Od 110dB odczuwa się czasami ból ucha, od 100dB hałas
- od czego zależy szkodliwość: od częstotliwości, od ilości dB., od częstości zmian częstotliwości w czasie.
- naturalne dźwięki emitowane przez naturalne składniki ekosystemów pozytywnie wpływają na samopoczucie-szum wody, drzew, śpiew ptaków, dźwięki wydawane przez owady.
Roztw kwaśne:[H+]>10do-7
Roztw zasadowe[H+]<10do-7
{H+] [OH-]=10do-14 jak maleja jony H+ to rosna OH-
pH<7-r kwasny,pH>7-r zasadowy
pH ważne dla organizmów wodnych i glebowych ,ponieważ maja one określone tolerancje na pH.
HOMEOSTAZA EKOSYSTEMÓW
Homeostaza- zdolność układu do przeciwdziałania zmianom w tym układzie. Homeostaza dąży do uzyskania równowagi.
Ekosystemy maja tez zdolność do homeostazy.
Homeostaza w ekosystemach ma swoje struktury które umożliwiają ja: podsystemy, populacje, łańcuchy pokarmowe, zespoły konkurencyjne
Homeostatyczne działanie struktur powyższych:
1. Podsystemy
- producentów (sami produkują sobie żywność)
-biotrofów (org.ż się żywymi organizmami wraz z pasożytami)
-saprotrofów (odżywiają się martwa materia organiczna)
Martwa materia: organiczna: biotopów (siedliska- woda, przestrzeń, co się tam znajduje). Podsystemy umożliwiają krążenie materii i przepływ energii
2. Populacje
Reakcje populacyjne na zmniejszenie??? populacji:
-wzrasta płodność semio
-wzrost przeżywalności niemowląt
-wzrost przeżywalności osobników żywych
Wskaźnik Agrella - określenie stopnia stowarzyszenie między gatunkami. Ilość prób zawierających równocześnie gatunek A, B i C do ilości wszystkich prób (Ag=n a,b,c/N, gdzie Ag= 3/8*100=37.5%)
Wskaźnik różnorodności gatunkowej Shannon'a (H) - Jest to najczęściej stosowany wskaźnik różnorodności biologicznej. Jego wartość określa prawdopodobieństwo, że dwa wylosowane z próbki osobniki będą należały do różnych gatunków
H=-Σ pi ln pi (nad Σ jest s, a pod i= 1) gdzie: S - liczba gatunków), pi - stosunek liczby osobników danego gatunku do liczby wszystkich osobników ze wszystkich gatunków, ni - liczba osobników i-tego gatunku , N - liczba wszystkich osobników ze wszystkich gatunków, Ln-logarytm naturalny
3. Łańcuchy pokarmowe - szereg grup organizmów ustawionych tak , że każda poprzedzająca grupa jest podstawa pożywienia następnej.
Gdy łańcuch rezerwowy znika przez np. zniszczenie zanieczyszczeniem jego role przejmuje łańcuch rezerwowy (o niewielkiej ilość osobników), przez którym płynie mało energii. Energia w tym przypadku płynie teraz tylko z łańcuchów rezerwowym w całości(nawet ta co płynęła w górnym)
Katastrofa ekologiczna- załamanie się homeostazy ekosystemu i zachodzi tym łatwiej im mniej łańcuchów rezerwowych występuje w ekosystemie.
Ważną rolą mechanizmów homeostazy (łańcuchów pokarmowych) jest przejście roli łańcucha pokarmowego głównego przez łańcuch rezerwowy.
4. Zespoły konkurencyjne - populacje zwierząt występujących na tym samym terenie, które konkurują między sobą o zasoby środowiska. Odgrywa ważną rolę w utrzymaniu równowagi biocenotycznej.
Mechanizmem homeostazy była zmianą stosunków dominacji spowodowanych jakimś czynnikiem.
Mechanizmy homeostazy:
- reakcje populacyjne
- przejecie roli łańcucha
- zmiana stosunków dominacji w zespołach konkurencyjnych
|
Homeostaza ekosystemu, ekologiczna zdolność układów ekol. do regulacji procesów wewn., w wyniku której układ jako całość zachowuje równowagę. Homeostaza ekosystemu wyraża się w: 1) zrównoważeniu przychodów z rozchodami materii; 2) zużyciu całości energii wyprodukowanej na wewn. potrzeby ekosystemu; 3) wykorzystaniu energii z rezerw układu równym jej retencjonowaniu; 4) zachowaniu różnorodności i struktury wewn. biocenozy, która kontroluje i stabilizuje procesy zachodzące w biotopie; 5) trwałości ekosystemu w czasie; 6) zdolności układu do przywracania równowagi po zakłóceniach wynikających ze stresów środowiskowych. |
SŁOWNICZEK:
Akcja - oddziaływanie środowiska na org. ( temp, światło, ciśnienie)
Reakcja- oddziaływanie organizmu na środowisko.
Koakcja- oddziaływanie org. na siebie.
Adaptacja - przystosowanie się organizmów do zmieniających się warunków.
Amonifikacja- rozkład związków organicznych zawierających azot znajdujących się w wydalinach i obumarłych szczątkach roślin i zwierząt. Azot w nich zawarty ulega mineralizacji.
Biocenoza - to zbiór wszystkich żywych organizmów współwystępujących na danym terenie (ptaki, ssaki, owady na danym terenie)
Biom- duża jednostka ekologiczna złożona z ekosystemów na określonym obszarze geogr. Dominuje w niej określona formacja roślinna i charakterystyczna fauna.
Biosfera- strefa występowania organizmów oraz wszystkie org. zamieszkujące wymienione sfery
Biotop- układ nieożywionych elementów środowiska, w znacznym stopniu.
Denitryfikacja- przekształcenie nadmiaru azotanów do azotynów, amoniaku i gazowego azotu
Ekologia- nauka o wzajemnych zależnościach pomiędzy organizmami oraz organizmami i otaczającym je środowiskiem.
Ekosystem- kompletna jednostka ekologiczna składająca się ze wszystkich organizmów zamieszkujących dany teren i ich środowiska naturalnego, jest to biocenoza wraz z jej nieożywionym środowiskiem (powietrze, woda, gleba, skały, martwa materia organiczna, martwe rośliny, zwierzęta lub ich kawałki, części)
Produktywność ekosystemu- to ilość biomasy wyprodukowanej w przeliczeniu na jednostkę powierzchni lub objętości ekosystemu:
• Pierwotna( produktywność producenta)
• Wtórna ( produktywność konsumenta)
Nisza ekologiczna- miejsce i rola populacji w biocenozie,miejsce organizmu w środowisku opisywane przez warunki, w jakich gatunki występują, zasoby jakie wykorzystują
Nitryfikacja- proces polegający na utlenianiu amoniaku do azotynów . W procesie tym biorą udział mikroorganizmy NO3-◊ NO2-◊NH3+
Obiekty nieożywione - woda, powietrze, gleba i skała, martwa materia organiczna (martwe rośliny i zwierzęta)
Ochrona środowiska- to działalność mająca na celu ochronę wszystkich elementów otoczenia przed nie korzystnym wpływem działalności człowieka oraz także kształtowanie śr. człowieka, aby zapewniło mu optymalne warunki bytowania
Organizm - jest to taki poziom organizmu żywej materii w którym współdziałanie związków chemicznych umożliwia funkcje uznane za charakterystyczne dla życia.
Osobnik- pojedyncza jednostka zdolna do samodzielnej egzystencji,.
Ozonosfera- warstwa w atmosferze Ziemi na wysokości od 20 do 50 km o podwyższonej zawartości ozonu. Absorpcja promieniowania w ozonosferze jest przyczyną wzrostu temperatury w stratosferze.
Populacja-zespół osobników żyjących na tym samym terenie i w tym samym czasie. Osobniki tworzące populacje mogą się ze sobą swobodnie krzyżować i dawać płodne potomstwo. Każda populacja ma własną pulę genową. Jest to zbiór organizmów tego samego gatunku wpółwystepujących na danym terenie np. populacja klonów, buków, saren, dzików w lesie, wróbli, gołębi, ludzi, Polków, Górali (musi być określony gatunek.
Siedlisko - zespół czynników abiotycznych śr. tworzących warunki bytowania danego organizmu. Siedlisko = biotop, stanowisko jest to przestrzeń w której występuje dana biocenoza zawierająca obiekty nieożywione.
Siedlisko posiada warunki które umożliwia przeżycie organizmów i wyklucza przeżycie innych.
Sukcesja ekonom.- uporządkowane w czasie i ukierunkowane na zmiany w zespołach roślin i zwierząt w danym biotopie. Zmianom towarzyszą zmiany w śr. abiotycznym. SE zaczyna się od inwazji org. pionierskich (roślin).Rośliny te rozpoczynają tzw szereg sukcesyjny, który w stałych warunkach (bez zmian biotopu) prowadzi do powstania stabilnej biocenozy (klimaks) z charakterystycznym dla danego szeregu składem gatunkowym roślin i zwierząt. Przyczyną SE jest zachowanie równowagi miedzy biocenozą a biotopem, np. wskutek trzęsienia ziemi, wybuchu bomby atomowej, wyrębu drzew.
Tolerancja ekologiczna - zdolność przystosowania organizmów do zmian fizyczno-chemicznych czynników środowiska
Wydajność ekologiczna- to ilość zakumulowanej energii na danym poziomie troficznym.
*Rodzaje biocenoz: naturalna, sztuczna.
*Środowisko dzielimy na: ożywione, nieożywione.
*Ksenobiotyki to: subs.chem. nie mające odpowiedników w przyrodzie.
*Konferencja na której ogłoszono Agendę 21 to Szczyt Ziemi.
*Cele Karty Przyrody: przestrzeganie ciągłości i trwałości procesów ekologicznych, zabezpieczenie jak największego zróżnicowania genetycznego w przyrodzie, zachowanie trwałości gatunków i ekosystemów.
* Przesłanki ochrony środowiska: biologiczne, społeczne, ekonomiczne.
*Ścieki to: wody zużyte na cele bytowo gospodarcze, ciekłe odchody zwierząt, wody opadowe lub roztopowe, ujęte w systemy kanalizacyjne, wody odciekowe ze składowisk odpadów, wody pochodzące z odwodnienia zakładów górniczych, wody odprowadzane z obiektów gospodarki rybackiej, jeżeli występują w nich nowe substancje w stosunku do zawartych w wodzie pobranej.
*Zanieczyszczenia to: emisja, która jest szkodliwa dla zdrowia ludzi lub stanu środowiska, powoduje szkody w dobrach materialnych, pogarsza walory estetyczne środowiska.
*Pochodzenie zanieczyszczeń powietrza to: punktowe, obszarowe, ruchome.
*Naturalne zamieszczenia powietrza to: wietrzenie skał, erozje wulkanów, rozkład substancji organicznej, pożary lasów i stepów
*Smog to: zanieczyszczenie powietrza zawierające duże stężenie pyłów i toksycznych gazów, których źródłem jest motoryzacja i przemysł.
*Promieniotwórczość to: samoistny rozpad jąder połączony z emisją cząstek.
* Hierarchia postępowania z odpadami: zapobiegać w powstawaniu odpadów, minimalizacja pows. odpa, odzysk, unieszkodliwienie, składowanie.
*Recykling to: odzysk, który polega na powtórnym przetwarzaniu subs. Lub materiałów zawartych w odpadach.
*Defloracja to: ubytek aparatu asymilacyjnego asymilacyjnego i odbarwienie koron drzew.
*Rola gleby: produ.,retencyjna, sanitarna,naturalnego filtru
* Formy degradacji gleby: spadek zawartości próchnicy, zakwaszenie, zasolenie, ubytek składników, pokarmowych, zanieczyszczenia chem.
*Rekultywacja to zabiegi stos. na zdegradowanych terenach, zespół zabieg.tech. agrotech.chem. i biolgicznyc mającym na celu przywrócenie terenom zdewastowanym .prawidłowej własności.
*Proces eutrofizacji: zakwiecie wód stojących na wskutek nagromadzenia się zanieczyszczeń.
*Klęska ekologiczna: stan w którym śr.przestało pełnić swoje podstawowe funkcje i np. zatraca zdolność do reprodukcji zasobów odnawialnych
EKOLOGIA - nauka o strukturze i funkcjonowaniu przyrody, zajmująca się badaniem oddziaływań pomiędzy organizmami a ich środowiskiem oraz wzajemnie między tymi organizmami. Jest naukową podstawą ochrony środowiska.
Podział ze względu na zakres zainteresowań i poziomów organizacji:
- autekologię czyli ekologię organizmów, zajmującą się badaniem wzajemnego oddziaływania środowiska abiotycznego na organizmy,
- synekologię czyli ekologię ekosystemów, zajmującą się badaniem grup organizmów w biocenozach oraz zależności między zbiorowiskami organizmów a ich siedliskiem.
Podział ze względu na metodologię badań:
- e. opisowa - „historia naturalna”, opisywanie całych formacji roślinnych i zgrupować zwierząt kuli ziemskiej,
- e. funkcjonalna - poszukuje i bada związki, wzajemne zależności i oddziaływania między składowymi jednostek opisywanych przez ekologie opisową, poszukuje ogólnych zasad funkcjonowania systemów ekologicznych,
- e. ewolucyjna - rozważa organizmy i relacje istniejące między nimi jako twory historycznego procesu ewolucji.
Zakres ekologii: bada zjawiska zachodzące na wszystkich poziomach organizacji żywej materii, począwszy od poziomu organizmu.
Biologia środowiskowa:
- ekologia - nauka o ochronie przyrody,
- inżynieria środowiska - nauka o sposobach i technicznych środkach kształtowania oraz ochrony środowiska.
ZAKRES ORGANIZACJI ŻYWEJ MATERII
- poziom najniższy: cząsteczkowy (molekularny), poszczególne cząsteczki chemiczne pomiędzy którymi zachodzą rozmaite oddziaływania
- poziom organelli komórkowych
- p. komórki
- p. tkanki
- p. narządów
- p. układu narządów
- p. organizmu
EKOSYSTEM - kompletna jednostka ekologiczna składająca się ze wszystkich organizmów zamieszkujących dany teren i ich środowiska naturalnego. Jest to biocenoza wraz z jej nieożywionym środowiskiem.
Na ekosystem składają się dwa składniki:
- biocenoza - czyli ogół organizmów występujących na danym obszarze powiązanych ze sobą w jedną całość różnymi zależnościami (ptaki, ssaki, owady),
- biotop - czyli nieożywione elementy tego obszaru, a więc: podłoże, woda, powietrze (środowisko zewnętrzne).
Ekosystem stanowi funkcjonalną całość, w której zachodzi wymiana materii między biocenozą i biotopem. Ekosystem stanowi największą jednostkę funkcjonalną biosfery.
Przykłady ekosystemów: (są jeszcze sztuczne i naturalne)
- lądowe: las, łąka, pole uprawne (agroekosystem), torfowiska, parki, sady, wydmy,
- wodne: rzeki, jeziora, stawy, strumienie, morze, akwarium.
Przykłady ze względu na wielkość:
- makroekosystemy: dżungla, tundra, tajga, step, sawanna, pustynia i oceany, morza, Jeziory
- mezoekosystemy: lasy, łąki
- mikroekosystemy: akwarium, oczko wodne, np. pień drzewa z biocenozą
Ze względu na jakość i ilość:
- utworzony za środowiska, a w nim tylko jeden organizm; monocen (istnieje tylko w laboratorium)
- występuje tylko jedna populacja w środowisku; democen (np. wirusów HIV)
- pleoceny; to wszystkie inne (więcej niż jedna populacja w danym środowisku)
Ekosystemy w przyrodzie są bardzo trwałe. Istnieją od początków Ziemi.
- krajobraz jest tworzony przez sąsiadujące ze sobą ekosystemy
- biosfera to przestrzeń w której występują organizmy lub występuje oddziaływanie organizmów
Ekosystem ma zazwyczaj czteropoziomową strukturę pokarmową (troficzną). Te poziomy to:
- producenci- autotrofy, czyli organizmy samożywne, które użytkują wyłącznie abiotyczną część ekosystemu: rośliny zielone i samożywne protesty,
- konsumenci- heterotrofy, czyli organizmy cudzożywne (głównie zwierzęta). Są to briofagi i odżywiające się martwą materią saprofagi.
POPULACJA biologiczna - zespół organizmów jednego gatunku żyjących równocześnie w określonym środowisku i wzajemnie na siebie wpływających, zdolnych do wydawania płodnego potomstwa. np. populacja klonów, buków, saren, dzików w lesie, wróbli, gołębi, ludzi, Polków, Górali (musi być określony gatunek).
Ważniejsze parametry charakteryzujące populację: odziedziczalność, powtarzalność, podobieństwo fenotypowe krewnych, korelacje genetyczne, korelacje fenotypowe, korelacje środowiskowe, wartość oczekiwana, wariancja, standardowe odchylenie
Inny podział cech charakteryzujących populację: rozrodczość, śmiertelność, areał (obszar występowania), zagęszczenie populacji, liczebność, struktura płci i wieku, struktura socjalna, strategia życiowa, dynamika liczebności
Rodzaje oddziaływań między populacjami:
1) Antagonistyczne
- konkurencja: przynosi straty obu populacjom. Gdy konkurencyjne populacje są do siebie podobne, wtedy słabsza zostaje całkowicie wyniszczona, np. wiewiórka szara wypiera rudą
- drapieżnictwo: osobniki jednej populacji ( ofiary) są zabijane i stanowią pożywienie dla osobników drugiej populacji( drapieżników), np. antylopa i lew
- pasożytnictwo: populacja pasożyta zyskuje, żywiciela traci, np. pies i pchła
- amensalizm: osobniki jednej populacji szkodzą innej, same nie czerpiąc korzyści np. grzyb pędzlak, który produkując antybiotyk hamuje rozwój bakterii
2) Nieantagonistyczne
- komensalizm: jedna populacja odnosi korzyści, druga pozostaje obojętna np. szakale żywiące się resztkami pokarmu lwów
- protokooperacja: symbioza przygodna, obie współżyjące populacje odnoszą korzyści, ich współpraca nie jest niezbędna do prawidłowego funkcjonowania, np. krab pustelnik i ukwiał
- mutualizm: symbioza konieczna. Współżyjące populacje odnoszą korzyści, a ich zależność jest tak wielka , że nie przetrwałyby bez siebie, np. korzenie drzew i grzyby.
Rodzaje przestrzennego rozmieszczenia osobników w populacji:
- przypadkowe - rozmieszczenie losowe, bez jakichkolwiek zasad. Występuje bardzo rzadko, głównie w przypadku bakterii i innych organizmów niższego rzędu,
- równomierne - spotykane głównie na polach uprawnych, ogródkach np. równomierne rozsianie roślin. Ten typ jest bardzo rzadko spotykany w przyrodzie.
- skupiskowe - osobniki łączą się w grupy, kolonie lub stada, razem mają bowiem większe szanse na przetrwanie (łatwiej zdobywają pokarm). Ten typ rozmieszczenia spotykamy najczęściej, dotyczy wielu gatunków - chociażby stad wilków
BIOCENOZA - naturalny zespół populacji organizmów żywych danego środowiska (biotopu), należących do różnych gatunków, ale powiązanych ze sobą różnorodnymi czynnikami ekologicznymi i zależnościami pokarmowymi, tworząc całość, która pozostaje w przyrodzie w stanie homeostazy (czyli dynamicznej równowagi). Biocenoza wraz ze środowiskiem fizycznym to ekosystem.
Można podzielić na;
Biocenozę tworzą:
BIOSFERA - strefa kuli ziemskiej zamieszkana przez organizmy żywe, gdzie odbywają się procesy ekologiczne. Biosfera jest częścią zewnętrznej skorupy Ziemi, która obejmuje również powietrze, ląd i wodę. Z najobszerniejszego punktu widzenia geofizyki, biosfera jest światowym systemem ekologicznym i obejmuje wszystkie żyjące organizmy i ich powiązania ze sobą i z litosferą (skorupą ziemską), hydrosferą (wodą), i atmosferą (powietrzem). Do dzisiejszego dnia Ziemia jest jedyną znaną planetą na której znajduje się życie. Szacuje się że ziemska biosfera zaczęła się tworzyć (przez proces biogenezy) przynajmniej 3,5 miliardów lat temu. Biosfera obejmuje około: 4 km n.p.m. (atmosfera) 300 m p.p.m. (hydrosfera) 40 cm w głąb ziemi (litosfera)
KRAJOBRAZ - termin wieloznaczny, stosowany w różnych dziedzinach nauki (geografia, ekologia, biologia, architektura, geochemia), czasami różnie definiowany i interpretowany. Dodatkowo w języku potocznym słowo "krajobraz" używane jest na określenie widoku (np. krajobraz miejski, krajobraz zimowy, krajobraz malowniczy, ładny, zeszpecony itd.). Najogólniej za krajobraz uważa się ogół cech przyrodniczych i antropogenicznych wyróżniających określony teren, zespół typowych cech danego terenu. Według Armanda, krajobraz jest synonimem terytorialnego (środowisko lądowe) lub akwatorialnego (środowisko wodne) kompleksu terytorialnego.
Cechy krajobrazu:
- krajobraz zajmuje wycinek przestrzeni i można go przedstawić na mapie.
- krajobraz charakteryzuje się swoista fizjonomią, która można przestawić w formie graficznej (rysunek, fotografia itd.)
- krajobraz jest systemem dynamicznym. Jego sposób funkcjonowania uzależniony jest od części składowych oraz powiązań między nimi jak i dominujących procesów.
- krajobraz podlega zmianom (ewolucja krajobrazu), każdy krajobraz ma swoja historię jak i podlega zmianom sezonowym, np. zimą w Polsce teren pokrywa warstwa śniegu, wiosną zieleni się młoda ruń, jesienią złocą się uschnięte liście na drzewach.
W zależności od stanu i stopnia zniszczenia rozróżnia się krajobrazy:
- pierwotne, które wykazują zdolność do samoregulacji, a ich równowaga biologiczna nie jest zachwiana przez człowieka (np. anekumeny),
- naturalne, które wykazują częściową zdolność do samoregulacji, jednak nie zawierają istotnych elementów przestrzennych wprowadzonych w wyniku działalności człowieka,
- kulturowe, które wykazują zachwianą zdolność samoregulacji i wymagają ochrony; znajdują się pod wpływem intensywnej działalności człowieka,
- zdewastowane, które charakteryzują się silnym uprzemysłowieniem i urbanizacją, brakiem naturalnych elementów krajobrazu oraz unifikacją formy (wymagają działań rekultywacyjnych).
SUKCESJA EKOLOGICZNA także sukcesja biocenoz lub po prostu sukcesja - jedna z najważniejszych form zmienności biocenoz w czasie. Prawidłowo sukcesja oznacza następstwo i bardzo dobrze oddaje istotę zjawiska. W odróżnieniu od cyklicznych fluktuacji sezonowych sukcesja ekologiczna jest procesem kierunkowym. Proces przebiega etapami od stadium początkowego poprzez stadia pośrednie, do końcowego zwanego klimaksem. Stadium klimaksu w danych warunkach klimatyczno-siedliskowych można uznać za stadium stabilne. Jednak i to stadium podlega zmianom, dzieje się tak pod wpływem ciągłych zmian klimatu oraz ewolucji. W naturalnych warunkach Polski zmiany biocenoz klimaksowych zachodzą ok. 10 razy wolniej niż zmiany w biocenozach etapów wcześniejszych.
Warunki w jakich mogą występować istoty żywe. Warunki zast. sformułowane zast. w okresie II w.s .
Zycie możliwe jest tam gdzie istnieje zróżnicowana materia na pierwiastki chemiczne
Życie jest zjawiskiem zimnym dlatego że może odbywać się w dolnej skali temperatur 270 stopni do +150 stopni. Organizmy pełnia aktywność (zdolność do rozwijania i rozrodu) zachowują w temp 0 , -273, 1 - obj. wszytych ciał =o stopni
Życie jest możliwe w ciśnieniu zbliżonym do ziemskiego. Tylko w takim ciśnieniu mogą tworzyć się związki białkowe decydujące o życiu 10/3 hPa
Zycie możliwe jest tam gdzie w środowisku nie występuje promieniowanie ultrafioletowe o zbyt dużym natężeniu
Zycie możliwe jest tylko tam, gdzie istnieją źródła energii i substancje pokarmowe
- wtedy gdy planety poruszają się po orbitach zbliżonych do kołowych
- wokół gwiazdy stanowiącej źródło energii jest układ planetarny
- ilość energii docierającej do planet jest stała
- planety poruszają się wokół własnej osi
- zróżnicowanie powierzchowne planet na :hydrosferę, atmosferę i litosferę.
ŚRODOWISKO to środowisko czegoś. Środowisko danego obiektu to otaczająca go przestrzeń wraz ze wszystkimi obiektami które na niej się znajdują:
- środowisko przyrodnicze: to takie w którym dominują obiekty naturalne i powietrze, woda, gleba albo skała, roślinność, zwierzęta
- środowisko człowieka: życia człowieka, jest to ta przestrzeń w której żyje populacja ludzka
- środowisko naturalne to środowisko niezmienione przez człowieka.
Adaptacja- przystosowanie
- morfologiczna- dotyczy budowy ciała
- fizjologiczna- dotyczy funkcji życiowych
Czynniki i ich kwalifikacje:
Czynniki środowiska- jest to każdy jego element, który oddziaływuje na org. 3 grupy:
- rekwizyty- czynniki konieczne dla przeżycia, rozwoju rozrodu: przestrzeń, woda, substancje pokarmowe, tlen (dla bakterii beztlenowych jest niepotrzebny)
- czynniki warunkujące- czynniki fizyczne i chemiczne, które wynikają ze stanu fizycznego albo ze składu chemicznego środ.:
*cz. fizyczne(temperatura, wilgotność, promieniowanie UV)
*cz. chemiczne(zanieczyszczenia, pHF- log[H+] pH=7)
- czynniki biotyczne- wywołane przez org.; konkurencja o przestrzeń, pokarm
TOLERANCJA EKOLOGICZNA - zdolność przystosowania organizmów do zmian fizyczno-chemicznych czynników środowiska, takich jak np.: temperatura, światło, zanieczyszczenie, wilgoć, ilość dostępnego powietrza, stężenie soli mineralnych, kwasowość.
Zakres zmienności czynnika, w którego obrębie organizm może żyć to zakres tolerancji. Opisują go 3 wskaźniki:
- minimum: dolna wartość czynnika
- maksimum: górna wartość czynnika
- optimum: wartości, w których organizm ma najlepsze warunki bytowania)
Tolerancje organizmu na dany czynnik opisują 2 prawa:
Prawo minimum Liebiga, które mówi, że możliwości rozwoju organizmu określa ten składnik, którego jest najmniej. Jest to tzw. czynnik ograniczający (niedobór wody, składników pokarmowych na wzrost i rozwój rośliny)
Prawo tolerancji Sheldorfa, mówi że możliwość bytowania organizmu określają minima i maksima danego czynnika. Każdy organizm względem czynników środowiska posiada dolną i górną granice, a pomiędzy tymi org. rozciąga się strefa tolerancji.
Organizmy mogą mieć wąskie zakresy tolerancji - stenobionty, gdy zaś mają szerokie sa eurybiontami.
Klasyfikacja ekologiczna organizmów:
- Eury - szeroki zakres
- Steno - wąski zakres
*termiczny = zależny od temperatury
*hydryczny = zależny od wody
*halinowy = zależny od zasolenia
*topowy = zależny od siedliska
Może być brak tolerancji ekologicznej lub jest niedomiar lub nadmiar (czynnika chemicznego,
albo zbyt niskie/wysokie natężenie).
Wskaźnik tolerancji wyznaczają 2 punkty krytyczne, określające wartość progową przeżycia organizmu: minimum i maksimum Wartości , w których organizm ma najlepsze warunki bytowania i najlepiej wzrasta określa się mianem optimum życiowego.
Zasady tolerancji:
- Sprawność organizmów i wydajnosc procesów zyciowych zalezną od natezenie czynników warunkujących.
- W pewnych zakresach zmienności czynnika warunkującego procesy biologiczne ustają i zycie jest niemozliwe.
- Zakres czynnika warunkującego w przyrodzie jest zwykle szeroki, natomiast organizm moze przezywać zwykle tylko w pewnym wąskim zakresie zmienności tego czynnika.
- W obrebie strefy tolerancji wystepuje zwiazek pomiedzy reakcjami organizmu, a natezeniem czynnika warunkujacego
- W pobliżu punktów krytycznych obserwuje się znaczne obniżenie sprawności lub aktywności organizmu.
- W miarę oddalania się od punktów krytycznych obserwuje się wzrost sprawności lub aktywności organizmu.
- Każdy organizm ma określoną tolerancję względem czynników warunkujących środowiska.
- Szanse przeżycia i rozrodu zależą od tego, w jakim stopniu warunki występujące w danym miejscu pokrywają się z zakresem adaptacji tolerancyjnej
(Tolerancja w stosunku do poszczególnych czynników może być rozmaita (szeroki i wąski zakres), jeżeli org. ma szeroki zakres to on jest mniej wrażliwy na działanie czynnika. Kiedy jeden z czynników zbliża się do granicy tolerancji to tolerancja org. względem innych czynników może się zmienić .Tolerancja nie odnosi się do gatunków jako całości, jedynie do poszczególnych populacji. Tolerancja zależy od wieku org. i od jego stanu fizjologicznego)
ODDZIAŁYWANIE CZYNNIKÓW ŚRODOWISKA:
Promieniowanie: (strumień energii płynącej ze słońca):
- czas naświetlenia oraz intensywność światła jest czynnikiem regulującym czynności życiowe organizmu: aktywność rozrodczą, wzrost, tempo przemiany materii, wędrówki, zachowanie się, orientację w otoczeniu
-przez atmosferę przechodzi w sposób zróżnicowany, na ziemie pada jako światło
-dostarcza 45% całości energii, drugie 45% promieniowanie podczerwone, 10% UV
- prędkość światła- 300 000 km/s,
-promieniowanie widzialne ma długość od 390-770 nm., UV ma mniejszą długość
-wartość promieniowania ma wartość stałą
-cząsteczki gazowe powietrza rozpraszają promieniowanie o mniejszej długości fali(dlatego niebo jest niebieskie)
-para wodna rozprasza promieniowanie o wszystkich dł. fali
-promieniowanie podczerwone: cała energia pochłaniana przez organizm, zmienia się w org. w ciepło, przyśpiesza krążenie krwi, łagodzi bóle, poprawia przemianę materii
Temperatura- wśród czynników warunkujących jest jednym z najregularniejszego procesu fizjologicznego w org. przy zbliżaniu się do punktu krytycznego.
- odrętwienie to śmierć w wyniku denaturacji białek. Odrętwienie z zimna sygnalizuje zbliżenie się temp do dolnego punktu krytycznego, śmierci, zamarznięcia płynów ustrojowych. Człowiek wytrzyma 1oC przez h (bez ubrania)
- wyróżniamy organizmy:
*stałocieplne-mają stałą temp ciała (POLITELOTERMY),
*zmiennocieplne- temp ciała zależy od temp otoczenia (HOMOIOTERMY).
- stałą temp ciała ułatwia: skóra, tkanka tłuszczowa, pory, sierść, włosy.
- termoregulacja - określone działania po to aby obniżyć lub podwyższyć temp.
- aktywność dobowa zależy od temp, wzrasta z temperaturą. Wyróżniamy:
*nocna (sowy, nietoperze)
*dzienna (człowiek)
*całodobowa (łosoś, gąsienice, motyle)
- oddziaływanie temp. na człowieka: bardziej odczuwamy mróz gdy jest wiatr, prędkość 20km/h, mogą być odmrożenia.
Woda
- niezbędny składnik każdego żywego organizmu, a zawartość jest zróżnicowana w poszczególnych jego częściach w zależności od wieku oraz etapu rozwojowego i wynosi przeciętnie 70 -80%.
- jest czynnikiem ograniczającym głównie w środowiskach lądowych, w szczególności suchych, natomiast w środowisku wodnym tylko tam, gdzie jej ilość ulega dużym wahaniom. - w siedliskach ubogich w wodę organizmy wykształciły różne rodzaje przystosowań, polegające głównie na magazynowaniu wody lub na ograniczaniu jej wydalania
- wszystkie reakcje chemiczne zachodzą w środowisku wodnym (98% wody ma gleba)
- wilgotność bezwzględna - ilość pary wodnej zawartej w jednostce objętości powietrza
- wilgotność względna - procentowy stosunek pary wodnej zawartej w jednostce objętości powietrza do ilości tej pary, która byłaby w tej samej obj. w stanie wysycenia
- wymagania org. w stosunku do ilości wody w środowisku:
*hydrofile- org. żyjące w wodzie(ryby, żółwie wodne)
*higrofile- org. żyjące w bardzo wilgotnym środowisku (płazy, żaby, ślimaki)
*mezofile - mające u miarkowane wymagania do zawartości wody w środowisku(człowiek)
*kserofile- org. żyjące w warunkach suchych( wielbłąd,kaktusy).
Kompleksowe oddziaływanie temp i wilgotności:
- kiedy temp. zbliża się do górnego punktu krytycznego
- zmniejsza się tolerancja względem wilgotności
- zbyt wysoka/niska wilgotność zwiększa wrażliwość na temp- zmniejsza tolerancję
- strefa komfortu- znakomite samopoczucie temp nie więcej niż 17oC a wilgotność 100%
Wiatr
-utrudnia prace układu nerwowego,osłabienie,bol glowy,agresja,uczucie leku, depresja.
Ciśnienie
- to siła działająca na określoną powierzchnię.
- wyróżniamy:
*ciśnienie atmosferyczne panujące w atmosferze ziemskiej, którego wartość zmienia się wraz ze zmianą temperatury i wysokości nad poziomem morza,
*ciśnienie hydrostatyczne panujące w zbiornikach wodnych
- wysokie ciśnienie panujące w głębiach oceanów najczęściej wywiera wpływ ujemny, przejawiający się w zwolnieniu procesów życiowych
Gazy
- największe znaczenie ma tlen, dwutlenek węgla i azot.
- w środowisku lądowym zawartość azotu wynosi 78%, tlenu 21%, dwutlenku węgla 0,03% i jest stosunkowo stała.
-w środowisku wodnym procentowa zawartość jest inna niż w powietrzu, a ich ilość zależy od temperatury, zasolenia, ciśnienia atmosferycznego, rozpuszczalności.
- tlen w wodzie ma duże znaczenie dla życia organizmów. Pochodzi z procesów fotosyntezy, częściowo zaś dostaje się na drodze dyfuzji z powietrza
- czynnik środowiska-21% w powietrzu, niedobór tlenu w wodzie
- powstaje w wyniku działalności roślin wodnych
- zależy od temp wody, zawartości soli mineralnych: 0 0C 10, 2cm3 O2-slodka woda, 8cm3 O2-słona(morska), 300C 5,5 02-slodka, 4,5 02-słona
- reaktywne formy tlenu(RFT)- maja negatywna role, sprzyjają miażdżycy, cukrzycy, nowotworom. Są tez odpowiedzialne za przekształcanie białka w org. i zmiany w łańcuchu KNA i DNA.
- cząsteczki 02 które tworzą się w kom org. RFII sa unieczynnione przez enzym SOD(dysmintaza ponatlenkowa)
- tlen singletowy- powstaje przez napromieniowanie UV, powstaje z tlenu tryptelowego, ma inny układ elektronow-16el,powst przy elektrofiltrach, gdy jest słonce.
- najbardziej szkodliwy- rodnik wodorotlenowy OH. H20-20H., H20+0-20H.
Rodniki cząsteczki lub atomy mające wolne elektrony jak wejdzie w reakcje w org. np. z kw. tłuszczowym, kw. tłuszczowy ziemi swoje właściwości(jego skład) np. z genami mogą wywołać raka. Rodnik wodorotlenowy zmieniające składniki chemiczne, zw. bud nasz organizm i decydują o chorobach, tworzą się one w naszym org., nie brakuje ich tez w powietrzu i w wodzie.
Aerozole organiczne
- rozmaite związki organiczne a niekiedy mikroskopijne czasteczki unoszące się w powietrzu(mogą być: węglowodory, kwasy organiczne)
- są one wydalane przez rośliny, maja tropikalne funkcje: sa zbędne dla roślin(rośliny pozbywaja się ich),orenżem w walce konkurencyjnej,substancje zapachowe-przywabiajace. Jeżeli sa bakteriobójcze albo grzybobójcze to fitonecydy.terpeny-zapach sosen-dla chorych na serce nie jest najlepszy.
- Zalezy od-pory roku,pory dnia,temp.Najwiekszy wpływ w porze letniej,gdy temp przekracza 18stopni.Stezenie fitonecydow-40mg/100m3 powietrza.Fitonecydy-sosna,swierk,jodła,jałowiec,brzoza,
- dwutlenek węgla może występować w wodzie w zmiennych ilościach; jest go więcej w wodzie niż w powietrzu, co wynika z bardzo dobrej rozpuszczalności w wodzie. CO2 jest niezbędny w życiu roślin jako zasadnicze źródło węgla będącego podstawowym elementem budowy związków organicznych. W ostatnich czasach szczególnego znaczenia nabiera zawartość CO2 w atmosferze jako czynnika wywołującego tzw. efekt cieplarniany
- efekt cieplarniany- zjawisko zachodzące w atmosferze powodujące wzrost temperatury planety. Efekt jest wywoływany przez gazy atmosferyczne( cieplarniane) ograniczające promieniowanie cieplne powierzchni i dolnych warstw atmosfery do przestrzeni kosmicznej. Skutki:
*globalne ocieplenie klimatu
podniesienie się poziomu mórz◊• Topnienie lodowców
* wędrówka stref klimatycznych to znaczy przesunięcie stref w kierunku bieguna
wymarcie na◊• zmiana warunków występowania wielu gatunków roślin niektórych terenach i zastąpienie ich miejsca przez inne gatunki.
JONIZACJA POWIETRZA - zjawisko odrywania się elektronów od atomu (wyładowania elektryczne, burze piaskowe, uderzenia fal morskich o brzeg)
Podział na podstawie ruchliwości:
- jony lekkie (j. tlenu, azotu, j. ujemnie)
- jony średnie (jony CO2)
- jony ciężkie (zw. z zanieczyszczeniami powietrza, mogą oddawać j. dodtatnie)
Negatywne oddziaływanie na organizm:
- ciężkie j. dodatnie- pogarszają samopoczucie
- lekkie j. dodatnie- działają pozytywnie, korzystne, zdolność do krótkotrwałego wysiłku
- lekkie j. ujemne-w chorobach narządów oddechowych, miażdżycy, bezsenność są korzystne dla zdrowia.
Pęcherzyki płucne mogą na dobę pochłaniać kilkadziesiąt milionów jonów.
1cm3 pow/ilość jonów lekkich ujemnych lasy,gory-2000-3000, łąki do 1200, pola do1000, parki do 800, miasta do400, pomieszczenia do100
Ujemne jony lekkie wytwarzają -drzewa- sosny, brzozy.
Czynniki środowiska:
- podłużne fale sprężyste,
- dźwięki- natężenie, częstotliwość, widmo,
*natężenie- określa głośność,
*częstotliwość- wysokość i barwa dźwięku,
*widmo. Od 16-20000Hz-slyszymy
Częstotliwość
- Infradźwięki- częstotliwość poniżej 16Hz,ultradzwieki- wyższe częstotliwości
- przy ocenie głośności- umowna skala dogorytmiczna- skala decybelowa
- dźwięk który ma moc: 10-16W/cm2=0dB, 10-15W/cm2=10dB, 10-14W/cm2=20dB, 10-6W/cm2=100dB.
- głośna rozmowa ma40-60dB, na ruchliwej ulicy-70dB, impreza-120dB, start samolotu odrzutowego-140dB. Od 110dB odczuwa się czasami ból ucha, od 100dB hałas
- od czego zależy szkodliwość: od częstotliwości, od ilości dB., od częstości zmian częstotliwości w czasie.
- naturalne dźwięki emitowane przez naturalne składniki ekosystemów pozytywnie wpływają na samopoczucie-szum wody, drzew, śpiew ptaków, dźwięki wydawane przez owady.
Roztw kwaśne:[H+]>10do-7
Roztw zasadowe[H+]<10do-7
{H+] [OH-]=10do-14 jak maleja jony H+ to rosna OH-
pH<7-r kwasny,pH>7-r zasadowy
pH ważne dla organizmów wodnych i glebowych ,ponieważ maja one określone tolerancje na pH.
HOMEOSTAZA EKOSYSTEMÓW
Homeostaza- zdolność układu do przeciwdziałania zmianom w tym układzie. Homeostaza dąży do uzyskania równowagi.
Ekosystemy maja tez zdolność do homeostazy.
Homeostaza w ekosystemach ma swoje struktury które umożliwiają ja: podsystemy, populacje, łańcuchy pokarmowe, zespoły konkurencyjne
Homeostatyczne działanie struktur powyższych:
1. Podsystemy
- producentów (sami produkują sobie żywność)
-biotrofów (org.ż się żywymi organizmami wraz z pasożytami)
-saprotrofów (odżywiają się martwa materia organiczna)
Martwa materia: organiczna: biotopów (siedliska- woda, przestrzeń, co się tam znajduje). Podsystemy umożliwiają krążenie materii i przepływ energii
2. Populacje
Reakcje populacyjne na zmniejszenie??? populacji:
-wzrasta płodność semio
-wzrost przeżywalności niemowląt
-wzrost przeżywalności osobników żywych
Wskaźnik Agrella - określenie stopnia stowarzyszenie między gatunkami. Ilość prób zawierających równocześnie gatunek A, B i C do ilości wszystkich prób (Ag=n a,b,c/N, gdzie Ag= 3/8*100=37.5%)
Wskaźnik różnorodności gatunkowej Shannon'a (H) - Jest to najczęściej stosowany wskaźnik różnorodności biologicznej. Jego wartość określa prawdopodobieństwo, że dwa wylosowane z próbki osobniki będą należały do różnych gatunków
H=-Σ pi ln pi (nad Σ jest s, a pod i= 1) gdzie: S - liczba gatunków), pi - stosunek liczby osobników danego gatunku do liczby wszystkich osobników ze wszystkich gatunków, ni - liczba osobników i-tego gatunku , N - liczba wszystkich osobników ze wszystkich gatunków, Ln-logarytm naturalny
3. Łańcuchy pokarmowe - szereg grup organizmów ustawionych tak , że każda poprzedzająca grupa jest podstawa pożywienia następnej.
Gdy łańcuch rezerwowy znika przez np. zniszczenie zanieczyszczeniem jego role przejmuje łańcuch rezerwowy (o niewielkiej ilość osobników), przez którym płynie mało energii. Energia w tym przypadku płynie teraz tylko z łańcuchów rezerwowym w całości(nawet ta co płynęła w górnym)
Katastrofa ekologiczna- załamanie się homeostazy ekosystemu i zachodzi tym łatwiej im mniej łańcuchów rezerwowych występuje w ekosystemie.
Ważną rolą mechanizmów homeostazy (łańcuchów pokarmowych) jest przejście roli łańcucha pokarmowego głównego przez łańcuch rezerwowy.
4. Zespoły konkurencyjne - populacje zwierząt występujących na tym samym terenie, które konkurują między sobą o zasoby środowiska. Odgrywa ważną rolę w utrzymaniu równowagi biocenotycznej.
Mechanizmem homeostazy była zmianą stosunków dominacji spowodowanych jakimś czynnikiem.
Mechanizmy homeostazy:
- reakcje populacyjne
- przejecie roli łańcucha
- zmiana stosunków dominacji w zespołach konkurencyjnych
|
Homeostaza ekosystemu, ekologiczna zdolność układów ekol. do regulacji procesów wewn., w wyniku której układ jako całość zachowuje równowagę. Homeostaza ekosystemu wyraża się w: 1) zrównoważeniu przychodów z rozchodami materii; 2) zużyciu całości energii wyprodukowanej na wewn. potrzeby ekosystemu; 3) wykorzystaniu energii z rezerw układu równym jej retencjonowaniu; 4) zachowaniu różnorodności i struktury wewn. biocenozy, która kontroluje i stabilizuje procesy zachodzące w biotopie; 5) trwałości ekosystemu w czasie; 6) zdolności układu do przywracania równowagi po zakłóceniach wynikających ze stresów środowiskowych. |
SŁOWNICZEK:
Akcja - oddziaływanie środowiska na org. ( temp, światło, ciśnienie)
Reakcja- oddziaływanie organizmu na środowisko.
Koakcja- oddziaływanie org. na siebie.
Adaptacja - przystosowanie się organizmów do zmieniających się warunków.
Amonifikacja- rozkład związków organicznych zawierających azot znajdujących się w wydalinach i obumarłych szczątkach roślin i zwierząt. Azot w nich zawarty ulega mineralizacji.
Biocenoza - to zbiór wszystkich żywych organizmów współwystępujących na danym terenie (ptaki, ssaki, owady na danym terenie)
Biom- duża jednostka ekologiczna złożona z ekosystemów na określonym obszarze geogr. Dominuje w niej określona formacja roślinna i charakterystyczna fauna.
Biosfera- strefa występowania organizmów oraz wszystkie org. zamieszkujące wymienione sfery
Biotop- układ nieożywionych elementów środowiska, w znacznym stopniu.
Denitryfikacja- przekształcenie nadmiaru azotanów do azotynów, amoniaku i gazowego azotu
Ekologia- nauka o wzajemnych zależnościach pomiędzy organizmami oraz organizmami i otaczającym je środowiskiem.
Ekosystem- kompletna jednostka ekologiczna składająca się ze wszystkich organizmów zamieszkujących dany teren i ich środowiska naturalnego, jest to biocenoza wraz z jej nieożywionym środowiskiem (powietrze, woda, gleba, skały, martwa materia organiczna, martwe rośliny, zwierzęta lub ich kawałki, części)
Produktywność ekosystemu- to ilość biomasy wyprodukowanej w przeliczeniu na jednostkę powierzchni lub objętości ekosystemu:
• Pierwotna( produktywność producenta)
• Wtórna ( produktywność konsumenta)
Nisza ekologiczna- miejsce i rola populacji w biocenozie,miejsce organizmu w środowisku opisywane przez warunki, w jakich gatunki występują, zasoby jakie wykorzystują
Nitryfikacja- proces polegający na utlenianiu amoniaku do azotynów . W procesie tym biorą udział mikroorganizmy NO3-◊ NO2-◊NH3+
Obiekty nieożywione - woda, powietrze, gleba i skała, martwa materia organiczna (martwe rośliny i zwierzęta)
Ochrona środowiska- to działalność mająca na celu ochronę wszystkich elementów otoczenia przed nie korzystnym wpływem działalności człowieka oraz także kształtowanie śr. człowieka, aby zapewniło mu optymalne warunki bytowania
Organizm - jest to taki poziom organizmu żywej materii w którym współdziałanie związków chemicznych umożliwia funkcje uznane za charakterystyczne dla życia.
Osobnik- pojedyncza jednostka zdolna do samodzielnej egzystencji,.
Ozonosfera- warstwa w atmosferze Ziemi na wysokości od 20 do 50 km o podwyższonej zawartości ozonu. Absorpcja promieniowania w ozonosferze jest przyczyną wzrostu temperatury w stratosferze.
Populacja-zespół osobników żyjących na tym samym terenie i w tym samym czasie. Osobniki tworzące populacje mogą się ze sobą swobodnie krzyżować i dawać płodne potomstwo. Każda populacja ma własną pulę genową. Jest to zbiór organizmów tego samego gatunku wpółwystepujących na danym terenie np. populacja klonów, buków, saren, dzików w lesie, wróbli, gołębi, ludzi, Polków, Górali (musi być określony gatunek.
Siedlisko - zespół czynników abiotycznych śr. tworzących warunki bytowania danego organizmu. Siedlisko = biotop, stanowisko jest to przestrzeń w której występuje dana biocenoza zawierająca obiekty nieożywione.
Siedlisko posiada warunki które umożliwia przeżycie organizmów i wyklucza przeżycie innych.
Sukcesja ekonom.- uporządkowane w czasie i ukierunkowane na zmiany w zespołach roślin i zwierząt w danym biotopie. Zmianom towarzyszą zmiany w śr. abiotycznym. SE zaczyna się od inwazji org. pionierskich (roślin).Rośliny te rozpoczynają tzw szereg sukcesyjny, który w stałych warunkach (bez zmian biotopu) prowadzi do powstania stabilnej biocenozy (klimaks) z charakterystycznym dla danego szeregu składem gatunkowym roślin i zwierząt. Przyczyną SE jest zachowanie równowagi miedzy biocenozą a biotopem, np. wskutek trzęsienia ziemi, wybuchu bomby atomowej, wyrębu drzew.
Tolerancja ekologiczna - zdolność przystosowania organizmów do zmian fizyczno-chemicznych czynników środowiska
Wydajność ekologiczna- to ilość zakumulowanej energii na danym poziomie troficznym.
*Rodzaje biocenoz: naturalna, sztuczna.
*Środowisko dzielimy na: ożywione, nieożywione.
*Ksenobiotyki to: subs.chem. nie mające odpowiedników w przyrodzie.
*Konferencja na której ogłoszono Agendę 21 to Szczyt Ziemi.
*Cele Karty Przyrody: przestrzeganie ciągłości i trwałości procesów ekologicznych, zabezpieczenie jak największego zróżnicowania genetycznego w przyrodzie, zachowanie trwałości gatunków i ekosystemów.
* Przesłanki ochrony środowiska: biologiczne, społeczne, ekonomiczne.
*Ścieki to: wody zużyte na cele bytowo gospodarcze, ciekłe odchody zwierząt, wody opadowe lub roztopowe, ujęte w systemy kanalizacyjne, wody odciekowe ze składowisk odpadów, wody pochodzące z odwodnienia zakładów górniczych, wody odprowadzane z obiektów gospodarki rybackiej, jeżeli występują w nich nowe substancje w stosunku do zawartych w wodzie pobranej.
*Zanieczyszczenia to: emisja, która jest szkodliwa dla zdrowia ludzi lub stanu środowiska, powoduje szkody w dobrach materialnych, pogarsza walory estetyczne środowiska.
*Pochodzenie zanieczyszczeń powietrza to: punktowe, obszarowe, ruchome.
*Naturalne zamieszczenia powietrza to: wietrzenie skał, erozje wulkanów, rozkład substancji organicznej, pożary lasów i stepów
*Smog to: zanieczyszczenie powietrza zawierające duże stężenie pyłów i toksycznych gazów, których źródłem jest motoryzacja i przemysł.
*Promieniotwórczość to: samoistny rozpad jąder połączony z emisją cząstek.
* Hierarchia postępowania z odpadami: zapobiegać w powstawaniu odpadów, minimalizacja pows. odpa, odzysk, unieszkodliwienie, składowanie.
*Recykling to: odzysk, który polega na powtórnym przetwarzaniu subs. Lub materiałów zawartych w odpadach.
*Defloracja to: ubytek aparatu asymilacyjnego asymilacyjnego i odbarwienie koron drzew.
*Rola gleby: produ.,retencyjna, sanitarna,naturalnego filtru
* Formy degradacji gleby: spadek zawartości próchnicy, zakwaszenie, zasolenie, ubytek składników, pokarmowych, zanieczyszczenia chem.
*Rekultywacja to zabiegi stos. na zdegradowanych terenach, zespół zabieg.tech. agrotech.chem. i biolgicznyc mającym na celu przywrócenie terenom zdewastowanym .prawidłowej własności.
*Proces eutrofizacji: zakwiecie wód stojących na wskutek nagromadzenia się zanieczyszczeń.
*Klęska ekologiczna: stan w którym śr.przestało pełnić swoje podstawowe funkcje i np. zatraca zdolność do reprodukcji zasobów odnawialnych
EKOLOGIA - nauka o strukturze i funkcjonowaniu przyrody, zajmująca się badaniem oddziaływań pomiędzy organizmami a ich środowiskiem oraz wzajemnie między tymi organizmami. Jest naukową podstawą ochrony środowiska.
Podział ze względu na zakres zainteresowań i poziomów organizacji:
- autekologię czyli ekologię organizmów, zajmującą się badaniem wzajemnego oddziaływania środowiska abiotycznego na organizmy,
- synekologię czyli ekologię ekosystemów, zajmującą się badaniem grup organizmów w biocenozach oraz zależności między zbiorowiskami organizmów a ich siedliskiem.
Podział ze względu na metodologię badań:
- e. opisowa - „historia naturalna”, opisywanie całych formacji roślinnych i zgrupować zwierząt kuli ziemskiej,
- e. funkcjonalna - poszukuje i bada związki, wzajemne zależności i oddziaływania między składowymi jednostek opisywanych przez ekologie opisową, poszukuje ogólnych zasad funkcjonowania systemów ekologicznych,
- e. ewolucyjna - rozważa organizmy i relacje istniejące między nimi jako twory historycznego procesu ewolucji.
Zakres ekologii: bada zjawiska zachodzące na wszystkich poziomach organizacji żywej materii, począwszy od poziomu organizmu.
Biologia środowiskowa:
- ekologia - nauka o ochronie przyrody,
- inżynieria środowiska - nauka o sposobach i technicznych środkach kształtowania oraz ochrony środowiska.
ZAKRES ORGANIZACJI ŻYWEJ MATERII
- poziom najniższy: cząsteczkowy (molekularny), poszczególne cząsteczki chemiczne pomiędzy którymi zachodzą rozmaite oddziaływania
- poziom organelli komórkowych
- p. komórki
- p. tkanki
- p. narządów
- p. układu narządów
- p. organizmu
EKOSYSTEM - kompletna jednostka ekologiczna składająca się ze wszystkich organizmów zamieszkujących dany teren i ich środowiska naturalnego. Jest to biocenoza wraz z jej nieożywionym środowiskiem.
Na ekosystem składają się dwa składniki:
- biocenoza - czyli ogół organizmów występujących na danym obszarze powiązanych ze sobą w jedną całość różnymi zależnościami (ptaki, ssaki, owady),
- biotop - czyli nieożywione elementy tego obszaru, a więc: podłoże, woda, powietrze (środowisko zewnętrzne).
Ekosystem stanowi funkcjonalną całość, w której zachodzi wymiana materii między biocenozą i biotopem. Ekosystem stanowi największą jednostkę funkcjonalną biosfery.
Przykłady ekosystemów: (są jeszcze sztuczne i naturalne)
- lądowe: las, łąka, pole uprawne (agroekosystem), torfowiska, parki, sady, wydmy,
- wodne: rzeki, jeziora, stawy, strumienie, morze, akwarium.
Przykłady ze względu na wielkość:
- makroekosystemy: dżungla, tundra, tajga, step, sawanna, pustynia i oceany, morza, Jeziory
- mezoekosystemy: lasy, łąki
- mikroekosystemy: akwarium, oczko wodne, np. pień drzewa z biocenozą
Ze względu na jakość i ilość:
- utworzony za środowiska, a w nim tylko jeden organizm; monocen (istnieje tylko w laboratorium)
- występuje tylko jedna populacja w środowisku; democen (np. wirusów HIV)
- pleoceny; to wszystkie inne (więcej niż jedna populacja w danym środowisku)
Ekosystemy w przyrodzie są bardzo trwałe. Istnieją od początków Ziemi.
- krajobraz jest tworzony przez sąsiadujące ze sobą ekosystemy
- biosfera to przestrzeń w której występują organizmy lub występuje oddziaływanie organizmów
Ekosystem ma zazwyczaj czteropoziomową strukturę pokarmową (troficzną). Te poziomy to:
- producenci- autotrofy, czyli organizmy samożywne, które użytkują wyłącznie abiotyczną część ekosystemu: rośliny zielone i samożywne protesty,
- konsumenci- heterotrofy, czyli organizmy cudzożywne (głównie zwierzęta). Są to briofagi i odżywiające się martwą materią saprofagi.
POPULACJA biologiczna - zespół organizmów jednego gatunku żyjących równocześnie w określonym środowisku i wzajemnie na siebie wpływających, zdolnych do wydawania płodnego potomstwa. np. populacja klonów, buków, saren, dzików w lesie, wróbli, gołębi, ludzi, Polków, Górali (musi być określony gatunek).
Ważniejsze parametry charakteryzujące populację: odziedziczalność, powtarzalność, podobieństwo fenotypowe krewnych, korelacje genetyczne, korelacje fenotypowe, korelacje środowiskowe, wartość oczekiwana, wariancja, standardowe odchylenie
Inny podział cech charakteryzujących populację: rozrodczość, śmiertelność, areał (obszar występowania), zagęszczenie populacji, liczebność, struktura płci i wieku, struktura socjalna, strategia życiowa, dynamika liczebności
Rodzaje oddziaływań między populacjami:
1) Antagonistyczne
- konkurencja: przynosi straty obu populacjom. Gdy konkurencyjne populacje są do siebie podobne, wtedy słabsza zostaje całkowicie wyniszczona, np. wiewiórka szara wypiera rudą
- drapieżnictwo: osobniki jednej populacji ( ofiary) są zabijane i stanowią pożywienie dla osobników drugiej populacji( drapieżników), np. antylopa i lew
- pasożytnictwo: populacja pasożyta zyskuje, żywiciela traci, np. pies i pchła
- amensalizm: osobniki jednej populacji szkodzą innej, same nie czerpiąc korzyści np. grzyb pędzlak, który produkując antybiotyk hamuje rozwój bakterii
2) Nieantagonistyczne
- komensalizm: jedna populacja odnosi korzyści, druga pozostaje obojętna np. szakale żywiące się resztkami pokarmu lwów
- protokooperacja: symbioza przygodna, obie współżyjące populacje odnoszą korzyści, ich współpraca nie jest niezbędna do prawidłowego funkcjonowania, np. krab pustelnik i ukwiał
- mutualizm: symbioza konieczna. Współżyjące populacje odnoszą korzyści, a ich zależność jest tak wielka , że nie przetrwałyby bez siebie, np. korzenie drzew i grzyby.
Rodzaje przestrzennego rozmieszczenia osobników w populacji:
- przypadkowe - rozmieszczenie losowe, bez jakichkolwiek zasad. Występuje bardzo rzadko, głównie w przypadku bakterii i innych organizmów niższego rzędu,
- równomierne - spotykane głównie na polach uprawnych, ogródkach np. równomierne rozsianie roślin. Ten typ jest bardzo rzadko spotykany w przyrodzie.
- skupiskowe - osobniki łączą się w grupy, kolonie lub stada, razem mają bowiem większe szanse na przetrwanie (łatwiej zdobywają pokarm). Ten typ rozmieszczenia spotykamy najczęściej, dotyczy wielu gatunków - chociażby stad wilków
BIOCENOZA - naturalny zespół populacji organizmów żywych danego środowiska (biotopu), należących do różnych gatunków, ale powiązanych ze sobą różnorodnymi czynnikami ekologicznymi i zależnościami pokarmowymi, tworząc całość, która pozostaje w przyrodzie w stanie homeostazy (czyli dynamicznej równowagi). Biocenoza wraz ze środowiskiem fizycznym to ekosystem.
Można podzielić na;
Biocenozę tworzą:
BIOSFERA - strefa kuli ziemskiej zamieszkana przez organizmy żywe, gdzie odbywają się procesy ekologiczne. Biosfera jest częścią zewnętrznej skorupy Ziemi, która obejmuje również powietrze, ląd i wodę. Z najobszerniejszego punktu widzenia geofizyki, biosfera jest światowym systemem ekologicznym i obejmuje wszystkie żyjące organizmy i ich powiązania ze sobą i z litosferą (skorupą ziemską), hydrosferą (wodą), i atmosferą (powietrzem). Do dzisiejszego dnia Ziemia jest jedyną znaną planetą na której znajduje się życie. Szacuje się że ziemska biosfera zaczęła się tworzyć (przez proces biogenezy) przynajmniej 3,5 miliardów lat temu. Biosfera obejmuje około: 4 km n.p.m. (atmosfera) 300 m p.p.m. (hydrosfera) 40 cm w głąb ziemi (litosfera)
KRAJOBRAZ - termin wieloznaczny, stosowany w różnych dziedzinach nauki (geografia, ekologia, biologia, architektura, geochemia), czasami różnie definiowany i interpretowany. Dodatkowo w języku potocznym słowo "krajobraz" używane jest na określenie widoku (np. krajobraz miejski, krajobraz zimowy, krajobraz malowniczy, ładny, zeszpecony itd.). Najogólniej za krajobraz uważa się ogół cech przyrodniczych i antropogenicznych wyróżniających określony teren, zespół typowych cech danego terenu. Według Armanda, krajobraz jest synonimem terytorialnego (środowisko lądowe) lub akwatorialnego (środowisko wodne) kompleksu terytorialnego.
Cechy krajobrazu:
- krajobraz zajmuje wycinek przestrzeni i można go przedstawić na mapie.
- krajobraz charakteryzuje się swoista fizjonomią, która można przestawić w formie graficznej (rysunek, fotografia itd.)
- krajobraz jest systemem dynamicznym. Jego sposób funkcjonowania uzależniony jest od części składowych oraz powiązań między nimi jak i dominujących procesów.
- krajobraz podlega zmianom (ewolucja krajobrazu), każdy krajobraz ma swoja historię jak i podlega zmianom sezonowym, np. zimą w Polsce teren pokrywa warstwa śniegu, wiosną zieleni się młoda ruń, jesienią złocą się uschnięte liście na drzewach.
W zależności od stanu i stopnia zniszczenia rozróżnia się krajobrazy:
- pierwotne, które wykazują zdolność do samoregulacji, a ich równowaga biologiczna nie jest zachwiana przez człowieka (np. anekumeny),
- naturalne, które wykazują częściową zdolność do samoregulacji, jednak nie zawierają istotnych elementów przestrzennych wprowadzonych w wyniku działalności człowieka,
- kulturowe, które wykazują zachwianą zdolność samoregulacji i wymagają ochrony; znajdują się pod wpływem intensywnej działalności człowieka,
- zdewastowane, które charakteryzują się silnym uprzemysłowieniem i urbanizacją, brakiem naturalnych elementów krajobrazu oraz unifikacją formy (wymagają działań rekultywacyjnych).
SUKCESJA EKOLOGICZNA także sukcesja biocenoz lub po prostu sukcesja - jedna z najważniejszych form zmienności biocenoz w czasie. Prawidłowo sukcesja oznacza następstwo i bardzo dobrze oddaje istotę zjawiska. W odróżnieniu od cyklicznych fluktuacji sezonowych sukcesja ekologiczna jest procesem kierunkowym. Proces przebiega etapami od stadium początkowego poprzez stadia pośrednie, do końcowego zwanego klimaksem. Stadium klimaksu w danych warunkach klimatyczno-siedliskowych można uznać za stadium stabilne. Jednak i to stadium podlega zmianom, dzieje się tak pod wpływem ciągłych zmian klimatu oraz ewolucji. W naturalnych warunkach Polski zmiany biocenoz klimaksowych zachodzą ok. 10 razy wolniej niż zmiany w biocenozach etapów wcześniejszych.
Warunki w jakich mogą występować istoty żywe. Warunki zast. sformułowane zast. w okresie II w.s .
Zycie możliwe jest tam gdzie istnieje zróżnicowana materia na pierwiastki chemiczne
Życie jest zjawiskiem zimnym dlatego że może odbywać się w dolnej skali temperatur 270 stopni do +150 stopni. Organizmy pełnia aktywność (zdolność do rozwijania i rozrodu) zachowują w temp 0 , -273, 1 - obj. wszytych ciał =o stopni
Życie jest możliwe w ciśnieniu zbliżonym do ziemskiego. Tylko w takim ciśnieniu mogą tworzyć się związki białkowe decydujące o życiu 10/3 hPa
Zycie możliwe jest tam gdzie w środowisku nie występuje promieniowanie ultrafioletowe o zbyt dużym natężeniu
Zycie możliwe jest tylko tam, gdzie istnieją źródła energii i substancje pokarmowe
- wtedy gdy planety poruszają się po orbitach zbliżonych do kołowych
- wokół gwiazdy stanowiącej źródło energii jest układ planetarny
- ilość energii docierającej do planet jest stała
- planety poruszają się wokół własnej osi
- zróżnicowanie powierzchowne planet na :hydrosferę, atmosferę i litosferę.
ŚRODOWISKO to środowisko czegoś. Środowisko danego obiektu to otaczająca go przestrzeń wraz ze wszystkimi obiektami które na niej się znajdują:
- środowisko przyrodnicze: to takie w którym dominują obiekty naturalne i powietrze, woda, gleba albo skała, roślinność, zwierzęta
- środowisko człowieka: życia człowieka, jest to ta przestrzeń w której żyje populacja ludzka
- środowisko naturalne to środowisko niezmienione przez człowieka.
Adaptacja- przystosowanie
- morfologiczna- dotyczy budowy ciała
- fizjologiczna- dotyczy funkcji życiowych
Czynniki i ich kwalifikacje:
Czynniki środowiska- jest to każdy jego element, który oddziaływuje na org. 3 grupy:
- rekwizyty- czynniki konieczne dla przeżycia, rozwoju rozrodu: przestrzeń, woda, substancje pokarmowe, tlen (dla bakterii beztlenowych jest niepotrzebny)
- czynniki warunkujące- czynniki fizyczne i chemiczne, które wynikają ze stanu fizycznego albo ze składu chemicznego środ.:
*cz. fizyczne(temperatura, wilgotność, promieniowanie UV)
*cz. chemiczne(zanieczyszczenia, pHF- log[H+] pH=7)
- czynniki biotyczne- wywołane przez org.; konkurencja o przestrzeń, pokarm
TOLERANCJA EKOLOGICZNA - zdolność przystosowania organizmów do zmian fizyczno-chemicznych czynników środowiska, takich jak np.: temperatura, światło, zanieczyszczenie, wilgoć, ilość dostępnego powietrza, stężenie soli mineralnych, kwasowość.
Zakres zmienności czynnika, w którego obrębie organizm może żyć to zakres tolerancji. Opisują go 3 wskaźniki:
- minimum: dolna wartość czynnika
- maksimum: górna wartość czynnika
- optimum: wartości, w których organizm ma najlepsze warunki bytowania)
Tolerancje organizmu na dany czynnik opisują 2 prawa:
Prawo minimum Liebiga, które mówi, że możliwości rozwoju organizmu określa ten składnik, którego jest najmniej. Jest to tzw. czynnik ograniczający (niedobór wody, składników pokarmowych na wzrost i rozwój rośliny)
Prawo tolerancji Sheldorfa, mówi że możliwość bytowania organizmu określają minima i maksima danego czynnika. Każdy organizm względem czynników środowiska posiada dolną i górną granice, a pomiędzy tymi org. rozciąga się strefa tolerancji.
Organizmy mogą mieć wąskie zakresy tolerancji - stenobionty, gdy zaś mają szerokie sa eurybiontami.
Klasyfikacja ekologiczna organizmów:
- Eury - szeroki zakres
- Steno - wąski zakres
*termiczny = zależny od temperatury
*hydryczny = zależny od wody
*halinowy = zależny od zasolenia
*topowy = zależny od siedliska
Może być brak tolerancji ekologicznej lub jest niedomiar lub nadmiar (czynnika chemicznego,
albo zbyt niskie/wysokie natężenie).
Wskaźnik tolerancji wyznaczają 2 punkty krytyczne, określające wartość progową przeżycia organizmu: minimum i maksimum Wartości , w których organizm ma najlepsze warunki bytowania i najlepiej wzrasta określa się mianem optimum życiowego.
Zasady tolerancji:
- Sprawność organizmów i wydajnosc procesów zyciowych zalezną od natezenie czynników warunkujących.
- W pewnych zakresach zmienności czynnika warunkującego procesy biologiczne ustają i zycie jest niemozliwe.
- Zakres czynnika warunkującego w przyrodzie jest zwykle szeroki, natomiast organizm moze przezywać zwykle tylko w pewnym wąskim zakresie zmienności tego czynnika.
- W obrebie strefy tolerancji wystepuje zwiazek pomiedzy reakcjami organizmu, a natezeniem czynnika warunkujacego
- W pobliżu punktów krytycznych obserwuje się znaczne obniżenie sprawności lub aktywności organizmu.
- W miarę oddalania się od punktów krytycznych obserwuje się wzrost sprawności lub aktywności organizmu.
- Każdy organizm ma określoną tolerancję względem czynników warunkujących środowiska.
- Szanse przeżycia i rozrodu zależą od tego, w jakim stopniu warunki występujące w danym miejscu pokrywają się z zakresem adaptacji tolerancyjnej
(Tolerancja w stosunku do poszczególnych czynników może być rozmaita (szeroki i wąski zakres), jeżeli org. ma szeroki zakres to on jest mniej wrażliwy na działanie czynnika. Kiedy jeden z czynników zbliża się do granicy tolerancji to tolerancja org. względem innych czynników może się zmienić .Tolerancja nie odnosi się do gatunków jako całości, jedynie do poszczególnych populacji. Tolerancja zależy od wieku org. i od jego stanu fizjologicznego)
ODDZIAŁYWANIE CZYNNIKÓW ŚRODOWISKA:
Promieniowanie: (strumień energii płynącej ze słońca):
- czas naświetlenia oraz intensywność światła jest czynnikiem regulującym czynności życiowe organizmu: aktywność rozrodczą, wzrost, tempo przemiany materii, wędrówki, zachowanie się, orientację w otoczeniu
-przez atmosferę przechodzi w sposób zróżnicowany, na ziemie pada jako światło
-dostarcza 45% całości energii, drugie 45% promieniowanie podczerwone, 10% UV
- prędkość światła- 300 000 km/s,
-promieniowanie widzialne ma długość od 390-770 nm., UV ma mniejszą długość
-wartość promieniowania ma wartość stałą
-cząsteczki gazowe powietrza rozpraszają promieniowanie o mniejszej długości fali(dlatego niebo jest niebieskie)
-para wodna rozprasza promieniowanie o wszystkich dł. fali
-promieniowanie podczerwone: cała energia pochłaniana przez organizm, zmienia się w org. w ciepło, przyśpiesza krążenie krwi, łagodzi bóle, poprawia przemianę materii
Temperatura- wśród czynników warunkujących jest jednym z najregularniejszego procesu fizjologicznego w org. przy zbliżaniu się do punktu krytycznego.
- odrętwienie to śmierć w wyniku denaturacji białek. Odrętwienie z zimna sygnalizuje zbliżenie się temp do dolnego punktu krytycznego, śmierci, zamarznięcia płynów ustrojowych. Człowiek wytrzyma 1oC przez h (bez ubrania)
- wyróżniamy organizmy:
*stałocieplne-mają stałą temp ciała (POLITELOTERMY),
*zmiennocieplne- temp ciała zależy od temp otoczenia (HOMOIOTERMY).
- stałą temp ciała ułatwia: skóra, tkanka tłuszczowa, pory, sierść, włosy.
- termoregulacja - określone działania po to aby obniżyć lub podwyższyć temp.
- aktywność dobowa zależy od temp, wzrasta z temperaturą. Wyróżniamy:
*nocna (sowy, nietoperze)
*dzienna (człowiek)
*całodobowa (łosoś, gąsienice, motyle)
- oddziaływanie temp. na człowieka: bardziej odczuwamy mróz gdy jest wiatr, prędkość 20km/h, mogą być odmrożenia.
Woda
- niezbędny składnik każdego żywego organizmu, a zawartość jest zróżnicowana w poszczególnych jego częściach w zależności od wieku oraz etapu rozwojowego i wynosi przeciętnie 70 -80%.
- jest czynnikiem ograniczającym głównie w środowiskach lądowych, w szczególności suchych, natomiast w środowisku wodnym tylko tam, gdzie jej ilość ulega dużym wahaniom. - w siedliskach ubogich w wodę organizmy wykształciły różne rodzaje przystosowań, polegające głównie na magazynowaniu wody lub na ograniczaniu jej wydalania
- wszystkie reakcje chemiczne zachodzą w środowisku wodnym (98% wody ma gleba)
- wilgotność bezwzględna - ilość pary wodnej zawartej w jednostce objętości powietrza
- wilgotność względna - procentowy stosunek pary wodnej zawartej w jednostce objętości powietrza do ilości tej pary, która byłaby w tej samej obj. w stanie wysycenia
- wymagania org. w stosunku do ilości wody w środowisku:
*hydrofile- org. żyjące w wodzie(ryby, żółwie wodne)
*higrofile- org. żyjące w bardzo wilgotnym środowisku (płazy, żaby, ślimaki)
*mezofile - mające u miarkowane wymagania do zawartości wody w środowisku(człowiek)
*kserofile- org. żyjące w warunkach suchych( wielbłąd,kaktusy).
Kompleksowe oddziaływanie temp i wilgotności:
- kiedy temp. zbliża się do górnego punktu krytycznego
- zmniejsza się tolerancja względem wilgotności
- zbyt wysoka/niska wilgotność zwiększa wrażliwość na temp- zmniejsza tolerancję
- strefa komfortu- znakomite samopoczucie temp nie więcej niż 17oC a wilgotność 100%
Wiatr
-utrudnia prace układu nerwowego,osłabienie,bol glowy,agresja,uczucie leku, depresja.
Ciśnienie
- to siła działająca na określoną powierzchnię.
- wyróżniamy:
*ciśnienie atmosferyczne panujące w atmosferze ziemskiej, którego wartość zmienia się wraz ze zmianą temperatury i wysokości nad poziomem morza,
*ciśnienie hydrostatyczne panujące w zbiornikach wodnych
- wysokie ciśnienie panujące w głębiach oceanów najczęściej wywiera wpływ ujemny, przejawiający się w zwolnieniu procesów życiowych
Gazy
- największe znaczenie ma tlen, dwutlenek węgla i azot.
- w środowisku lądowym zawartość azotu wynosi 78%, tlenu 21%, dwutlenku węgla 0,03% i jest stosunkowo stała.
-w środowisku wodnym procentowa zawartość jest inna niż w powietrzu, a ich ilość zależy od temperatury, zasolenia, ciśnienia atmosferycznego, rozpuszczalności.
- tlen w wodzie ma duże znaczenie dla życia organizmów. Pochodzi z procesów fotosyntezy, częściowo zaś dostaje się na drodze dyfuzji z powietrza
- czynnik środowiska-21% w powietrzu, niedobór tlenu w wodzie
- powstaje w wyniku działalności roślin wodnych
- zależy od temp wody, zawartości soli mineralnych: 0 0C 10, 2cm3 O2-slodka woda, 8cm3 O2-słona(morska), 300C 5,5 02-slodka, 4,5 02-słona
- reaktywne formy tlenu(RFT)- maja negatywna role, sprzyjają miażdżycy, cukrzycy, nowotworom. Są tez odpowiedzialne za przekształcanie białka w org. i zmiany w łańcuchu KNA i DNA.
- cząsteczki 02 które tworzą się w kom org. RFII sa unieczynnione przez enzym SOD(dysmintaza ponatlenkowa)
- tlen singletowy- powstaje przez napromieniowanie UV, powstaje z tlenu tryptelowego, ma inny układ elektronow-16el,powst przy elektrofiltrach, gdy jest słonce.
- najbardziej szkodliwy- rodnik wodorotlenowy OH. H20-20H., H20+0-20H.
Rodniki cząsteczki lub atomy mające wolne elektrony jak wejdzie w reakcje w org. np. z kw. tłuszczowym, kw. tłuszczowy ziemi swoje właściwości(jego skład) np. z genami mogą wywołać raka. Rodnik wodorotlenowy zmieniające składniki chemiczne, zw. bud nasz organizm i decydują o chorobach, tworzą się one w naszym org., nie brakuje ich tez w powietrzu i w wodzie.
Aerozole organiczne
- rozmaite związki organiczne a niekiedy mikroskopijne czasteczki unoszące się w powietrzu(mogą być: węglowodory, kwasy organiczne)
- są one wydalane przez rośliny, maja tropikalne funkcje: sa zbędne dla roślin(rośliny pozbywaja się ich),orenżem w walce konkurencyjnej,substancje zapachowe-przywabiajace. Jeżeli sa bakteriobójcze albo grzybobójcze to fitonecydy.terpeny-zapach sosen-dla chorych na serce nie jest najlepszy.
- Zalezy od-pory roku,pory dnia,temp.Najwiekszy wpływ w porze letniej,gdy temp przekracza 18stopni.Stezenie fitonecydow-40mg/100m3 powietrza.Fitonecydy-sosna,swierk,jodła,jałowiec,brzoza,
- dwutlenek węgla może występować w wodzie w zmiennych ilościach; jest go więcej w wodzie niż w powietrzu, co wynika z bardzo dobrej rozpuszczalności w wodzie. CO2 jest niezbędny w życiu roślin jako zasadnicze źródło węgla będącego podstawowym elementem budowy związków organicznych. W ostatnich czasach szczególnego znaczenia nabiera zawartość CO2 w atmosferze jako czynnika wywołującego tzw. efekt cieplarniany
- efekt cieplarniany- zjawisko zachodzące w atmosferze powodujące wzrost temperatury planety. Efekt jest wywoływany przez gazy atmosferyczne( cieplarniane) ograniczające promieniowanie cieplne powierzchni i dolnych warstw atmosfery do przestrzeni kosmicznej. Skutki:
*globalne ocieplenie klimatu
podniesienie się poziomu mórz◊• Topnienie lodowców
* wędrówka stref klimatycznych to znaczy przesunięcie stref w kierunku bieguna
wymarcie na◊• zmiana warunków występowania wielu gatunków roślin niektórych terenach i zastąpienie ich miejsca przez inne gatunki.
JONIZACJA POWIETRZA - zjawisko odrywania się elektronów od atomu (wyładowania elektryczne, burze piaskowe, uderzenia fal morskich o brzeg)
Podział na podstawie ruchliwości:
- jony lekkie (j. tlenu, azotu, j. ujemnie)
- jony średnie (jony CO2)
- jony ciężkie (zw. z zanieczyszczeniami powietrza, mogą oddawać j. dodtatnie)
Negatywne oddziaływanie na organizm:
- ciężkie j. dodatnie- pogarszają samopoczucie
- lekkie j. dodatnie- działają pozytywnie, korzystne, zdolność do krótkotrwałego wysiłku
- lekkie j. ujemne-w chorobach narządów oddechowych, miażdżycy, bezsenność są korzystne dla zdrowia.
Pęcherzyki płucne mogą na dobę pochłaniać kilkadziesiąt milionów jonów.
1cm3 pow/ilość jonów lekkich ujemnych lasy,gory-2000-3000, łąki do 1200, pola do1000, parki do 800, miasta do400, pomieszczenia do100
Ujemne jony lekkie wytwarzają -drzewa- sosny, brzozy.
Czynniki środowiska:
- podłużne fale sprężyste,
- dźwięki- natężenie, częstotliwość, widmo,
*natężenie- określa głośność,
*częstotliwość- wysokość i barwa dźwięku,
*widmo. Od 16-20000Hz-slyszymy
Częstotliwość
- Infradźwięki- częstotliwość poniżej 16Hz,ultradzwieki- wyższe częstotliwości
- przy ocenie głośności- umowna skala dogorytmiczna- skala decybelowa
- dźwięk który ma moc: 10-16W/cm2=0dB, 10-15W/cm2=10dB, 10-14W/cm2=20dB, 10-6W/cm2=100dB.
- głośna rozmowa ma40-60dB, na ruchliwej ulicy-70dB, impreza-120dB, start samolotu odrzutowego-140dB. Od 110dB odczuwa się czasami ból ucha, od 100dB hałas
- od czego zależy szkodliwość: od częstotliwości, od ilości dB., od częstości zmian częstotliwości w czasie.
- naturalne dźwięki emitowane przez naturalne składniki ekosystemów pozytywnie wpływają na samopoczucie-szum wody, drzew, śpiew ptaków, dźwięki wydawane przez owady.
Roztw kwaśne:[H+]>10do-7
Roztw zasadowe[H+]<10do-7
{H+] [OH-]=10do-14 jak maleja jony H+ to rosna OH-
pH<7-r kwasny,pH>7-r zasadowy
pH ważne dla organizmów wodnych i glebowych ,ponieważ maja one określone tolerancje na pH.
HOMEOSTAZA EKOSYSTEMÓW
Homeostaza- zdolność układu do przeciwdziałania zmianom w tym układzie. Homeostaza dąży do uzyskania równowagi.
Ekosystemy maja tez zdolność do homeostazy.
Homeostaza w ekosystemach ma swoje struktury które umożliwiają ja: podsystemy, populacje, łańcuchy pokarmowe, zespoły konkurencyjne
Homeostatyczne działanie struktur powyższych:
1. Podsystemy
- producentów (sami produkują sobie żywność)
-biotrofów (org.ż się żywymi organizmami wraz z pasożytami)
-saprotrofów (odżywiają się martwa materia organiczna)
Martwa materia: organiczna: biotopów (siedliska- woda, przestrzeń, co się tam znajduje). Podsystemy umożliwiają krążenie materii i przepływ energii
2. Populacje
Reakcje populacyjne na zmniejszenie??? populacji:
-wzrasta płodność semio
-wzrost przeżywalności niemowląt
-wzrost przeżywalności osobników żywych
Wskaźnik Agrella - określenie stopnia stowarzyszenie między gatunkami. Ilość prób zawierających równocześnie gatunek A, B i C do ilości wszystkich prób (Ag=n a,b,c/N, gdzie Ag= 3/8*100=37.5%)
Wskaźnik różnorodności gatunkowej Shannon'a (H) - Jest to najczęściej stosowany wskaźnik różnorodności biologicznej. Jego wartość określa prawdopodobieństwo, że dwa wylosowane z próbki osobniki będą należały do różnych gatunków
H=-Σ pi ln pi (nad Σ jest s, a pod i= 1) gdzie: S - liczba gatunków), pi - stosunek liczby osobników danego gatunku do liczby wszystkich osobników ze wszystkich gatunków, ni - liczba osobników i-tego gatunku , N - liczba wszystkich osobników ze wszystkich gatunków, Ln-logarytm naturalny
3. Łańcuchy pokarmowe - szereg grup organizmów ustawionych tak , że każda poprzedzająca grupa jest podstawa pożywienia następnej.
Gdy łańcuch rezerwowy znika przez np. zniszczenie zanieczyszczeniem jego role przejmuje łańcuch rezerwowy (o niewielkiej ilość osobników), przez którym płynie mało energii. Energia w tym przypadku płynie teraz tylko z łańcuchów rezerwowym w całości(nawet ta co płynęła w górnym)
Katastrofa ekologiczna- załamanie się homeostazy ekosystemu i zachodzi tym łatwiej im mniej łańcuchów rezerwowych występuje w ekosystemie.
Ważną rolą mechanizmów homeostazy (łańcuchów pokarmowych) jest przejście roli łańcucha pokarmowego głównego przez łańcuch rezerwowy.
4. Zespoły konkurencyjne - populacje zwierząt występujących na tym samym terenie, które konkurują między sobą o zasoby środowiska. Odgrywa ważną rolę w utrzymaniu równowagi biocenotycznej.
Mechanizmem homeostazy była zmianą stosunków dominacji spowodowanych jakimś czynnikiem.
Mechanizmy homeostazy:
- reakcje populacyjne
- przejecie roli łańcucha
- zmiana stosunków dominacji w zespołach konkurencyjnych
|
Homeostaza ekosystemu, ekologiczna zdolność układów ekol. do regulacji procesów wewn., w wyniku której układ jako całość zachowuje równowagę. Homeostaza ekosystemu wyraża się w: 1) zrównoważeniu przychodów z rozchodami materii; 2) zużyciu całości energii wyprodukowanej na wewn. potrzeby ekosystemu; 3) wykorzystaniu energii z rezerw układu równym jej retencjonowaniu; 4) zachowaniu różnorodności i struktury wewn. biocenozy, która kontroluje i stabilizuje procesy zachodzące w biotopie; 5) trwałości ekosystemu w czasie; 6) zdolności układu do przywracania równowagi po zakłóceniach wynikających ze stresów środowiskowych. |
SŁOWNICZEK:
Akcja - oddziaływanie środowiska na org. ( temp, światło, ciśnienie)
Reakcja- oddziaływanie organizmu na środowisko.
Koakcja- oddziaływanie org. na siebie.
Adaptacja - przystosowanie się organizmów do zmieniających się warunków.
Amonifikacja- rozkład związków organicznych zawierających azot znajdujących się w wydalinach i obumarłych szczątkach roślin i zwierząt. Azot w nich zawarty ulega mineralizacji.
Biocenoza - to zbiór wszystkich żywych organizmów współwystępujących na danym terenie (ptaki, ssaki, owady na danym terenie)
Biom- duża jednostka ekologiczna złożona z ekosystemów na określonym obszarze geogr. Dominuje w niej określona formacja roślinna i charakterystyczna fauna.
Biosfera- strefa występowania organizmów oraz wszystkie org. zamieszkujące wymienione sfery
Biotop- układ nieożywionych elementów środowiska, w znacznym stopniu.
Denitryfikacja- przekształcenie nadmiaru azotanów do azotynów, amoniaku i gazowego azotu
Ekologia- nauka o wzajemnych zależnościach pomiędzy organizmami oraz organizmami i otaczającym je środowiskiem.
Ekosystem- kompletna jednostka ekologiczna składająca się ze wszystkich organizmów zamieszkujących dany teren i ich środowiska naturalnego, jest to biocenoza wraz z jej nieożywionym środowiskiem (powietrze, woda, gleba, skały, martwa materia organiczna, martwe rośliny, zwierzęta lub ich kawałki, części)
Produktywność ekosystemu- to ilość biomasy wyprodukowanej w przeliczeniu na jednostkę powierzchni lub objętości ekosystemu:
• Pierwotna( produktywność producenta)
• Wtórna ( produktywność konsumenta)
Nisza ekologiczna- miejsce i rola populacji w biocenozie,miejsce organizmu w środowisku opisywane przez warunki, w jakich gatunki występują, zasoby jakie wykorzystują
Nitryfikacja- proces polegający na utlenianiu amoniaku do azotynów . W procesie tym biorą udział mikroorganizmy NO3-◊ NO2-◊NH3+
Obiekty nieożywione - woda, powietrze, gleba i skała, martwa materia organiczna (martwe rośliny i zwierzęta)
Ochrona środowiska- to działalność mająca na celu ochronę wszystkich elementów otoczenia przed nie korzystnym wpływem działalności człowieka oraz także kształtowanie śr. człowieka, aby zapewniło mu optymalne warunki bytowania
Organizm - jest to taki poziom organizmu żywej materii w którym współdziałanie związków chemicznych umożliwia funkcje uznane za charakterystyczne dla życia.
Osobnik- pojedyncza jednostka zdolna do samodzielnej egzystencji,.
Ozonosfera- warstwa w atmosferze Ziemi na wysokości od 20 do 50 km o podwyższonej zawartości ozonu. Absorpcja promieniowania w ozonosferze jest przyczyną wzrostu temperatury w stratosferze.
Populacja-zespół osobników żyjących na tym samym terenie i w tym samym czasie. Osobniki tworzące populacje mogą się ze sobą swobodnie krzyżować i dawać płodne potomstwo. Każda populacja ma własną pulę genową. Jest to zbiór organizmów tego samego gatunku wpółwystepujących na danym terenie np. populacja klonów, buków, saren, dzików w lesie, wróbli, gołębi, ludzi, Polków, Górali (musi być określony gatunek.
Siedlisko - zespół czynników abiotycznych śr. tworzących warunki bytowania danego organizmu. Siedlisko = biotop, stanowisko jest to przestrzeń w której występuje dana biocenoza zawierająca obiekty nieożywione.
Siedlisko posiada warunki które umożliwia przeżycie organizmów i wyklucza przeżycie innych.
Sukcesja ekonom.- uporządkowane w czasie i ukierunkowane na zmiany w zespołach roślin i zwierząt w danym biotopie. Zmianom towarzyszą zmiany w śr. abiotycznym. SE zaczyna się od inwazji org. pionierskich (roślin).Rośliny te rozpoczynają tzw szereg sukcesyjny, który w stałych warunkach (bez zmian biotopu) prowadzi do powstania stabilnej biocenozy (klimaks) z charakterystycznym dla danego szeregu składem gatunkowym roślin i zwierząt. Przyczyną SE jest zachowanie równowagi miedzy biocenozą a biotopem, np. wskutek trzęsienia ziemi, wybuchu bomby atomowej, wyrębu drzew.
Tolerancja ekologiczna - zdolność przystosowania organizmów do zmian fizyczno-chemicznych czynników środowiska
Wydajność ekologiczna- to ilość zakumulowanej energii na danym poziomie troficznym.
*Rodzaje biocenoz: naturalna, sztuczna.
*Środowisko dzielimy na: ożywione, nieożywione.
*Ksenobiotyki to: subs.chem. nie mające odpowiedników w przyrodzie.
*Konferencja na której ogłoszono Agendę 21 to Szczyt Ziemi.
*Cele Karty Przyrody: przestrzeganie ciągłości i trwałości procesów ekologicznych, zabezpieczenie jak największego zróżnicowania genetycznego w przyrodzie, zachowanie trwałości gatunków i ekosystemów.
* Przesłanki ochrony środowiska: biologiczne, społeczne, ekonomiczne.
*Ścieki to: wody zużyte na cele bytowo gospodarcze, ciekłe odchody zwierząt, wody opadowe lub roztopowe, ujęte w systemy kanalizacyjne, wody odciekowe ze składowisk odpadów, wody pochodzące z odwodnienia zakładów górniczych, wody odprowadzane z obiektów gospodarki rybackiej, jeżeli występują w nich nowe substancje w stosunku do zawartych w wodzie pobranej.
*Zanieczyszczenia to: emisja, która jest szkodliwa dla zdrowia ludzi lub stanu środowiska, powoduje szkody w dobrach materialnych, pogarsza walory estetyczne środowiska.
*Pochodzenie zanieczyszczeń powietrza to: punktowe, obszarowe, ruchome.
*Naturalne zamieszczenia powietrza to: wietrzenie skał, erozje wulkanów, rozkład substancji organicznej, pożary lasów i stepów
*Smog to: zanieczyszczenie powietrza zawierające duże stężenie pyłów i toksycznych gazów, których źródłem jest motoryzacja i przemysł.
*Promieniotwórczość to: samoistny rozpad jąder połączony z emisją cząstek.
* Hierarchia postępowania z odpadami: zapobiegać w powstawaniu odpadów, minimalizacja pows. odpa, odzysk, unieszkodliwienie, składowanie.
*Recykling to: odzysk, który polega na powtórnym przetwarzaniu subs. Lub materiałów zawartych w odpadach.
*Defloracja to: ubytek aparatu asymilacyjnego asymilacyjnego i odbarwienie koron drzew.
*Rola gleby: produ.,retencyjna, sanitarna,naturalnego filtru
* Formy degradacji gleby: spadek zawartości próchnicy, zakwaszenie, zasolenie, ubytek składników, pokarmowych, zanieczyszczenia chem.
*Rekultywacja to zabiegi stos. na zdegradowanych terenach, zespół zabieg.tech. agrotech.chem. i biolgicznyc mającym na celu przywrócenie terenom zdewastowanym .prawidłowej własności.
*Proces eutrofizacji: zakwiecie wód stojących na wskutek nagromadzenia się zanieczyszczeń.
*Klęska ekologiczna: stan w którym śr.przestało pełnić swoje podstawowe funkcje i np. zatraca zdolność do reprodukcji zasobów odnawialnych