EKOLOGIA OGÓLNA WBNZ 884

Transkrypt

1 EKOLOGIA OGÓLNA WBNZ 884 Wykład 7 EKOSYSTEM Przykłady : jezioro; las; step; ocean

2

3

4 Ekosystem Microsoftu jest niespójny, bezsensownie ograniczony i absurdalnie drogi

5 Graffiti & Street-art since 1999

6 QUIZ

7 QUIZ Podaj definicję ekosystemu Podaj 3 przykłady obiektów, które nazwał(a) byś ekosystemem

8 EKOSYSTEM Nie ma jednoznacznej definicji Pojecie abstrakcyjne lub konkretny obiekt Kryteria umowne Delimitacja przestrzenna umowna

9 EKOSYSTEM: Dowolny fragment biosfery; Grupa organizmów w interakcjach: Produkcja i dekompozycja; Chociaż częściowo zamknięty obieg materii; Wykorzystanie przepływającej energii. Elementy nieożywione ekosystemu: pule związków chemicznych: akceptorów i donorów elektronów, substratów mineralnych i organicznych.

10 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) Biosfera jest ekosystemem!

11 Ekosystem = 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)

12 CZTERY PRZYKŁADY JEZIORO LAS STEP OCEAN

13 JEZIORO: niecka wypełniona wodą H 2 O H 2 O ciecz o osobliwych właściwościach!

14 STRATEGIE GŁÓWNYCH DESTRUENTÓW: MIKROORGANIZMY PLANKTONOWE MIKRO- I MAKROORGANIZMY BENTOSOWE STRATEGIA GŁÓWNEGO PRODUCENTA: GLON PLANKTONOWY

15 SEZONOWE ZMIANY TERMOKLINY W JEZIORZE

16 SEZONOWE ZMIANY NATLENIENIA WODY JEZIORA

17 STRATYFIKACJA TERMICZNA JEZIORA STREFY UMIARKOWANEJ LATO WIATR Głębokość 4 Temperatura EPILIMNION TERMOKLINA HYPOLIMNION

18 STRATYFIKACJA TERMICZNA JEZIORA STREFY UMIARKOWANEJ WIOSNA I JESIEŃ WIATR Głębokość 4 Temperatura

19 STRATYFIKACJA TERMICZNA JEZIORA STREFY UMIARKOWANEJ ZIMA WIATR Głębokość 0 4 Temperatura

20 JEZIORO EUTROFICZNE WARUNKI REDUKCYJNE W HYPOLIMNIONE UWALNIANIE PRZYSWAJALNEGO FOSFORU STREFA EUFOTYCZNA WYSOKA Pp CIEMNO BRAK P p DEFICYT TLENU Głębokość 0 10 mg/l P Zawartość tlenu P P P

21 JEZIORO OLIGOTROFICZNE Pp OGRANICZONA, W CAŁEJ TONI, JEDNAKOWA ZAWARTOŚĆ TLENU NA CAŁEJ GŁĘBOKOŚCI, FOSFOR ZATRZYMANY Głębokość 0 10 mg/l Zawartość tlenu P P P P

22 EUTROFIZACJA JEZIORA OLIGOTROFICZNEGO: STOPNIOWE WYPEŁNIENIE OSADAMI ZMNIEJSZENIE FOTOSYNTEZY W HYPOLIMNIONE NIEDOBÓR TLENU URUCHOMIENIE FOSFORU SPRZĘŻENIE ZWROTNE DODATNIE

23 EUTROFIZACJA JEZIOR AMERYKAŃSKICH Roczny dopływ P (g m 2 rok EUTROFICZNE Winnipeg Erie Mendota Ontario Górne OLIGOTROFICZNE Tahoe Głębokość (m)

24 ZAPORY NA RZEKACH GÓRSKICH: PROBLEM EUTROFIZACJI HYPOLIMNION

25 REJON ZAPORY CZORSZTYŃSKIEJ

26 REJON ZAPORY CZORSZTYŃSKIEJ ZBIORNIK GŁÓWNY GŁĘBOKOŚĆ średnia ok. 18 m GŁĘBOKOŚĆ ok. 50 m ZBIORNIK WYRÓWNAWCZY ZAPORA PRZEŁOM PIENIŃSKI

27 EKOSYSTEM LASU STRATEGIA ŻYCIOWA DRZEWA

28 SKŁADNIKI ORGANICZNE (% SUCHEJ 8,6 MASY) ,5 1,2 4,9 2,9 2,8 32,7 3,4 9,1 SUCHA MASA kg % LIŚCIE 2,7 % GAŁĘZIE 12 % STRATEGIA ŻYCIOWA DRZEWA 66,9 4,9 0,8 1,8 1,1 4,7 PIEŃ 59 % 76,7 1,7 3,6 2 3,9 PIEŃ 20,3 GRUBE KORZENIE 20,8 % 6,3 3,6 4,7 29,2 2, DROBNE KORZENIE 5,3 % tkanki aktywne metabolicznie: ok. 8% s.m. 410 kg

29 t/ha kg/ha kg/ha BIOMASA [C] N P ALOKACJA PIERWIASTKÓW BIOGENNYCH W BIOMASIE DRZEW kg/ha K kg/ha Ca kg/ha Mg LIŚCIE DREWNO

30 POŁOŻENIE PUSZCZY NIEPOŁOMICKIEJ

31 Las grądowy w pn. części Puszczy Niepołomickiej

32 Bór mieszany w pd. części Puszczy Niepołomickiej

33 ZLEWNIE EKSPERYMENTALNE W PUSZCZY NIEPOŁOMICKIEJ (LATA 70.)

34 Teren objęty pomiarem Dział wodny Odpływ ZLEWNIA RATANICY

35 BADANIA W ZLEWNI RATANICY TAMA (PRZELEW) Z LIMNIGRAFEM LIMNIGRAF ZAJĘCIA TERENOWE ZE STUDENTAMI

36 BADANIA W ZLEWNI RATANICY CHWYTACZE ŚCIÓŁKI DESZCZOMIERZE

37 LIZYMETRY grawitacyjny podciśnieniowy

38 1984 BORY PRODUKCJA PIERWOTNA PUSZCZY NIEPOŁOMICKIEJ GRĄDY

39 Sieć troficzna boru P.N. PRZEPŁYW ENERGII?

40 SIEĆ TROFICZNA BORÓW PUSZCZY NIEPOŁOMICKIEJ PRZEPŁYW AZOTU

41 POBRANIE PIERWIASTKÓW W RÓŻNYCH LASACH I BORACH Quercus Pinus

42 COWEETA HYDROLOGIC LAB. EKSPERYMENTALNE BADANIA EKOSYSTEMÓW LEŚNYCH W ZLEWNIACH HUBBARD BROOK EXPERIMENTAL FOREST Likens et al. 1977

43

44 Zlewnie eksperymentalne w Hubbard Brook

45 LAS ZRĄB N organiczny N organiczny dekompozycja nitryfikacja dekompozycja nitryfikacja zastępuje wypłukane wypłukane

46 wyrąb lasu zlewnia wylesiona zlewnia kontrolna ZLEWNIA HUBBARD BROOK ZMIANY ODPŁYWU PIERWIASTKÓW NA SKUTEK WYLESIENIA

47 ZMIANY CHEMIZMU WÓD PO WYLESIENIU (Coweeta)

48 ZMIANA CHEMIZMU WÓD POD WPŁYWEM NATURALNEJ DEFOLIACJI (GRADACJA OWADÓW MIERNIKOWCÓW) Coweeta

49 NATURALNY LAS LIŚCIASTY, COWEETA ENERGIA MJ ha -1 rok -1 PRZEPŁYW ENERGII W LESIE Sc 2800 ŚCIÓŁKA GLEBA Sc 1030 KORZENIE DEKOMPOZYCJA ODPŁYW

50 NATURALNY LAS LIŚCIASTY, COWEETA AZOT N kg ha -1 rok -1 LIŚCIE 95 KORA 206 DREWNO 258 Sc OBIEG PIERWIASTKÓW BIOGENNYCH W LESIE GLEBA 6803 Sc 434 KORZENIE ŚCIÓŁKA 102 DEKOMPOZYCJA 0,09 ODPŁYW 83,5

51 NATURALNY LAS LIŚCIASTY, COWEETA FOSFOR P kg ha -1 rok -1 LIŚCIE 8,1 KORA 28 DREWNO 109 Sc 146,8 0,09 OBIEG PIERWIASTKÓW BIOGENNYCH W LESIE GLEBA 27 Sc 40,1 KORZENIE ŚCIÓŁKA 11,3 DEKOMPOZYCJA 0,02 ODPŁYW 6,7

52 CHARAKTERYSTYCZNE WZORCE OBIEGU ENERGII, BIOGENÓW I KSENOBIOTYKÓW W LASACH ENERGIA, WĘGIEL BIOGENY PRODUCENCI KONSUMENCI PRODUCENCI KONSUMENCI DESTRUENCI DESTRUENCI GLEBA GLEBA METALE CIĘŻKIE PRODUCENCI KONSUMENCI DESTRUENCI GLEBA

53 OBRAZ Z SATELITY LANDSAT (MSS) (lata 70.) GRADIENT ZANIECZYSZCZEŃ

54 EMISJE PYŁÓW I DWUTLENKU SIARKI Z HUTY LENINA

55 MECH Pleurosium schreberi

56

57 Roślinność Warstwy tematyczne GIS Gleby Rzeźba Zwierciadło wód gruntowych

58 STEP (PRERIA)

59 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

60 Preria, Wyoming, USA

61 SUCHY STEP KARAGANOWOOSTNICOWY W ŚRODKOWOWSCHODNIEJ MONGOLII

62 Gurwan Turuu

63 25-30 gatunków roślin średnia temp. 2,7 C lato: t = 16 C (max.: 36 C) zima: t = 22 C (min. 45 C) t<0 C od do (190 dni) wilg. śr. 70% (min. 12%; w lipcu 45%) Suma opadów: 249 mm

64 Stan biomasy nadziemnej: 100 (150) g s.m./m 2 Caragana: 160 g/m 2 Stan biomasy podziemnej g/m 2 nadz. : podz. = 1 : 35 Pp = 300 g/(m 2 rok) = 2.3 g s.m./(m 2 d) max: g s.m./(m 2 d) Dekompozycja: niewielki przyrost netto materii organicznej

65 PRODUKCJA PIERWOTNA EKOSYSTEMÓW TRAWIASTYCH

66 UPROSZCZONA SIEĆ TROFICZNA EKOSYSTEMU STEPU W MONGOLII Pominięto duże ssaki kopytne

67 Duże ssaki kopytne (antylopy dzerenie, suhaki, dzikie wielbłądy baktriany i dzikie osły) obecnie zastąpione przez hodowane stada owiec, bydła, koni, udomowionych wielbłądów

68 NORNIK BRANDTA (Microtus brandti)

69 BIOMASA NADZIEMNA DESTRUENCI PULA BIOGENÓW (ZEWN.) GRYZONIE W MONGOLSKIM STEPIE

70

71 SCHEMAT CYKLU KLIMAKSOWEGO W MONGOLSKIM STEPIE

72 CYKL KLIMAKSOWY (Remmert, 1985)

73