EKOLOGIA WYKŁADY
Wykład I
1. Ekologia - dział biologii zajmujący się powiązaniami między żywymi organizmami a środowiskiem ich bytowania. Działy ekologii: organizmów, populacji, biocenozy i ekosystemów.
2. Zakres badań ekologii :
· Organizm: najwyższa forma organizacji komórek i najmniejsza jednostka w obrębie populacji i biocenozy.
· Populacja: zbiór organizmów tego samego gatunku zamieszkująca wspólny obszar, mogących się swobodnie krzyżować tworząc płodne potomstwo.
· Biocenoza: Zespól organizmów różnych gatunków, ogół populacji zamieszkujących dany teren, układ złożony z producentów i konsumentów.
BIOCENOZA NATURALNA
-duża różnorodność gatunków
-duża stabilność
-liczne powiązania i konkurencja
-samoregulacja biocenotyczna
-niepotrzebna ingerencja człowieka
-zamknięty cykl krążenia materii
BIOCENOZA ROLNICZA
-mała różnorodność gatunkowa
-mała stabilność
-mało powiązań, prosta struktura
-brak samoregulacji
-konieczna ingerencja człowieka
-konieczność nawożenia
-zanieczyszczenie środkami ochrony roślin.
· Ekosystem: kompleks czynników środowiska z dostosowaną do nich biocenozą ekosystem=biocenoza+biotop.
· Biosfera: Strefa występowania organizmów złożona z: litosfery, atmosfery, hydrosfery oraz wszystkich organizmów zamieszkujących wymienione strefy (wszystkie biomy Ziemi).
3. Zasada tolerancji - Każdy żywy organizm ma określoną tolerancję względem czynników warunkujących środowisko. Efekty oddziaływania większości czynników zależą od ich natężenia
4. KLASYFIKACJA EKOLOGICZNA ORGANIZMÓW
Opiera się na zakresie i charakterze tolerancji ekologicznej
ZAKRES - Określamy jako strefę tolerancji (eurybionty (organizmy o szerokim zakresie tolerancji ekologicznej w odniesieniu do czynników środowiska), stenobionty (organizmy o wąskim zakresie tolerancji ekologicznej w odniesieniu do czynników środowiskowych) (oligobionty, polibionty))
CHARAKTER POPULACJI - dotyczy czynnika względem, którego określana jest tolerancji. Np. pod względem wymagań technicznych wyróżniamy :
1. gat. eurytermiczne - szeroki zakres tolerancji
2. gat. stenotermiczne - digotermy (stawonogi naśnieżne) i politermy (organizmy żyjące w gorących źródłach)
W stosunku do warunków wodnych :
· KSEROFITY - r. miejsc suchych (borówka brusznica, sosna zwyczajna)
· MEZOFITY - r. siedlisk umiarkowanie wilgotnych (r.uprawne)
· HIGROFITY - r. gleb wilgotnych (bagienne torfowiskowe rośliny siedlisk wodnych, chwasty)
· SUKULENITY - gruboszowate - magazynują wodę w tkankach (kaktus)
Najwłaściwsze uwilgocenie gleby dla higrofilów wynosi 80-90% jej pełnego nasycenia wodą, dla mezofilów 60-70%, kserofily ok. 40%. Rośliny wykazują w różnych fazach różne zapotrzebowanie na wodę.
W stosunku do światła można wyróżnić :
wśród zwierząt : wsród roślin :
1) heliofile 1) heliofily
2) heliofoby 2) sciofily
5. Rozszerzenie zasad tolerancji :
1. Każdy organizm ma określoną tolerancję względem czynników środowiska
2. Organizmy o szerokim zakresie tolerancji w stosunku do wszystkich czynników są najbardziej rozpowszechnione
3. Organizmy mogą mieć szeroki zakres tolerancji dla jednego czynnika - a wąski w stosunku do drugiego
4. Granice tolerancji danego organizmu względem tego samego czynnika mogą być odmienne w stosunku do różnych funkcji fizjologicznych (np. granice dla przeżycia są szersze niż dla rozrodu)
5. Tolerancja org. względem tego samego czynnika może być różna w zależności od płci i wieku organizmu
6. Granice tolerancji ekologicznej są charakterystyczne nie dla całego gatunku biologicznego lecz dla poszczególnych populacji geograficznych
7. Tolerancja ekologiczna organizmu względem danego czynnika może zalegać zmianom zależnie od tego jakie jest natężenie pozostałych czynników środowiska.
Granice tolerancji mogą być rozszerzone lub zwężone
Wykład II
Z oddziaływaniem czynników ekologicznych na organizmy żywe wiążą się 2 prawa
· Prawo Minimum Liebierga
· Prawo Tolerancji Shelforda
1. Prawo Minimum - dla danego organizmu czynnikiem ograniczającym jego rozwój jest czynnik dostępny w minimalnej ilości. Brak któregokolwiek z czynników ekologicznych lub zbyt małe jego natężenie nawet wtedy gdy inne są dostępne na poziomie optymalnym, staje się barierą ograniczającą
2. Prawo tolerancji - Każdy organizm ma określony zakres tolerancji w stosunku do czynników środowiska. Zarówno ich niedobór jak i nadmiar staje się barierą ograniczającą wzrost i rozwój organizmu. Zakres tolerancji ekologicznej organizmów decyduję o ich wystąpieniu w warunkach rozwoju
3. Czynniki abiotyczne i biotyczne (powiązania, wpływ na wystąpienie, rozmieszczenie i liczebność populacji)
Procesy życiowe organizmów (populacja) przebiegają w środowisku przyrodniczym = śr. geogr.
środowisko przyr/geo = zespół czynników przyrodniczych czyli naturalnych powstałych bez udziału człowieka :
· abiotycznych (litosfera, hydrosfera,atmosfera)
· biotycznych (naturalny świat roślinny i zwierzęcy)
Współczesne środowisko geograficzne zawiera takie elementy antropogeniczne jak : domy, osiedla, drogi, sztuczne zbiorniki wodne
Czynniki ekologiczne dzielimy na :
I - czynniki klimatyczne
II - czynniki edaficzne
III - czynniki biotyczne
IV - czynnik antropogeniczny
Abiotyczne składniki środowiska przyrodniczego (BIOTOP) - nieożywione elementy środowiska (litosfera, gleba, hydrosfera, atmosfera). Wraz ze specyficznymi cechami (ukształtowanie powierzchni skorupy ziemskiej, ekspozycja, wilgotność środowiska, zawartość soli w glebie) lub zjawiskami odnoszącymi się do tych elementów (np. pogodowo-klimatycznymi : wiatry, opady, temp, zawartość CO2) wpływające na życie i rozwój organizmów
Biotyczne czynniki środowiska - ożywiona cześć środowiska przyrodniczego - świat roślinny (flora) i zwierzęcy (fauna) czyli określony zespół organizmów (biocenoza) zajmujących biotop. Żywe elementy środowiska wywierają wpływ na życie innych organizmów, oraz kształtują biotop
4. Antropogeniczne czynniki środowiska - przejawy działalności człowieka zwłaszcza gospodarczej, które bezpośrednio lub pośrednio wpływają na biotyczne i abiotyczne czynniki środowiska przyrodniczego.
Należy tu głównie działalność przemysłowo, urbanizacyjno komunalno transportowa, nowoczesne rolnictwo, turystyka.
ANTROPOGENIZACJA - wpływ człowieka i jego działalności na przeobrażenia przyrody
· pozytywny = kształtowanie środowiska
· negatywny = degradacja
5. Czynniki wpływające na organizmy :
I grupa czynników
· światło i ciepło
· woda
· powietrze
II grupa czynników (edaficzne)
· składniki pokarmowe w glebie
· woda glebowa
· właściwości fizyczne gleby
· powietrze glebowe
III grupa czynników
· mikroflora, mikrofauna glebowa (ożywiona część gleby)
· flora i fauna nadziemna
6. Stan równowagi funkcjonalnej - zapewnia istotom żywym rozwój, oraz wyznacza kierunek przemian jakim podlega środowisko pod wpływem żywych organizmów
Wykład III
1. ŚWIATŁO I CIEPŁO - są to czynniki energetyczne, warunkują krążenie wody i ruch powietrza. W bilansie ogólnym większa cześć światła i ciepła przypada na zewnętrzne oddziaływania w środowisku, aniżeli wewnętrzne procesy fizjologiczne zachowane w roślinach.
3 źródła promieniowania - Kosmos, Ziemia, Słońce (najważniejsze)
Słońce wypromieniowuję ogromną ilość energii, która w postaci promieni słonecznych przebywa drogę ok. 150 mln km i dociera na powierzchnię atmosfery w ilości ok. 2 cal/cm2/min -> stała słoneczna, 1 cal = 4,184 J
2. Całkowita ilość energii w danym środowisku zależy od :
· odległości Ziemi od Słońca
· kąta padania promieni
· grubości atmosfery (wys.n.p.m.)
· zawartość pyłów w atmosferze
· zawartość wody w atmosferze
· stopień zachmurzenia
· kierunek wiatru
· skład mineralny gleby
· stan skały roślinnej
· pora roku i dnia
3. Gatunki światłolubne - wymagają promieniowania bezpośredniego tylko po spełnieniu tego warunku wydają grubsze, choć krótsze pędy silniej się rozrastają, wytwarzają więcej owadów i nasion.
4. Wolna energia środowiska: czyli energia kształtująca warunki ekologiczne.
Energia fizjologiczna czynna: energia przyswajana.
Stosunek: stosunek wolnej energii środowiska do energii fizjologicznej czynnej to jak 97:3, wyjątkowo 95:5.
5. Światło jako czynnik ograniczający :
· niedobór światła powoduję ograniczenie fotosyntezy w wyniku mniejszego pobierania CO2 w dni pochmurne
· nadmiar światła w połączeniu z wysoką temp prowadzi do ubytku wody w roślinie i zamykania szparek.
· słabe wiązanie kwiatów i owoców
· korzystne oddziaływanie ograniczającego niedoboru światła występuję gdy z powodu braku światła nie rozwijają się chwasty
6. CIEPŁO - ta postać energii odpowiada za wszelką dynamikę w środowisku : wznoszenie chmur, opady deszczu, wiatry, prądy. Ciepło w środowisku warunkują procesy chemiczne i biochemiczne. Przy wzroście temperatury o każde 10oC - szybkość reakcji wzrasta 2-3x. Ciepło umożliwia transpirację. Ciepło stwarza warunki do bytowania w glebie mikroflory i mikrofauny
7. Wymagana ilość ciepła w okresie wegetacji
Obliczona przez SIELJAMINOWA wynosi dla roślin uprawnych w Polsce w granicach 1500-2500 dobostopni.
Dolna granica : jęczmień, żyto, len
Górna granica : buraki cukrowe, kukurydza, słonecznik, soja
Niektóre rośliny wymagają jeszcze więcej ciepła (ryż, melony - 3500, bawełna - 4000
Wykład IV
Fotosynteza najintensywniej przebiega przy temp. ok 30oC
1. Ograniczające działania temperatur
· Nagrzanie powierzchni gleby i roślin powyżej max wymagań termicznych roślin - przegrzanie szyjki korzeniowej (roślin młodych)
· Oziębienie przygruntowej warstwy atmosfery do temp <0oC powodują uszkodzenie mrozowe powodujące zamarzanie soku komórkowego młodych roślin na polach i pączków oraz pędów
2. Regulacja warunków termicznych
· prace hodowlane i aklimatyczne - wychodowanie roślin odpornych na niskie temp i wahania temp
· ponadto w uprawach polnych
ü melioracje wodne, uprawki spulchniające
ü okrywy ze słomy, obornika
· w warunkach naturalnych
ü rozmieszczenie gatunków odpowiada warunkom termicznym
ü rozmieszczenie biomów na kuli ziemskiej - fitogeografia
3. Woda
· stwarza warunki do procesów chemicznych i biochemicznych w biosferze
· dostarcza wodoru do fotosyntezy
· transporter obiegu materii i energii przenosi składniki pokarmowe
· reguluję ciepłote organizmu i otoczenia
· zmienia środowisko pod względem chemicznym i klimatycznym
...
lukin10