1. Co to jest ekologia? Jaka jest jego historia?
Ekologia – obecnie jedna z podstawowych nauk biologicznych, która zajmuje się badaniem wzajemnych zależności między organizmami oraz ich zespołami, a także ich żywym i martwym środowiskiem.
Nauka o gospodarce przyrody i zachodzących w niej zjawiskach wspólnym wszystkim organizmom.
Ekologia biocenoz – zmiany różnorodności gatunkowej w czasie i przestrzeni w skali lokalnych zespołów całej biosfery.
Odkrywanie tych zjawisk dokonało się od starożytności do współczesności, ale ekologia jako samodzielna nauka rozwinęła się w zasadzie w XIX w. Ekologia nie jest nauką obojętną wobec egzystencji przyrody i człowieka, dlatego często w potocznych dyskusjach utożsamiana bywa z sozologią i filozofią. Ekologia najogólniej jest nauką o porządku i nieporządku w przyrodzie oraz konsekwencjach wynikających dla istnienia biosfery i człowieka.
Termin ten wprowadził, od słowa oecologia, niemiecki biolog i ewolucjonista Ernst Haeckel w 1869 roku, by określić badania nad zwierzętami i ich relacjami z otaczającym światem nieorganicznym jak i organicznym, ze szczególnym uwzględnieniem interakcji, przyjaznych lub wrogich, z organizmami roślinnymi i zwierzęcymi, z którymi wchodzą w kontakt. Na organizmy w środowisku oddziałują czynniki abiotyczne i biotyczne.
2. Co to jest ekologia, synekologia i autekologia?
Ekologia – całościowe relacje zachodzące między zwierzęciem i jego organicznym i nieorganicznym środowiskiem
Synekologia – ekologia zespołów, ekologia populacyjna + biocenologia, badanie grupy organizmów współwystępujących razem i tworzących jakąś jednostkę.
Z synekologii wyodrębniono fitosocjologię – naukę o zbiorowiskach roślinnych, zoofenologię – naukę o zespołach zwierzęcych, biocenologię – badania nad biocenozami, ekosystemami, krajobrazami.
Autekologia – ekologia pojedynczych organizmów i wpływ czynników ekologicznych na organizm.
3. Producenci, konsumenci i destruenci.
Zamknięty obieg materii w biocenozie i w biotypie:
- producenci – organizmy autotroficzne – samożywne, gł. rośliny zielone, organizmy wytwarzające ze związków nieorganicznych związki organiczne własnego ciała.
- konsumenci – organizmy heterotroficzne, gł. zwierzęta, zwykle duże (konsumują materię organiczną, jedzą producentów lub siebie nawzajem).
- reducenci – destruenci – organizmy heterotroficzne, gł. grzyby i bakterie.
4. Środowisko – definicja i podział.
Środowisko: żywe = biotyczne, martwe = abiotyczne (siedlisko).
Środowisko - całokształt warunków oddziałujących w obrębie jakiegoś siedliska na świat żywych organizmów i pozostający pod wpływem modyfikującego oddziaływania na siebie zespołu różnych czynników abiotycznych i biotycznych.
Otaczająca nas przyroda ożywiona i nieożywiona (ochrona środowiska przyrodniczego = ochrona środowiska naturalnego).
Środowisko geograficzne = środowisko fizyczne (środowisko potencjalne życia) + świat żywy (biosfera) + człowiek (autroposfera).
Środowisko leśne = środowisko wewnętrzne (część nadziemna = epigeniczna + część podziemna = hipogeniczna) + środowisko zewnętrzne (otoczenie w strefie wpływu lasu i zarazem wpływające na las = ekoton)
W wąskim pojęciu : środowisko określonej biocenozy leśnej, czyli biotop leśny.
Biotop - układ warunków zespołowego życia roślin i zwierząt w określonym ekosystemie (elementy biotyczne i abiotyczne oddziałujące na siebie synergistycznie. Ten synergizm odróżnia biotop od ekotopu.).
Warunki środowiska są w lesie bardziej zmienne niż siedliska, które jednak w dużym stopniu określa granice tej zmienności (zmiany okresowe i nieokresowe):
- siedlisko w dużym stopniu przesądza o właściwościach środowiska leśnego.
Sprzężenia zwrotne różnych czynników środowiska:
- działanie kompleksowe i synergistyczne tych czynników,
- zmiana jednego czynnika znaczy niewiele, trzeba traktować środowisko leśne jako całość,
- prawo minimum
STRUKTURA ŚRODOWISKA LEŚNEGO
Część atmosferyczna (nadziemna) + pedosferyczna (do pewnej głębokości pod powierzchnią gruntu).
Różnice (EGZ.)
Część atmosferyczna - bardzo wrażliwa na zmiany warunków meteorologicznych oraz szaty roślinnej.
Część pedosferyczna - bardziej bezwładna (zmiany wilgotności, temperatury i inne, zachodzą powoli).
Przykład zróżnicowania tych części : drzewa w nich zachowują (np. zrosty korzeniowe), „rozwarstwienie” stosunków zoocenotycznych.
Powiązania:
- atmosfera przenika litosferę (powietrze glebowe),
- hydrosfera przenika w górę i w dół,
-biosfera występuje w obu częściach
Szata roślinna = czynnik specyficznie integrujący w lesie nadziemną i podziemną część środowiska (zwłaszcza drzewostan), scala środowisko.
5. Populacja.
Populacja – jednogatunkowe zgrupowanie organizmów, osobniki jednego gatunku swobodnie krzyżujące się między sobą, wydające płodne potomstwo i współwystępujące w jednym obszarze. W obrębie populacji zachodzą procesy o charakterze genetycznym i ewolucyjnym.
6. Co to jest ekosystem?
Ekosystem – biocenoza + środowisko abiotyczne (biotop).
Ekosystem stanowi funkcjonalną całość, w której zachodzi wymiana materii między biocenozą i biotopem. Ekosystem ma zazwyczaj czteropoziomową strukturę pokarmową: środowisko abiotyczne, producenci, konsumenci, reducenci. Ekosystemy dzielimy na lądowe, wodne, sztuczne i naturalne.
Ekosystem autotroficzny – to ekosystem, którego podstawą funkcjonowania jest obecność światła i materia organiczna wytwarzana w procesie fotosyntezy głównie przez rośliny zielone, np. las, torfowisko, łąka.
Ekosystem heterotroficzny – to ekosystem niepełny, niesamowystarczalny, pozbawiony producentów, w którym znajduje się materia pochodząca z zewnątrz, np. jaskinia – brak światła uniemożliwia występowanie roślin.
7. Biocenoza – definicja i omówienie.
Biocenoza – cały zespół żywych organizmów układu ekologicznego (ekosystemu).
BIOCENOZA A NAUKA O LESIE
Biocenoza - samo ograniczający się zespół roślin, zwierząt i mikroorganizmów, związanych ze soba i z zajmowanym siedliskiem różnorodnymi, wzajemnymi zależnościami.
Cały zespół żywych organizmów układu ekologicznego (ekosystemu).
Wpływ – nisza ekologiczna, liczebność populacji, struktura populacji.
Nisza ekologiczna – pozycja jaką gatunek zajmuje w danym układzie biocenotycznym, a więc i funkcje jaką spełnia w organizacji tego układu.
Nisza ekologiczna organizmu – jego miejsce w środowisku opisane przez warunki w jakich gatunek występuje, zasoby jakie wykorzystuje.
Cechy wykształconej biocenozy:
- producenci + konsumenci + reducenci
- organizacja - wewnętrzne skoordynowanie elementów podporządkowanych zespołowi jako całości (pod warunkiem utrzymania struktury),
- zdolność samoregulacji oraz rekonstruowania układu:
- dynamiczna równowaga (ciągłe zmiany: odwracalne lub cykliczne nieodwracalne),
- jakościowe zmiany biocenozy – sukcesja ekologiczna
Las – ingerencja człowieka (hodowla lasu) – przyspieszenie (ukierunkowanie sukcesji),
Hodowla lasu – drzewostan + cała reszta
Hodowla plantacyjna drzew – głównie drzewa
Zależności:
W biocenozie:
- współdziałanie (kooperacja) – obopólna korzyść
-symbioza (np. mikoryza),
- allelopatia (miedzy roślinami)
- przeciwdziałanie (dysoporacja) – strata dla obu stron, allelopatia (między roślinami),
- współzawodnictwo (konkurencja) – podobne wymagania, zbliżone nisze.
Naturalne występowanie organizmów (niekiedy) bardziej zależy 0od konkurencji niż od siedliska.
W biocenozie – w odniesieniu do populacji:
- neutralizm – brak oddziaływania,
- konkurencja – działanie niekorzystne przez współzawodnictwo
- mutualizm – korzyść z wzajemnej wymiany (symbioza obligatoryjna),
-protokooperacja – działanie korzystne, choć nie konieczne dla istnienia,
- komensalizm – współbiesiadnictwo – jedna strona korzysta, a druga bez zmian
- amensalizm – jedna strona traci, druga bez zmian
- pasożytnictwo – jedna strona jest żywicielem drugiej,
- drapieżnictwo – układ: drapieżca – ofiara.
Naturalny zespól nie jest przypadkowy (bezładny).
Las – proces lasotwórczy. Większa zdolność samoregulacyjna biocenozy leśnej:
- lepsze dostosowanie do warunków środowiska,
- bogactwo
8. Warunki środowiska.
Warunki środowiska są tworzone przez zespół zmiennych czynników środowiska, na które reagują organizmy.
Warunki środowiska są niewyczerpalne – nie są zużywane ani konsumowane przez organizmy (temperatura, kwasowość, zasolenie, promieniowanie).
9. Zasoby środowiska.
Zasoby środowiska – organizm zużywa albo wyczerpuje (promieniowanie słoneczne, substancje pokarmowe, woda).
Połowa biomasy nad ziemią, połowa biomasy pod ziemią.
10. Siedlisko – różne definicje i krótkie ich omówienie.
Siedlisko – zespół abiotycznych warunków panujących w określonym miejscu na Ziemi, oddziałujących na organizmy żywe. To zespół abiotycznych warunków panujących na Ziemi wpływających na produkowanie masy organicznej przez świat ożywiony.
Środowisko fizyczne, w którym organizm występuje w siedlisku – jest wiele nisz ekologicznych.
11. Nisza ekologiczna organizmu, nisza podstawowa, nisza realizowana.
Nisza ekologiczna – pozycja, jaką gatunek zajmuje w danym układzie biocenotycznym, a więc i funkcja jaką spełnia w organizacji tego układu.
Nisza ekologiczna organizmu – jego miejsce w środowisku opisane przez warunki w jakich gatunek występuje, zasoby jakie wykorzystuje i czas w jakim jest tam obecny.
Nisza podstawowa – (potencjalna, fundamentalna) – warunki abiotyczne (to, co się znajdują, co widać).
Nisza realizowana – wszystkie warunki zawarte w niszy podstawowej (co je, gdzie żyje, jakie inne organizmy je otaczają na przestrzeni miejsca i czasu).
Wąska nisza ekologiczna – 8 gatunków roztoczy, które występują wyłącznie w hubach.
Zmiany siedliska – zmiany produkcji biomasy, zmiany struktury fitocenozy.
Wielkość produkcji – funkcja siedliska + struktura fitocenozy
12. Prawo minimum.
Prawo Liebinga – Blackmana – prawo minimum – wytwarzanie masy organicznej zależy liniowo od tego czynnika, który reprezentowany jest najsłabiej w porównaniu z innymi czynnikami.
Czynnik ograniczający dominuje – ale inne czynniki też mają wpływ (roślina może mieć dostępnych wiele składników, ale gdy zabraknie jednego, nie będzie tak rosła jak powinna).
13. Łańcuchy pokarmowe – klasyfikacja i omówienie wybranego łańcucha (na przykładzie).
Łańcuch pokarmowy = łańcuch troficzny – szereg organizmów ustawionych w takiej kolejności, że każda poprzedzająca grupa (ogniwo) jest podstawą pożywienia następnej. Wiążą one ze sobą producentów, konsumentów i destruentów.
Łańcuchy troficzne – sieć zależności pokarmowych, obieg materii i przepływ energii w ekosystemach.
Łańcuch spasania – rozpoczyna się od roślin zielonych (producentów), poprzez zwierzęta roślinożerne (konsumenci I rzędu), do drapieżników, czyli konsumentów najwyższych rzędów.
Ziemniak → stonka → bażant → lis
Łańcuch detrytusowy – zaczyna się od martwej materii organicznej roślinnej lub zwierzęcej poprzez mikroorganizmy do….
Troficzny poziom – ogół gatunków w określonej biocenozie w podobny sposób zdobywający pokarm i podobnie…..
14. Struktura biocenoz leśnych.
Drzewostan – max miąższość, warstwa najwyższa dużych drzew.
Podrost – młode pokolenie drzew.
Podszyt – warstwa niższa, na którą składają się krzewy.
Runo leśne – niska roślinność, nadziemna warstwa, tworzą ją rośliny zielone, mchy, paprocie.
15. Różne rodzaje sukcesji.
Sukcesja – to kierunkowe, uporządkowane zmiany prowadzące do przekształcenia się ekosystemów. Populacje roślinne i zwierzęce bardziej proste są zastępowane przez populacje bardziej złożone.
Typy sukcesji:
- pierwotna – dotyczy terenów, gdzie dotychczas nie występowała żadna biocenoza, np. skały, wydmy, hałdy, stoki wulkanów; gdy ekosystem powstaje od nowa.
- wtórna – zachodzi w ekosystemie częściowo zniszczonym, zajętym wcześniej przez inną biocenozę, np. wyręby, ugory, obszary okresowo zalewane lub zarastające jeziora.
Naturalna sukcesja:
zespoły piaskowe - najpierw nieleśne (mało zwarte, nie zintegrowane, mało trwałe)
- coraz bardzie trwałe – sukcesja progresywna.
Pniak – nisza ekologiczna (klony jawory),
Klimaks = biocenoza ustabilizowana, kończąca seria
Seria = sekwencja biocenoz kolejno następujących po sobie w ciągu sukcesyjnym (sukcesja progresywna)
ALE: dla gospodarki leśnej klimaks nie jest docelowy, bo model potencjalnej roślinności naturalnej nie musi być, ani jedyny, ani najstosowniejszy (Puszcza Białowieska).
Sukcesja regresywna – dewastacja środowiska:
- wydzielanie się z ziemi CO2 (Horse Shoe, Kalifornia),
- przez kormorany – mierzeja (jako czynnik naturalny),
- kornik drukarz – zapoczątkowuje sukcesję na martwe świerki, nie jest to gatunek zagrożony
„martwe drewno” – w różnych aspektach (stadiach rozkładu) – Polska 9,6 m3/ha.
Im głębiej, tym stężenie większe zanieczyszczenia gleby (brak tlenu) i drzewa wysychają.
- funkcje produkcyjne lasu,
- funkcje pozaprodukcyjne lasu (glebochronna, wodochronna, rekreacyjna, itd.)
drzewostan + podszyt + lekceważenie całej reszty
- zubożenie składu florystycznego lasów w XX w. (brak wpływu na produktywność gospodarki lasu + ujemny wpływ na odporność biologiczną zespołów leśnych. Uprawa plantacyjna nieuchronnie też do tego prowadzi).
Intensywne zabiegi hodowlane (hylotechniczne):
- uprawa gleby, nawożenie, chemiczna ochrona + zręby zupełne (edafon leśny).
Populacje – terytorium + czas (ciągłość istnienia), też nieprzypadkowa liczebność, gęstość, zmienność wewnątrz populacyjna, struktura wiekowa i przestrzenna, rozrodczość, potencjał biotyczny, ciągłość trwania, zdolność rozprzestrzeniania się.
- struktura biosocjalna,
- struktura przestrzenna,
- struktura rozwojowa (+/- wiekowa).
Naturalne zbiorowiska (zwłaszcza w warunkach nie ekstremalnych), nadmierne zagęszczenie osób jednego gatunku, epizodyczna, bo następuje redukcja (plagi), np. szkodliwe owady, nicienie, co doprowadza do śmierci osobnika.
16. Funkcje produkcyjne i pozaprodukcyjne lasu.
1. Produkcyjne: - wytwarza drewno
- owoce leśne i grzyby,
- dostarczają wielu gatunków ziół przydatnych dla rozwoju medycyny (dziurawiec zwyczajny, dziki bez czarny, jałowiec pospolity, borówki, berberys zwyczajny, kruszynę pospolitą czy miodunki);
- zwierzęta zamieszkujące las- no myśliwi już wiedzą o co chodzi…
2. Pozaprodukcyjne:
- ochrona klimatu- Są one wielkimi fabrykami tlenu (Rośliny w procesie fotosyntezy pobierają z powietrza dwutlenek węgla, a oddają O2).
- Las może zatrzymać ogromną ilość wody (w czasie dużych opadów czy topnienia śniegów zatrzymują wiele wody, oddając ją potem stopniowo. Chronią w ten sposób m.in. przed powodziami.- Lasy są naturalnym filtrem, który osłania glebę i wody gruntowe przed szkodliwymi związkami emitowanymi przez fabryki.
- Lasy pełnią także funkcję wiatrochronną - zmniejszając kilkakrotnie siłę wiatru osłaniają osiedlaludzkie i uprawy rolne.
Funkcja lasu = funkcja podtrzymywania życia (w skali Ziemi i bardzo długiego czasu).
W ekosystemie ustala się stan równowagi pomiędzy produkcją biomasy i jej rozkładem. Uruchamiają się też reakcje warunkujące homeostazę układu.
W różnych glebach dodatkowo nawożonych nawozami zawierającymi związki azotu, tego typu przemiany zachodzą bardzo łatwo i szybko.
W glebach ubogich procesy przemian azotowych zachodzą stosunkowo pow...
zulek