DRUK.doc

Agroekologia

I. Podstawowe definicje

Eko – dom, mieszkanie, otoczenie

Logos – nauka

Środowisko abiotyczne – temperatura, wilgotność, kwasowość gleby

Środowisko biotyczne – oddziaływania ze wszystkimi innymi organizmami

Ekologia to nauka o strukturze i funkcjonowaniu przyrody

Ekologia jest nauką o zależnościach decydujących o liczebności i rozmieszczeniu organizmów. Odpowiada na pytania:

Gdzie występują organizmy, w jakich liczebnościach i dlaczego właśnie tu i właśnie tyle?

Autekologia – (gr. autos – sam) dział ekologii, który zajmuje się badaniem związków pojedynczych organizmów z ich środowiskiem życia i reakcją na jego zmiany, rodzajem przystosowania.

Synekologia (ekologia ogólna) – (gr. syn – razem) zajmuje się grupami organizmów, ich wzajemnymi zależnościami, a także zależnością od warunków środowiska (ekologia populacji, biocenoz, ekosystemów, krajobrazu, biosfery), cechą ekologii ogólnej jest zainteresowanie strukturą i funkcjonowaniem układów PONAD ORGANIZMALNYCH

II. Poziomy organiczne biologiczne, układy ekologiczne

Zespół powiązanych ze sobą organizmów i elementów przyrody nieożywionej stanowiący wzajemnie współzależną całość, to układ przyrodniczy albo ekologiczny

Główną zasadą socjologii jest jedność organizmów ze środowiskiem.

Ekologia rolnicza to ekologia stosowana.

Agroekologia (agros – rola) – dział ekologii zajmujący się zjawiskami ekologicznymi zachodzącymi w obrębie agrocenoz i agroekosystemów.

Agrocenoza – (koinas – wspólny) – biocenoza wtórna stworzona przez człowieka w celu uzyskania maksymalnego plonu powstała w wyniku zniszczenia biocenozy naturalnej i utworzona na jej miejscu sztucznego, uproszczonego ekosystemu rolniczego (agroekosystemu)

Agroekosystemy – najbardziej zantropogenizowany układ ekologiczny, poddawany stałemu działaniu agrotechnicznemu człowieka. Wśród producentów – główne rośliny uprawne, głównymi konsumentami są człowiek i zwierzęta gospodarskie. Czynniki abiotyczne i biotyczne podlegają silnej ingerencji człowieka (nawożenie, stosowanie pestycydów itd.). Ekosystem niezrównoważony z otwartymi cyklami biogeochemicznymi, w których produkcja przekracza nakład.

Szybki wzrost populacji i uboczne skutki postępu cywilizacyjnego doprowadzają do degradacji środowiska.

Sozologia (ewolucja środowiskowa) – dziedzina wiedzy opisująca zmiany w środowisku przyrodniczym (np. zanieczyszczenia wód, powietrza, gleby) zachodzące zwłaszcza pod wpływem czynników postępu technicznego (antropopresja) i sposoby zapewniające trwałość jego użytkowania. Twórcą terminu w 1962 został W. Goetel.

Ochrona środowiska – jest to zespół środków i działań (prawnych, organizacyjnych, technicznych) zmierzających do utrzymania środowiska w stanie zapewniającym optymalne warunki bytowania człowieka. Respektuje zasady ekologii i jest jej podporządkowana.

Czynniki ekologiczne (czynniki środowiskowe)

I. Czynniki środowiska – elementy żywej przyrody (biotyczne czynniki) i nieożywionej, wzajemnie powiązane składające się na swoiste środowisko danego terenu, oddziałujące zespołowo na życie wszystkich organizmów i rozwój lokalnych ekosystemów.

1. Naturalne

abiotyczne – klimat, gleba, rzeźba terenu, pożary

biotyczne – organizmy żywe oraz interakcje między nimi np. bakterie, grzyby, rośliny, zwierzęta oraz oddziaływania między nimi (np. symbioza)

2. Antropogeniczne (sztuczne) – działalność człowieka

w rolnictwie np. zabiegi agrotechniczne (uprawianie roli, nawożenie)

II. Czynniki klimatyczne

1. Promieniowanie słoneczne

a. promieniowanie widzialne (światło)

- składa się z fali od długości 400 - 750 nm.

- w tej postaci do Ziemi dociera około 45% energii

b. promieniowanie niewidzialne (niewidzialne dla człowieka)

- podczerwone o długości fali powyżej 750 nm. - 48% źródła energii

- ultrafioletowe o długości fali poniżej 400 nm. - 7% źródła energii, ma korzystne lub niekorzystne działanie na organizmy

UV-A - 320 - 400 nm.

UV-B - 290 - 320 nm.

UV-C - poniżej 290 nm.

c. znaczenie energii świetlnej

- fotosynteza

podstawa życia

powstaje materia organiczna z nieorganicznej

gromadzi energię słoneczną (przekształconą w chemiczną) w biomasie

autotroficzne organizmy korzystają z energii słonecznej

w procesie fotosyntezy ma znaczenie promieniowanie czynne fotosyntetycznie (380-710 nm.)

biomasa roślin jest źródłem: energii i materii dla konsumentów, oraz surowców dla przemysłu

biomasa jest zbiornikiem, CO2 i energii odnawialnej

- źródło energii cieplnej na Ziemi

- warunkuje klimat

- fotoperiodyzm - wpływa światła (chodzi o stosunek długości dnia do nocy) na rozwój roślin oraz rozwój i zachowania zwierząt

wyróżniamy rośliny dnia długiego, które przechodzą z rozwoju wegetatywnego w rozwój generatywny przy dniu powyżej 14 godzin

rośliny dnia krótkiego, kwitną w warunkach dnia krótkiego poniżej 12 godzin (kukurydza, proso)

rośliny fotoperiodycznie obojętne nie reagują na długość dnia

w rolnictwie głównie rośliny dnia długiego

zwierzęta dzienne (pszczoła, ptaki, dziki)

zwierzęta nocne (ćmy, sowy, gryzonie)

zwierzęta całodobowe (muchówki, chrząszcze, jesiotrowate)

2. Temperatura

a. Bezpośrednie źródła ciepła na Ziemi:

- promieniowanie słońca 99%

- procesy geologiczne zachodzące we wnętrzu Ziemi (1%)

Wszystkie organizmy żywe rozwijają się w zakresie temperatury optymalnej, każdy ma inne wymagania termiczne

b. Organizmy żywe

- zmiennocieplne - czynności życiowe są ściśle uzależnione od warunków termicznych

- stałocieplne - większa tolerancja

c. Życie na Ziemi: od - 200 °C (przetrwalniki i zarodniki) do +100 °C (niektóre glony i bakterie termofilowe). Większość organizmów ma niski zakres tolerancji temperatury (od kilku do 35 °C) optymalna 25 - 30 °C, temperatury powyżej 45 °C powodują koagulację białka

d. rozróżnienie organizmów

- stenotermiczne - rośliny środowisk wodnych

- eurytermiczne - rośliny środowisk lądowych

3. Woda (opady) i wilgotność

Hydrosfera - wody na kuli ziemskiej w postaci ciekłej, stałej (lód) i gazowej-para wodna

W litosferze i atmosferze - wody atmosferyczne, powierzchniowe i podziemne

a. Warunki wodne środowiska uzależnione są głównie od:

- ilości rozkładu opadów atmosferycznych

- tempa parowania i transpiracji

Wszystkie procesy zachodzą w środowisku wodnym

b. Bilans wody

- korzystny - ilość opadów jest większy niż utraty wody

- niekorzystny - ilość opadów jest mniejsze niż utraty wody

- proces parowania jest uzależniony od temperatury

- biomy

pustynie - duże temperatury, mało wody

lasy deszczowe - niskie temperatury, dużo wody

c. w zależności od zasobów wody rośliny dzielimy na:

- hydrofity - rośliny wodne

- higrofity - rośliny częściowo zanurzone w wodzie lub rośliny terenów podmokłych

- mezofity - rośliny siedlisk średnio wilgotnych

- kserofity - rośliny siedlisk suchych

4. Wiatr

5. Składniki atmosfery (atmosfera)

a. rola w utrzymaniu bilansu termicznego całej planety

b. regulacja składy promieniowania słonecznego

c. N2O2, CO2, H2O - naturalne składniki atmosfery

d. zanieczyszczenia m. in. NO2, SO2, CH4, NH3, CFC, (O6), pyły + CO2 antropogeniczne - niszczą warstwę ozonową i powodują efekt cieplarniany

III. Porównanie środowiska lądowego i wodnego

Organizm a środowisko

Organizm żywy stanowi samoregulujący się trwający w czasie mechanizm, który jest układem przepływowym, ściśle związany z otoczeniem poprzez procesy przemiany materii (Trojan).

Organizm czerpie ze środowiska materiały oraz energię, a równocześnie wydala produkty przemiany materii i zmienia w ten sposób swoje otoczenie.

I. Zmienność warunków środowiska

Dostosowanie do środowiska - miarą jest zdolność osobnika do wydania potomstwa. Najlepsze dostosowanie - największy udział w przekazywaniu swoich cech następnym pokoleniom.

Adaptacja - każda dziedziczna cecha organizmu, która korzystnie wpływa na jego przeżycie lub sukces rozrodczy

Homeostaza - utrzymywanie względnie stałych warunków wewnętrznych organizmów wobec zmieniających się warunków środowiska (zewnętrznego)

Równowaga dynamiczna - równowaga miedzy organizmem a środowiskiem oraz wewnątrz samego organizmu

Obecność i czynności życiowe organizmu uzależnione są od działania wielu czynników środowiska. Czynniki te podlegają nieustannym zmianom.

Prawo minimum Liebiga (1841): wzrost i rozwój organizmu zależy od tego składnika pokarmowego, którego jest najmniej w środowisku. Prawo to dotyczy także wszystkich innych czynników środowiska (ilościowych i jakościowych), czyli organizm może żyć tylko w pewnym określonym przedziale zmienności warunków środowiska, zmiana tych warunków może być tolerowana lub przekraczać granice tolerancji

Tolerancja - genetycznie utrwalona zdolność organizmu do kompensowania zmian środowiska

Zakres tolerancji - zakres zmienności warunków środowiska, w jakich organizm może żyć

Prawo tolerancji (Schelford) - mówi, że zarówno niedobór jak i nadmiar (tak ilościowy jak i jakościowy) któregokolwiek z czynników występujących w ilościach bliskich granicy tolerancji organizmu może wpłynąć ograniczająco na organizm

Czynnik ograniczający - czynnik ekologiczny, który zbliża się do granic tolerancji gatunku, lub je przekracza

Punkt krytyczny - wartość progowa danego czynnika, powyżej której, lub, poniżej której organizm nie może istnieć (jest dolny i górny punkt krytyczny)

Gatunki eurytopow...