EKOLOGIA OGÓLNA WBNZ 884

Transkrypt

1 EKOLOGIA OGÓLNA WBNZ 884 Wykład 6 Gleby Biomy Ekosystemy

2 Życie biosfery = cykl redoks węgla DEPOZYCJA (ocean, osady) energia CO 2 energia REDUKCJA tylko żywe organizmy UTLENIANIE organizmy: szybko procesy abiotyczne: powoli (CH O) 2 n DEPOZYCJA (złoża paliw)

3 Nasłonecznienie kwh m -2 doba -1

4 Energia promieniowania słonecznego

5 STREFOWOŚĆ TEMPERATUR NA POWIERZCHNI OCEANÓW I LĄDÓW

6 Cyrkulacja atmosferyczna Determinuje strefowość opadów (lokalną wilgotność klimatu)

7 STREFY KLIMATYCZNE ŚWIATA

8 BIOM: fragment biosfery, odznaczający się typowymi warunkami środowiskowymi, determinującymi tempo produkcji i dekompozycji (czyli bilans materii organicznej), w konsekwencji: rozwój charakterystycznych gleb i roślinności; Pojęcie biomu można rozszerzyć na typowo ukształtowane obszary oceanów NIE MYLIĆ Z KRAINĄ BIOGEOGRAFICZNĄ!

9 POWSTAWANIE GLEBY WIETRZENIE MATERIA ORGANICZNA SKAŁA MACIERZYSTA MINERAŁY Czas

10 GLEBA: Mieszanina rozdrobnionych cząstek mineralnych i związków pochodzenia organicznego; PROCESY: Erozja fizyczna i dekompozycja biomasy; Ciągła praca organizmów; Domknięcie obiegu pierwiastków.

11 Rędzina - gleba powstała na podłożu wapiennym (Kostrze) Poziom organiczny Poziom próchniczny Poziom skały macierzystej

12 klimat chłodny opad>et Proces bielicowania H + H + H + H + H + H + H + H + Si Si Si organiczne koloidy Fe, Al ściółka iglasta próchnica mor poziom eluwialny poziom iluwialny ("braunsztyn") Ca ++ Na + K + Mg ++ N zwierciadło wód gruntowych Gleba bielicowa Puszcza Niepołomicka

13 Gleba bielicowa (Puszcza Niepołomicka)

14 Gleba bielicowa (Puszcza Niepołomicka) Poziom próchniczny (próchnica nadkładowa mor) Poziom wymywania (eluwialny) Poziom wzbogacania (iluwialny) Poziom skały macierzystej (piasek)

15 Glejobielica Poziom organiczny Poziom eluwialny Poziom iluwialny Poziom glejowy (woda gruntowa, podchodząca od dołu powoduje oglejenie, widoczne jako sinoszare zabarwienie związkami zredukowanego żelaza, z rdzawymi plamami związków żelaza utlenionego)

16 Proces brunatnienia Rola makrofauny glebowej (dżdżownice i in.) klimat umiarkowany opad >= ET ściółka liściasta próchnica mull bogata fauna glebowa (silne mieszanie) Gleba brunatna oglejona

17 Gleba brunatna, oglejona (Puszcza Niepołomicka) Ściółka Poziom organiczny Poziom próchniczny (próchnica mull) Poziom wzbogacenia Poziom glejowy (cętki)

18 Gleba gruntowo-glejowa Puszcza Niepołomicka Poziom próchniczny Poziom glejowy Oglejenie przejawia się w postaci sinoniebieskiego zabarwienia profilu związkami zredukowanego żelaza i rdzawymi plamami związków żelaza utlenionego

19 Czarna ziemia murszasta (Kostrze)

20 Gleba torfowo-glejowa (Puszcza Niepołomicka) Poziom organiczny (torf) Poziom próchniczny Poziom glejowy Woda gruntowa

21 klimat chłodny umiarkowany opad<= ET Proces darniowy (kalcyfikacja, powstawanie czarnoziemu) roślinność trawiasta dużo próchnicy obfite systemy korzeniowe Ca ++ Mg ++ Na + K + ++ Ca Mg ++ Na +K+ strefa wzbogacenia CaCO 3 zwierciadło wód gruntowych wiki

22 klimat ciepły opad<<et silne parowanie Gleby pustynne kalcyfikacja salinizacja zasolenie niewiele próchnicy

23 klimat gorący opad>>et Proces lateryzacji (ferralizacji) Venezuela; Choroni H + H + H + H + H + H + H + H+ H + Fe O 2 3 SiO 2 Al O 2 3 SiO 2 niewielka ilość próchnicy Na +Ca++ K + Mg ++ N zwierciadło wód gruntowych

24 Venezuela, Caracas

25 Kenia, Samburu

26 Gleby tundrowe proces gleizacji H + torf H + zwierciadło wód gruntowych warunki beztlenowe Fe 2+ glej Fe 2+ wieczna zmarzlina wiki

27 Gleby w różnych klimatach WILGOTNY CHŁODNY WILGOTNY GORĄCY WILGOTNOŚĆ SUCHY ZIMNY SUCHY GORĄCY TEMPERATURA

28 GŁÓWNE TYPY GLEB uproszczona klasyfikacja genetyczna Glejowe Bielicowe Czarnoziemy Szaroziemy Lateryty Gleby górskie

29 Mapa gleb świata wg. klasyfikacji amerykańskiej (USDA) (Jest jeszcze klasyfikacja FAO)

30 Mapa gleb świata wg. klasyfikacji FAO

31 Taksonomia gleb USDA: 12 rzędów ALFISOLS ANDISOLS ARIDISOLS ENTISOLS GELISOLS HISTOSOLS INCEPTISOLS MOLLISOLS OXISOLS SPODOSOLS ULTISOLS VERTISOLS Gleby leśne szare, płowe, klimat umiark. Gleby wulkaniczne Gleby pustyń; sołonczaki, buroziemy Gleby inicjalne, słabo wykształcone Gleby na wiecznej zmarzlinie Gleby organiczne; torfowe, murszowe Gleby brunatne, mady rędziny itp.. Próchniczne gleby stepów; czarnoziem Silnie zwietrzałe, tropikalne; laterytowe Silnie kwaśne gleby leśne; bielice itp. Gleby czerwone i żołte, ciepły klimat Z pęczniejących iłów; tirsy, smolnice

32 ALFISOLS ANDISOLS ARIDISOLS Gleby leśne szare, płowe, klimat umiark. LUVISOLS Gleby wulkaniczne ANDOSOLS Gleby pustyń; sołonczaki, buroziemy (CALCISOLS) ENTISOLS Gleby inicjalne, słabo wykształcone LEPTOSOLS GELISOLS HISTOSOLS INCEPTISOLS Gleby na wiecznej zmarzlinie CRYOSOLS Gleby organiczne; torfowe, murszowe HISTOSOLS Gleby brunatne, mady, rędziny itp. CAMBISOLS MOLLISOLS Próchniczne gleby stepów; czarnoziem CHERNOZEMS OXISOLS Silnie zwietrzałe, tropikalne; laterytowe PLINTHOSOLS SPODOSOLS ULTISOLS Porównanie (±) z taksonomią gleb FAO (WRB) Silnie kwaśne gleby leśne; bielice itp. PODZOLS Gleby czerwone i żołte, ciepły klimat ACRISOLS VERTISOLS Z pęczniejących iłów; tirsy, smolnice VERTISOLS

33

34 Fanerofity jawnopączkowe Hemikryptofity naziemnopączkowe pączki i pędy bezpośrednio na powierzchni Geofity ziemnopączkowe Bulwy, kłącza Terofity cały cykl życiowy 1 rok Chamefity niskopączkowe System form życiowych Raunkiaera 1905: wg sposobu przetrwania okresu niekorzystnego dla życia

35 cm ZALEŻNOŚĆ TYPU ROŚLINNOŚCI (BIOMU) OD TEMPERATURY I OPADÓW (WG WHITTAKERA, ZMIENIONE)

36

37 Bardzo dobry, zwięzły opis biomów w tej książce (PWN, Warszawa 2004) str

38 KURS Różnorodnośc biosfery (do wyboru) Różnorodność biomów/ekosystemów świata

39 PRZEGLĄD BIOMÓW LĄDOWYCH Wilgotny las równikowy (las deszczowy) Las liściasty strefy umiarkowanej Tajga - borealny las iglasty Trawiaste: step, preria, pampa Tundra Pustynia

40

41 BIOM: RÓWNIKOWY LAS DESZCZOWY Klimat Temperatura Opady Gleby Brak sezonowości średnia > 17 o C > mm/rok laterytowe Produkcja g s.m. m -2 rok -1 Dekompozycja błyskawiczna Roślinność Uwagi las wieczniezielony, wielowarstwowy ogromne bogactwo gatunków

42 Równikowy las górski, Wenezuela

43 Drzewa z korzeniami przyporowymi. Rancho Grande, Venezuela

44

45 Nizinny las deszczowy (dipterokarpowy), Sabah, Borneo

46 Lasy mgłowe; Cordillera de la Costa, Venezuela

47 Las mgłowy; Cordillera de la Costa, Venezuela

48 Las mgłowy - Nowa Kaledonia

49 Namorzyny (lasy mangrowe); Ocumare, Venezuela

50 Las deszczowy - Amazonia: postępująca deforestacja (LANDSAT)

51 LASY STREFY ZWROTNIKOWEJ: LAS ARAUKARIOWY (Brazylia)

52 Araucaria angustifolia (Brazylia)

53

54 Paprocie drzewiaste w lesie araukariowym (Brazylia)

55 (2.) KURS EKOLOGII TROPIKALNEJ INSTYTUT NAUK ŚRODOWISKU UJ VENEZUELA 2008

56 (6.) KURS EKOLOGII TROPIKALNEJ INSTYTUT NAUK ŚRODOWISKU UJ VENEZUELA 2012

57 (8.) KURS EKOLOGII TROPIKALNEJ INSTYTUT NAUK ŚRODOWISKU UJ BORNEO 2014

58

59 BIOM: LAS LIŚCIASTY STREFY UMIARKOWANEJ Klimat Temperatura Opady Gleby sezonowy latem > 12 o C, zimą < 0 o C mm/rok brunatne Produkcja do 1200 g s.m. m -2 rok -1 Dekompozycja równoważy produkcję Roślinność Uwagi las liściasty sezonowy lub zimozielony obecnie: rolnictwo; odmiany: macchia itd.

60 Las liściasty wieczniezielony Bukan, Nothofagus (Patagonia)

61 PUSZCZA NIEPOŁOMICKA

62 ŻUBRY W PUSZCZY BIAŁOWIESKIEJ

63 Las liściasty Am. Pn. (klony czerwone i klony cukrowe)

64 Macchia śródziemnomorska- Chorwacja

65 Chapparal (Texas)

66 Pola uprawne POLA UPRAWNE

67 Pola uprawne

68 Pola uprawne

69

70 BIOM: BOREALNY LAS IGLASTY = TAJGA Klimat Temperatura Opady Gleby silnie sezonowy, krótki okres wegetacyjny latem > 10 o C, zimą < 0 o C mm/rok bielicowe Produkcja ok. 800 g s.m. m -2 rok -1 Dekompozycja nie nadąża za produkcją (akumulacja C org.) Roślinność Uwagi las iglasty zimozielony Mała różnorodność gat., fluktuacje

71 Tajga mongolska górna granica lasu w górach Chentej

72 Tajga mongolska w górach Chentej

73 Sosna syberyjska Pinus sibirica ( kiedrowka )

74 Pirofity Pinus contorta, Pinus radiata i in.

75

76 BIOMY TRAWIASTE: STEP, PRERIA, PAMPA Klimat Temperatura Opady Gleby sezonowy, kontynentalny duża amplituda ok mm/rok czarnoziemy; kasztanowe Produkcja 500 g s.m. m -2 rok -1 Dekompozycja może nie nadążać za produkcją Roślinność Uwagi jednowarstwowa; trawy, zioła, krzewy Pastwiska; odmiana: sawanna

77 Preria, Wyoming, USA

78 Step karaganowy, Mongolia

79 Suchy step połunowo-ostnicowy, Mongolia

80 Śr. temp. roczna Suma opadów Pory roku BIOM: SAWANNA TROPIKALNA C mm/rok Wyraźne (pora sucha, pora deszczowa) Stan biomasy 1,5 kg/m 2 Produkcja (NPP) g m -2 rok -1 Producenci Roślinożercy Drapieżne Destruenci Gleby Przewaga fotosyntezy C4 Liczne duże przeżuwacze, gryzonie Duże ssaki drapieżne (kotowate, psowate); ssaki mrówko- i termitożerne duży udział termitów i mrówek; pożary laterytowe

81 jw Żyrafa siatkowana Giraffa camelopardalis reticulata; Samburu, Kenia

82 Sawanna trawiasta, Masai Mara, Kenia

83 Sawanna zalewowa, Los Llanos, Wenezuela

84 Wyspa leśna na sawannie zalewowej (cerrado); Pantanal, Brazylia

85 Zarośla palmowo-figowcowe; Pantanal, Brazylia

86 Pantanal, Brazylia

87

88 BIOM: PUSTYNIA Klimat Temperatura Opady Gleby Produkcja Dekompozycja Roślinność Uwagi suchy; czasem sezonowy niska, wysoka, lub sezonowo zmienna < 250 mm/rok pustynne (szaroziemy; kasztanowe) znikoma powolna sukulenty, pokrycie 0-30% pow. półpustynie; życie pod ziemią

89 SAHARA

90 Egipt - Pustynia Wschodnia (Sahara)

91 Pustynia kamienista, płw. Synaj

92 Pustyna Mojave (Kalifornia) Yucca brevifolia ( Joshua tree )

93 Pustynia kaktusowa; Paraguana, Venezuela

94 Pustynia Iracka (oaza)

95

96 BIOM:TUNDRA Klimat Temperatura Opady Gleby sezonowość; b. krótki okres wegetacyjny niska; wieczna zmarzlina < 250 mm/rok glejowe Produkcja g s.m. m -2 rok -1 Dekompozycja powolna Roślinność Uwagi mchy, porosty, zioła, krzewinki latem długi dzień; pojawy masowe

97 Zmarzlina

98

99

100

101 PIĘTRA ROŚLINNOŚCI W TATRACH

102 Piętrowość roślinności w Alpach (Hohe Tauern)

103 Paramo Andy, Cordiliera de Merida, Venezuela

104 Paramo Andy, Cordiliera de Merida, Venezuela

105 jw

106 Senecio sp. Mt. Kenia

107 Siedliska zmienione Siedliska chronione Umiarkowane murawy, sawanny, krzewiaste Śródziemnomorskie lasy i zakrzewienia Lasy liściaste tropikalne lasy liściaste i mieszane umiarkowane Subtropikalne lasy iglaste UDZIAŁ SIEDLISK ZMIENIONYCH I OBJĘTYCH OCHRONĄ W 13 BIOMACH LĄDOWYCH Tropikalne lasy wilgotne Tropikalne/subtropikalne murawy, sawanny Sawanny zalewowe Pustynie i półpustynie Murawy i zakrzewienia górskie Lasy iglaste umiarkowane Tajga Tundra CRI - conservation risk index = zmienione/chronione % powierzchni biomu % powierzchni biomu Hoekstra & al. 2005

108 Udział siedlisk chronionych w ekoregionie, % UDZIAŁ SIEDLISK ZMIENIONYCH I OBJĘTYCH OCHRONĄ W 810 EKOREGIONACH LĄDOWYCH 20% pow. zmienione CRI > 2 40% pow. zmienione CRI > 10 50% pow. zmienione CRI > 25 Udział siedlisk zmienionych w ekoregionie, % Hoekstra & al. 2005

109 MAPA EKOREGIONÓW WRAŻLIWYCH (vulnerable), ZAGROŻONYCH (endangered) I KRYTYCZNIE ZAGROŻONYCH (critical) Hoekstra & al. 2005

110 BIOMY DZISIAJ: Anthromes Antropogenic Biomes Ellis & Ramankutty 2008)

111 1700: 50% pow. lądów w stanie dzikim 45% półnaturalne 2000: 55% - pastwiska, uprawy, tereny zurbanizowane 45% - półnaturalne (20%) i dzikie (25%)

112 ANTROMY Gęste osiedla Wsie Pola uprawne Pastwiska Półnaturalne Tereny dzikie ANTROMY I BIOMY WSPÓŁCZESNE

113 2000

114