druk 2.doc

Definicje

EKOLOGIA jest nauką, która bada wzajemne zależności między organizmami a ich środowiskiem zarówno ożywionym (biotycznym) jak i nieożywionym (abiotycznym)

EKOLOGIA to nauka o strukturze i funkcjonowaniu przyrody

EKOLOGIA jest nauką o zależnościach decydujących o liczebności i rozmieszczeniu organizmów.

Odpowiada na pytanie:

gdzie występują organizmy, w jakich liczebnościach i dlaczego (właśnie tu i właśnie tyle).

Wg Krebsa na ekologię należy patrzeć z trzech punktów widzenia:

1) opisowym - jak ten system wygląda

2) funkcjonalnym - jak ten system działa

3) ewolucyjnym - pytanie o przyczyny warunkujące rozmieszczenie i liczebność organizmów

AUTEKOLOGIA - dział ekologii zajmujący się badaniem związku pojedynczych organizmów z ich środowiskiem życia, reakcją na jego zmiany, rodzajem przystosowań

(nauka o wymaganiach poszczególnych organizmów względem poszczególnych czynników ekologicznych)

SYNEKOLOGIA (ekologia ogólna) zajmuje się grupami organizmów, ich wzajemnymi relacjami, a także zależnością od warunków środowiska (ekologia populacji, biocenoz, ekosystemów, krajobrazu, biosfery)

CECHĄ EKOLOGII OGÓLNEJ JEST ZAINTERESOWANIE STRUKTURĄ I FUNKCJONOWANIEM UKŁADÓW PONADORGANIZMALNYCH

Główną zasadą ekologii jest jedność organizmu ze środowiskiem.

15

POZIOMY ORGANIZACJI BIOLOGICZNEJ
-BIOM

-KRAJOBRAZ

-EKOSYSTEM

-BIOCENOZA

-POPULACJA

-ORGANIZM

-Organizm

-Układ narządów

-Narząd

-Tkanka

-Komórka

-Organelle wewnątrzkomórkowe

-Związki chemiczne

Układ ekologiczny zespół powiązanych ze sobą organizmów i elementów przyrody nieożywionej, stanowiący wzajemnie współzależną całość

Nauki ekologiczne są powiązane z naukami pokrewnymi, m.in.:

nauki o Ziemi: geografia, geologia, gleboznawstwo

nauki fizyczne: fizyka atmosfery

nauki biologiczne: botanika, zoologia, mikrobiologia, klimatologia

nauki o systemach: cybernetyka, matematyka

AGROEKOLOGIA - dział ekologii zajmujący się zjawiskami ekologicznymi zachodzącymi w obrębie agrocenoz i agroekosystemów. Szybki wzrost populacji ludzkiej i uboczne skutki postępu cywilizacyjnego doprowadzają do degradacji środowiska

SOZOLOGIA (ekologia środowiskowa) dziedzina wiedzy opisująca zmiany w środowisku przyrodniczym zachodzące zwłaszcza pod wpływem czynników postępu technicznego (antropopresji) i sposoby zapewniające trwałość jego użytkowania.

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

OCHRONA ŚRODOWISKA to podjęcie lub zaniechanie działań, umożliwiające zachowanie lub przywracanie równowagi przyrodniczej

ochrona ta polega w szczególności na:

a) racjonalnym kształtowaniu środowiska i gospodarowaniu zasobami środowiska zgodnie               z zasadą zrównoważonego rozwoju,

b) przeciwdziałaniu zanieczyszczeniom,

c) przywracaniu elementów przyrodniczych do stanu właściwego

Środowisko - ogół elementów przyrodniczych, w tym także przekształconych w wyniku działalności człowieka, a w szczególności: powierzchnia ziemi, kopaliny,  wody, powietrze,  zwierzęta i rośliny,  krajobraz,  klimat,

OCHRONA PRZYRODY - Polega na zachowaniu, zrównoważonym użytkowaniu oraz odnawianiu zasobów, tworów i składników przyrody:

dziko występujących roślin, zwierząt i grzybów;

roślin, zwierząt i grzybów objętych ochroną gatunkową;

zwierząt prowadzących wędrowny tryb życia;

siedlisk przyrodniczych;

siedlisk zagrożonych wyginięciem, rzadkich i chronionych gatunków roślin, zwierząt i grzybów;

tworów przyrody żywej i nieożywionej oraz kopalnych szczątków roślin i zwierząt;

krajobrazu; zieleni w miastach i wsiach;

zadrzewień.

DEKALOG EKOLOGICZNY

Ekologia jest ścisłą nauką przyrodniczą.

Rozumienie ekologii jest możliwe jedynie w aspekcie ewolucyjnym.

Nic nie dzieje się „ze względu na dobro gatunku”.

Wartość przystosowań jest weryfikowana przez warunki środowiska.

Zrozumienie złożoności wymaga modelowania.

Uprawianie ekologii opisowej bywa niebezpieczne.

Obowiązuje hierarchia wyjaśniania zjawisk.

Organizmy podlegają licznym ograniczeniom.

Istotne jest znaczenie zjawisk losowych.

Zakres ekologii jest arbitralnie ustalany przez ekologów.

ŚRODOWISKO - Wszystkie elementy materialne, zjawiska i energia, od których zależy istnienie organizmu. Inaczej: elementy ożywione (biotyczne) i nieożywione (abiotyczne), naturalne jak i powstałe w wyniku działalności człowieka, występujące na określonym obszarze oraz ich wzajemne powiązania, oddziaływania i zależności.

abiotyczne, m.in.: woda, powietrze, gleba, klimat

biotyczne : organizmy żywe (rośliny, zwierzęta, człowiek, mikroorganizmy) wywierające bezpośredni lub pośredni wpływ na siebie

WARUNKI ŚRODOWISKA, np. temperatura, kwasowość, zasolenie). Wykazują się dużą zmiennością.

ZASOBY ŚRODOWISKA wszystko co organizm wyczerpuje lub zużywa

NISZA EKOLOGICZNA są to całościowe związki organizmu ze środowiskiem biotycznym jak i abiotycznyam (siedliskiem), n-wymiarowa przestrzeń zawierająca zakres warunków, w których dany organizm może występować. To inaczej pozycja danego gatunku jaką zajmuje on w biocenozie.

SIEDLISKO to zespół czynników abiotycznych (klimatyczno-glebowych), które panują w określonym miejscu, działających na rozwój poszczególnych organizmów, ich populację lub całą biocenozę. Każde siedlisko zapewnia wiele nisz ekologicznych.

BIOTOP - środowisko życia i wzrostu określonych organizmów zwierzęcych i roślinnych, odznaczające się swoistym składem czynników abiotycznych. Biotop powstaje przez specyficzne przekształcanie siedliska przez biocenozę. Biotop razem z biocenozą tworzy ekosystem.

BIOSFERA - strefa na Ziemi zamieszkana przez organizmy żywe, obejmująca powierzchnię i górną warstwę skorupy ziemskiej (ok. 3 m gł., niżej spotyka się tylko bakterie), dolną część atmosfery (do wysokości kilkuset metrów, wyżej unoszą się biernie bakterie, zarodniki i najdrobniejsze owady) i w zasadzie całą hydrosferę, czyli wszystkie wody.

BIOM - duży obszar o jednakowym klimacie, charakterystycznej szacie roślinnej i szczególnym świecie zwierzęcym (np. tundra, tajga, lasy liściaste klimatu umiarkowanego, lasy tropikalne). W Polsce mamy do czynienia z dwoma biomami tj. borami i lasami liściastymi klimatu umiarkowanego, które są ze sobą przemieszane. Agrocenozy powstały na miejscu wyciętego lasu, głównie liściastego, i dlatego są jedynie biocenozami zastępczymi.

EKOSYSTEM- podstawowa jednostka w ekologii, tak w sensie funkcjonalnym jak i przestrzennym, obejmująca zarówno organizmy żywe (biocenozę), jak i ich abiotyczne środowisko (biotop). Obie części układu: ożywiona i nieożywiona, pozostają w ścisłej od siebie zależności i wpływają na siebie wzajemnie (zachodzi przepływ energii i obieg materii).

BIOCENOZA - zespół populacji roślin i zwierząt żyjących w określonym środowisku fizycznym, podlegających jego czynnikom i powiązanych ze sobą pośrednio lub bezpośrednio zależnościami pokarmowymi oraz konkurencją biologiczną wewnątrz- i międzygatunkową. Wykazuje się zdolnością do utrzymania stanu dynamicznej równowagi biologicznej.

POPULACJA - grupa osobników jednego gatunku, swobodnie krzyżujących się pomiędzy sobą i współwystępujących na określonym obszarze

EKOTON - strefa przejściowa między dwiema lub większą liczbą różnych biocenoz. W jej skład wchodzi zazwyczaj wiele organizmów typowych dla każdej z nakładających się biocenoz, a ponadto organizmy charakterystyczne tylko dla ekotonu i często tam występujące. Tendencja do wzrostu różnorodności gatunków i zagęszczenia organizmów na styku biocenoz nosi nazwę efektu styku.

ŁAŃCUCHY POKARMOWE (TROFICZNE) - zależności pokarmowe wiążące w danej biocenozie poszczególne gatunki producentów, konsumentów i reducentów, będących kolejnymi grupami ogniw w układzie, gdzie każde ogniwo poprzedzające jest pokarmem dla następnego. Tworzą skomplikowaną sieć zależności pokarmowych (SIECI POKARMOWE), umożliwiających obieg materii i przepływ energii w biocenozie.

PRODUCENCI (autotrofy) - rośliny zielone i niektóre gatunki bakterii, wytwarzające z pobieranych związków nieorganicznych substancje organiczne swego ciała (autotrofizm) i wiążące w nim energię. Stanowią - jako pokarm konsumentów - podstawowe ogniwo łańcucha pokarmowego w biocenozie.

KONSUMENCI (heterotrofy) - organizmy (głównie zwierzęta) nie wytwarzające związków organicznych z nieorganicznych, odżywiające się roślinami (konsumenci I rzędu) zwierzętami roślinożernymi (II rzędu) lub drapieżnymi (III rzędu), a także szczątkami organizmów; ogniwo w łańcuchu pokarmowym.

REDUCENCI (destruenci) - organizmy cudzożywne, głównie bakterie i grzyby saprofityczne, rozkładające związki organiczne obumarłych roślin i zwierząt i korzystające z uwalnianej przy tym energii. Część pośrednich produktów rozkładu stanowi pokarm reducentów, reszta ulega całkowitej mineralizacji i może być przyswojona przez rośliny zielone, wracając do obiegu materii w przyrodzie. Reducenci są ogniwami łańcucha pokarmowego między konsumentami a producentami.

AGROEKOSYSTEM, układ ekologiczny poddany stałemu działaniu agrotechnicznemu człowieka, najbardziej zantropogenizowany, w którym:

producenci to głównie rośliny uprawne oraz chwasty (konkurenci)

konsumenci – głównie człowiek i zwierzęta gospodarskie. Inni naturalni konsumenci (głównie szkodniki-roślinożercy, pasożyty roślin uprawnych i zwierząt gospodarskich) w miarę możliwości eliminowani. Organizmy pożyteczne, np. naturalni wrogowie szkodników: drapieżcy, parazytoidy, patogeny.

Czynniki abiotyczne podlegają silnej ingerencji człowieka (obca regulacja) w postaci nawożenia,  uprawy roli, nawadniania itp.), w konsekwencji agroekosystemy należą do najwydajniejszych ekosystemów ale o małej efektywności energetycznej oraz mogące wywierać negatywny wpływ na środowisko tj. glebę, wody, powietrze oraz rośliny i zwierzęta.

Zredukowana bioróżnorodność agrocenoz zmiana skomplikowanych powiązań żywieniowych na krótkie łańcuchy pokarmowe, co znacznie obniża stabilność agroekosystemu. Destruenci podlegają silnym wpływom zabiegów agrotechnicznych

BIORÓŻNORODNOŚĆ

WEDŁUG KONWENCJI O RÓŻNORODNOŚCI BIOLOGICZNEJ

„zróżnicowanie wszystkich żywych organizmów występujących na Ziemi w ekosystemach lądowych, morskich i słodkowodnych oraz w zespołach ekologicznych, których są częścią; dotyczy to różnorodności w obrębie gatunku, pomiędzy gatunkami oraz różnorodności ekosystemów”.

DEFINICJA ZAPROPONOWANA PRZEZ EDWARDA O. WILSONA

„jest to zróżnicowanie organizmów, rozpatrywanych na wszystkich poziomach organizacji przyrody, od odmian genetycznych w obrębie gatunku, poprzez rodzaje, rodziny, rozmaitość, jeszcze większe jednostki systematyczne, a także rozmaitość ekosystemów - zarówno zespołów organizmów żyjących w określonych siedliskach, jak i samych warunków fizycznych, w których żyją”

WEDŁUG USTAWY O OCHRONIE PRZYRODY

„zróżnicowanie żywych organizmów występujących w ekosystemach, w obrębie gatunku i między gatunkami, oraz zróżnicowanie ekosystemów”

Działanie czynników ekologicznych

Oddziaływanie czynników ekologicznych na organizmy jest kompleksowe.

Zmiana poziomu jednego czynnika modyfikuje działanie innych.

Ten sam czynnik działa inaczej zależnie od stadium rozwojowego, funkcji, wieku, płci organizmu itp.

Kompensacja czynników.

W rolnictwie: jedne czynniki podlegają regulacji (nawożenie, uprawa gleby, nawadnianie itp), na inne rolnik nie ma bezpośredniego wpływu (światło, opady, temp., wł. genetyczne gleby) lecz poprzez odpowiednie zabiegi agrotechniczne może je lepiej wykorzystać.

Czynniki ograniczające:
biogeny

Tlen i dwutlenek węgla

tempo fotosyntezy wzrasta przy podniesieniu stężenia CO2 oraz obniżeniu stężenia O2

powietrze glebowe: w głębszych warstwach gleby tlen jest czynnikiem ograniczającym dla organizmów aerobowych

woda: tlen jest słabo rozpuszczalny à może być czynnikiem ograniczającym (eutrofizacja!)

Makro- i mikroelementy

zarówno zbyt niskie, jak i zbyt wysokie stężenia działają ograniczająco

częsty niedobór: dla organizmów wodnych P, Fe, N; dla mięczaków i kręgowców Ca; dla roślin lądowych Mg itp.

Ekorozwój (rozwój zrównoważony) – rozwój społeczny, ekonomiczny i przyrodniczy, zgodnie z którym zaspokajamy aktualne potrzeby społeczeństwa w sposób zapewniający przyszłym pokoleniom możliwość optymalnego korzystania z zasobów środowiska. Równoważenie celów: produkcyjnych, ekonomicznych, społecznych i ekologicznych.

Ekorozwój obejmuje m.in.: rozsądne, a przez to długotrwałe wykorzystywanie odnawialnych zasobów energii

eksploatację nieodnawialnych źródeł energii z maksymalną efektywnością,

utrzymywanie stabilności procesów ekologicznych i ekosystemów

ochronę różnorodności biologicznej

ogólnie pojętą ochronę przyrody

zachowanie i polepszenie stanu zdrowia ludzi, bezpieczeństwa pracy, edukacji i dobrobytu

Światowy system ochrony środowiska i wspierania polityki ekorozwoju opiera się na postanowieniach zawartych w dokumentach międzynarodowych – Deklaracji Szczytu w Rio de Janeiro, Agendzie 21, Deklaracji johannesburskiej w sprawie zrównoważonego rozwoju.

Dążenie do prowadzenia polityki ekorozwoju ujęte jest w dokumentach stanowiących podstawę polskiego systemu prawnego. Konstytucja z 1997 stwierdza, że Rzeczpospolita Polska ''zapewnia ochronę środowiska, kierując się zasadą zrównoważonego rozwoju'' (art. 5), ustala także, że ochrona środowiska jest obowiązkiem m.in. władz publicznych, które poprzez swą politykę powinny zapewnić bezpieczeństwo ekologiczne współczesnemu i przyszłym pokoleniom (art.74).

BIOCENOZA - zespół organizmów zamieszkujących określony obszar, powiązanych zależnościami troficznymi i innymi interakcjami międzygatunkowymi, który wraz z biotopem stanowi lokalny ekosystem

Cechy biocenozy:  

Zajmuje określoną przestrzeń. Struktura pozioma i pionowa.

Składa się z populacji różnych gatunków wzajemnie uzależnionych (interakcje).

Podstawą istnienia są zależności pokarmowe między populacjami. 

Wykorzystuje i przetwarza materię i energię.

Ulega przekształceniom w czasie (sukcesji).

Dążenie do trwania w stanie równowagi (homeostazy) dzięki procesom samoregulacji.

Bada się i mierzy cechy biocenozy: 

FORMY WZROSTU (drzewa, krzewy, roślinność zielna, mchy i porosty).

GATUNKI ROŚLIN I ZWIERZĄT I ICH LICZEBNOŚĆ (bogactwo gatunkowe).

DOMINACJA

   Dominanty – gatunki o znacznej liczebności lub biomasie, które decydują o charakterze biocenozy.

   Wskaźnik dominacji w biocenozie = procent, jaki w stosunku do liczebności wszystkich organizmów w biocenozie stanowią dwa najliczniejsze gatunki

WZGLĘDNA LICZEBNOŚĆ.

STRUKTURA TROFICZNA (kto zjada kogo?)

FITOSOCJOLOGIA (fitocenologia), zajmuje się badaniami i klasyfikacją zbiorowisk roślinnych.  

Podstawową jednostką w fitosocjologii jest

    ZESPÓŁ ROŚLINNY (asocjacja roślin) - zbiorowisko o charakterystycznej i powtarzalnej kombinacji gatunków.  Zespół roślinny jest reprezentowany w przyrodzie przez konkretne płaty roślinne, czyli fitocenozy.

    Zdjęcie fitosocjologiczne - szczegółowy opis warunków siedliskowych i struktury roślinności oraz sporządzenie pełnej listy występujących tu gatunków z podaniem liczebności i sposobu ich występowania (pokrywanie, towarzyskość) za pomocą danej skali fitosocjologicznej. Zdjęcia fitosocjologiczne stanowią materiał do dalszych badań fitosocjologicznych. Grupuje się je według stopnia podobieństwa florystycznego i sporządza tabele syntetyczne. Porównując różne tabele ustala się gatunki charakterystyczne i wyróżnia nowe zespoły lub też identyfikuje się je z zespołami wyróżnionymi już przez innych badaczy. Pokrewne zespoły łączy się w wyższe jednostki fitosocjologiczne (syntaksony): związki, rzędy i klasy zespołów. Najwyższą jednostką jest krąg zespołów roślinnych, obejmujący wszystkie zespoły roślinne właściwe terytorialnym jednostkom geobotanicznym bardzo wysokiego rzędu, takim jak np. obszar śródziemnomorski, obszar irano-turański, państwo holarktyczne itd.

KONKURENCJA BIOLOGICZNA 

    Gdy osobniki wykorzystują te same ograniczone zasoby środowiska wzajemnym kosztem (inaczej: gdy nisze ekologiczne gatunków całkowicie lub częściowo się pokrywają).

KONKURENCJA WEWNĄTRZGATUNKOWA – nacisk konkurencji rośnie wraz ze wzrostem zagęszczenia populacji

KONKURENCJA MIĘDZYGATUNKOWA

    Niszą ekologiczną gatunku nazywamy jego miejsce w środowisku, opisane przez warunki, w jakich gatunek występuje, zasoby, jakie wykorzystuje i czas, w jakim jest tam obecny. 

          -fundamentalna (podstawowa): warunki środowiska abiotycznego

          -realizowana (jest węższa): j.w. + ograniczający wpływ innych organizmów (drapieżniki, pasożyty itp.).

Konkurencja, c.d. 

KONKURENCJA MIĘDZYGATUNKOWA:

Konkurencja o charakterze eksploatacji (typu pośredniego): wykorzystywanie ograniczonych zasobów środowiska  wzajemnym kosztem.

Konkurencja o charakterze interferencji (typu bezpośredniego): wzajemne hamowanie rozwoju obu populacji (np. walka).

Konkurujące organizmy wzajemnie wpływają na obniżenie swojego dostosowania.

Najpowszechniejszy rodzaj interakcji między organizmami. Jeżeli dwa gatunki konkurują ze sobą w stabilnych warunkach środowiska, wówczas jeden z konkurentów zostaje wyparty (jedna nisza jeden gatunek), lub podział zasobów i koegzystencja (współwystępowanie). Dwa gatunki mogą koegzystować, jeśli zaczną w odmienny sposób korzystać z dostępnych zasobów - zasada konkurencyjnego wypierania (zasada Gausego)

DRAPIEŻNICTWO - zjadanie w części lub w całości jednych żywych organizmów (ofiary) przez inne organizmy (drapieżniki) 

...