Projekt Nr Temat. Prace terenowe. Prace laboratoryjne. Opracowanie wyników

Podobne dokumenty
Grupa a b Źródło Collembola 0,1533 2,300 Ganihar 1997 Arachnida 0,0403 2,468 Ganihar 1997 Enchytraeidae 0,2692 1,1 Greiner et al, 2010

EKOSYSTEMY LĄDOWE WBNZ ZAJĘCIA TERENOWE PROJEKTY INDYWIDUALNE

Projekt Nr. Prace terenowe. Prace laboratoryjne Opracowanie wyników

EKOSYSTEMY LĄDOWE WBNZ ZAJĘCIA TERENOWE PROJEKTY INDYWIDUALNE

EKOSYSTEMY LĄDOWE WBNZ ZAJĘCIA TERENOWE PROJEKTY INDYWIDUALNE

EKOSYSTEMY LĄDOWE WBNZ ZAJĘCIA TERENOWE PROJEKTY INDYWIDUALNE

STATYSTYKA MATEMATYCZNA

Wpływ intensywności użytkowania łąki na glebie torfowo-murszowej na wielkość strumieni CO 2 i jego bilans w warunkach doświadczenia lizymetrycznego

BILANS ENERGETYCZNY. Wykorzystanie energii. Przepływ energii. Barbara Pietrzak, Ekologia 2018, Wydział Biologii UW

METODY STATYSTYCZNE W BIOLOGII

Ekologia. martwa materia organiczna w ekosystemach i dekompozycja. Rozmieszczenie materii organicznej (na ha) w ekosystemie las liściasty w Belgii

Akademia Wychowania Fizycznego i Sportu WYDZIAŁ WYCHOWANIA FIZYCZNEGO w Gdańsku ĆWICZENIE V BILANS ENERGETYCZNY

Wnioskowanie statystyczne. Statystyka w 5

EKOLOGIA OGÓLNA WBNZ 884

Ekologia. martwa materia organiczna w ekosystemach i dekompozycja. Rozmieszczenie materii organicznej (t/ha) w ekosystemie las liściasty w Belgii

BADANIE PARAMETRÓW PROCESU SUSZENIA

rczość pokarmowa Optymalizacja Ŝerowania

02. WYZNACZANIE WARTOŚCI PRZYSPIESZENIA W RUCHU JEDNOSTAJNIE PRZYSPIESZONYM ORAZ PRZYSPIESZENIA ZIEMSKIEGO Z WYKORZYSTANIEM RÓWNI POCHYŁEJ

Ekologia. martwa materia organiczna w ekosystemach i dekompozycja. Rozmieszczenie materii organicznej (na ha) w ekosystemie las liściasty w Belgii

Czego można się dowiedzieć badając rozmiary zwierząt? Skalowanie allometryczne

Ekologia. Biogeochemia: martwa materia organiczna w ekosystemach i dekompozycja

Odchudzamy serię danych, czyli jak wykryć i usunąć wyniki obarczone błędami grubymi

ĆWICZENIE 3 REZONANS AKUSTYCZNY

Rozkłady statystyk z próby. Statystyka

Pobieranie prób i rozkład z próby

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Kaliszu

Procentowa zawartość sodu (w molu tej soli są dwa mole sodu) wynosi:

PODSTAWOWE TECHNIKI PRACY LABORATORYJNEJ: WAŻENIE, SUSZENIE, STRĄCANIE OSADÓW, SĄCZENIE

DOKŁADNOŚĆ POMIARU DŁUGOŚCI 1

Podstawy opracowania wyników pomiarów z elementami analizy niepewności statystycznych

Metrologia: obliczenia na liczbach przybliżonych. dr inż. Paweł Zalewski Akademia Morska w Szczecinie

A4.04 Instrukcja wykonania ćwiczenia

Przedziały ufności. Poziom istotności = α (zwykle 0.05) Poziom ufności = 1 α Przedział ufności dla parametru μ = taki przedział [a,b], dla którego

KORELACJE I REGRESJA LINIOWA

DOKŁADNOŚĆ POMIARU DŁUGOŚCI

BILANS ENERGETYCZNY CZŁOWIEKA. Prof. Dr hab. Janusz Stanisław KELLER

LISTA 4. 7.Przy sporządzaniu skali magnetometru dokonano 10 niezależnych pomiarów

STATYSTYKA wykład 5-6

ĆWICZENIE 13 TEORIA BŁĘDÓW POMIAROWYCH

Jak mierzyć i jak liczyć efekty cieplne reakcji?

Duże zwierzęta w morzu. Jan Marcin Węsławski, IOPAN, Sopot

EGZAMIN W KLASIE TRZECIEJ GIMNAZJUM W ROKU SZKOLNYM 2015/2016 CZĘŚĆ 2. ZASADY OCENIANIA ROZWIĄZAŃ ZADAŃ ARKUSZ GM-P8

Narzędzia statystyczne i ekonometryczne. Wykład 1. dr Paweł Baranowski

Oszacowanie i rozkład t

Testowanie hipotez statystycznych.

Podstawowe pojęcia i prawa chemiczne, Obliczenia na podstawie wzorów chemicznych

PDF created with FinePrint pdffactory Pro trial version

X Y 4,0 3,3 8,0 6,8 12,0 11,0 16,0 15,2 20,0 18,9

BUDOWA DRÓG - LABORATORIA

Konkurencja. Wykład 4

Jak mierzyć i jak liczyć efekty cieplne reakcji?

Pochodna i różniczka funkcji oraz jej zastosowanie do obliczania niepewności pomiarowych

1 ekwiwalent 6 ekwiwalentów 0,62 ekwiwalentu

STATYSTYKA MATEMATYCZNA

Sprawdzenie narzędzi pomiarowych i wyznaczenie niepewności rozszerzonej typu A w pomiarach pośrednich

Teoria błędów. Wszystkie wartości wielkości fizycznych obarczone są pewnym błędem.

KATEDRA INŻYNIERII CHEMICZNEJ I PROCESOWEJ INSTRUKCJE DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH LABORATORIUM INŻYNIERII CHEMICZNEJ, PROCESOWEJ I BIOPROCESOWEJ

Badanie zgodności dwóch rozkładów - test serii, test mediany, test Wilcoxona, test Kruskala-Wallisa

KARTA KURSU. Kod Punktacja ECTS* 1

Ćw. 32. Wyznaczanie stałej sprężystości sprężyny

Weryfikacja hipotez statystycznych, parametryczne testy istotności w populacji

ODWADNIANIE OSADÓW PRZY POMOCY WIRÓWKI SEDYMENTACYJNEJ

Intensywność procesów. troficznym jezior mazurskich

Ćwiczenie M-2 Pomiar przyśpieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego Cel ćwiczenia: II. Przyrządy: III. Literatura: IV. Wstęp. l Rys.

Zarządzanie populacjami zwierząt. Parametry genetyczne cech

Analiza zderzeń dwóch ciał sprężystych

Imię i nazwisko (e mail): Rok: 2018/2019 Grupa: Ćw. 5: Pomiar parametrów sygnałów napięciowych Zaliczenie: Podpis prowadzącego: Uwagi:

Analiza zderzeń dwóch ciał sprężystych

Podstawy opracowania wyników pomiarów z elementami analizy niepewności pomiarowych

Statystyczne Metody Opracowania Wyników Pomiarów

Temat: SZACOWANIE NIEPEWNOŚCI POMIAROWYCH

Wykład Centralne twierdzenie graniczne. Statystyka matematyczna: Estymacja parametrów rozkładu

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

Teoria Estymacji. Do Powyżej

Materiały Drogowe Laboratorium 1

Estymacja punktowa i przedziałowa

Teoria pożarów. Ćwiczenie nr 1 wstęp, moc pożaru kpt. mgr inż. Mateusz Fliszkiewicz

Wyznaczanie współczynnika sprężystości sprężyn i ich układów

Wnioskowanie statystyczne Weryfikacja hipotez. Statystyka

Wstęp do teorii niepewności pomiaru. Danuta J. Michczyńska Adam Michczyński

Zagadnienia: równanie soczewki, ogniskowa soczewki, powiększenie, geometryczna konstrukcja obrazu, działanie prostych przyrządów optycznych.

Systemy Ochrony Powietrza Ćwiczenia Laboratoryjne

Wykład 3 Hipotezy statystyczne

Ćwiczenie 6. Symulacja komputerowa wybranych procesów farmakokinetycznych z uwzględnieniem farmakokinetyki bezmodelowej

Wykrywalność ptaków: metody szacowania i czynniki na nią wpływające

1.1. Dobór rodzaju kruszywa wchodzącego w skład mieszanki mineralnej

DOKUMENTACJA SYSTEMU ZARZĄDZANIA LABORATORIUM. Procedura szacowania niepewności

3. Badanie kinetyki enzymów

Ekologia. Biogeochemia: globalne obiegi pierwiastków. Biogeochemia. Przepływ energii a obieg materii

1. Stechiometria 1.1. Obliczenia składu substancji na podstawie wzoru

PARAMETRY PROCESU SPALANIA

Ćwiczenie: Wybrane zagadnienia z korelacji i regresji

O 2 O 1. Temat: Wyznaczenie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego

Statystyka. Zadanie 1.

FunDivEurope: znaczenie różnorodności biologicznej dla funkcjonowania i produktywności ekosystemów leśnych Europy. Bogdan Jaroszewicz

A. Arkusz standardowy GM-A1, B1, C1 oraz arkusze przystosowane: GM-A4, GM-A5, GM-A6 1.

WSKAZÓWKI DO WYKONANIA SPRAWOZDANIA Z WYRÓWNAWCZYCH ZAJĘĆ LABORATORYJNYCH

GRAWITACYJNE ZAGĘSZCZANIE OSADÓW

Transkrypt:

Projekt Nr Temat Cel Sprzęt Prace terenowe Prace laboratoryjne Opracowanie wyników Stawonogi glebowe (skoczogonki) zagęszczenie, biomasa, grupy funkcjonalne Określenie składu i zagęszczenia skoczogonków i roztoczy glebowych na podstawie materiału zebranego w terenie, a następnie na podstawie danych literaturowych oszacowanie biomasy i udziału stawonogów glebowych w przepływie energii i węgla w ekosystemie leśnym Taśma miernicza, próbnik do gleby, woreczki foliowe, etykiety, ołówek 1. wyznaczyć transekt o długości 20m; 2. na transekcie co 1m przy pomocy próbnika pobrać próbkę gleby o powierzchni 16,6cm 2 i głębokości 10 cm (na tym samym transekcie powinny być pobrane próby glebowe do badania wazonkowców). 3. każdą pobraną próbkę opisać i zapakować do woreczka foliowego (nie zawiązywać!) 1. Ekstrakcja zwierząt z gleby: Próby włożyć na sita suchych lejków (met. Tullgrena) i pozostawić na okres 10 14 dni (co 2 dni należy sprawdzać, czy jest jeszcze alkohol w pojemnikach) 2. Oszacowanie zagęszczenia: Wyekstrahowane próby przenieść do pracowni mikroskopowej i przeglądnąć pod lupą binokularną, zaklasyfikować znalezione bezkręgowce do grup taksonomicznych (skoczogonki, roztocze saprofagiczne, roztocze drapieżne) i policzyć (w każdej próbce gleby), tj. na powierzchnię 16,6 cm 2. 3. Oszacowania biomasy 3.1. Jeżeli wielkość próby jest wystarczająca, można oszacować średnią masę ciała stawonogów w każdej grupie. W tym celu wybrane stawonogi z każdej próby umieścić w suszarce (50 C, 48 h), po wysuszeniu zważyć na wadze precyzyjnej, znając liczbę osobników w próbie obliczyć średnia masę jednego osobnika. 3.2. Alternatywnie, należy oszacować średnią długość ciała stawonogów z każdej grupy, używając okularu pomiarowego w mikroskopie stereoskopowym (lupie binokularnej). 1. Oszacowanie biomas osobników. Jeżeli pomiar średniej masy ciała nie był możliwy, należy oszacować masę na podstawie wymiarów liniowych, w oparciu o literaturowe dane o allometrycznej zależności między długością a masą ciała (Tab. 1): Tabela 1. Parametry równania W = al b, gdzie W sucha masa ciała [mg], L długość ciała [mm] Grupa a b Źródło Collembola 0,1533 2,300 Ganihar 1997 Arachnida 0,0403 2,468 Ganihar 1997 Enchytraeidae 0,2692 1,1 Greiner et al, 2010 Mokrą (przyżyciową) masę ciała należy obliczyć zakładając 75% zawartość wody w ciele. 2. Oszacowanie zagęszczenia i biomasy populacji Na podstawie oznaczonej liczebności stawonogów w próbach, należy obliczyć zagęszczenie, stan biomasy (suchej), zawartość energii i węgla w poszczególnych grupach na jednostkę powierzchni (m 2 ). 3. Oszacowanie budżetu energii i węgla

Wyjaśnienie - podstawowe pojęcia i teoria Ilość pokarmu skonsumowana przez zwierzę w jednostce czasu (konsumpcja, C) może być tylko częściowo strawiona i przyswojona (asymilacja, A) niestrawione resztki i wydaliny opuszczają organizm jako odchody (kał i mocz, FU): C = A + FU (1) Część zasymilowanego pokarmu może być wbudowana w nowa biomasę rosnącego konsumenta, albo w inne produkty związane z reprodukcją (np. jaja) ta część nosi nazwe produkcji (P), znaczna część skonsumowanej biomasy podlega metabolizmowi (spaleniu), dostarczając energii użytecznej, ciepła i CO 2, przy zużyciu odpowiedniej ilości tlenu (ta część budżetu nosi nazwę respiracji, R). Zatem: C = R + P + FU (2) Metabolizm (respiracja) zawiera koszty energetyczne aktywności, w tym pracy mechanicznej, przemian chemicznych, a także koszty żerowania, trawienia itd., dlatego intensywnośc metabolizmu jest proporcjonalna do całego budżetu energetycznego. Znajomość indywidualnych budżetów energetycznych wraz z informacją o zagęszczeniu populacji umożliwia oszacowanie przepływu energii i węgla przez ekosystem. Tempo metabolizmu zależy przede wszystkim od masy ciała organizmu i od temperatury. Zależnośc metabolizmu od masy ciała przy stałej temperaturze najlepiej opisuje funkcja potęgowa (allometryczna): b M = aw (3) gdzie M tempo metabolizmu, W masa ciała, a,b parametry specyficzne dla danego taksonu. U organizmów zmiennocieplnych tempo metabolizmu silnie (wykładniczo) zależy od kt temperatury ( M = ce, gdzie T temperature, c, k parametry). Tradycyjnie, w ekologii tę zależność przedstawia się jako współczynnik Q 10, który określa ile razy wzrasta tempo procesu przy podniesieniu temperatury o 10 C. Ten współczynnik można doświadczalnie oszacować, mierząc tempo procesu (metabolizmu) w dwóch temperaturach, stosując wzór: 10 ( t2 t1 ) R 1 Q10 = (4) R2 gdzie: t 1, t 2 niższa i wyższa temperature, odpowiednio, R 1, R 2 tempa procesu zmierzone w temperaturach t 1 i t 2, odpowiednio. [Oczywiście, Q 10 = e 10k, albo k = ln(q 10 )/10]. Znając Q 10, (M T ) można oszacowac tempo metabolizmy w dowolnej temperaturze T: T T0 10 T0 10 MT = M Q (5) gdzie M T0 to metabolizm mierzony w danej temperaturze T O. Składając równania 3 i 5 otrzymujemy wzór do obliczenia metabolizmu bezkręgowca na podstawie znanej masy ciała i temperatury otoczenia: T T0 b 10 WT, 10 M = aw Q (6) Tabela 2 zawiera współczynniki tego równania dla wybranych taksonów glebowych i ściółkowych bezkręgowców. Te wartości są dostosowane do tempa metabolizmu wyrażanego jako tempo konsumpcji tlenu (mm 3 O 2 osbnik- 1 h -1 ), masa ciała w gramach [g], przy standardowej temperaturze T 0 = 10 C. Aby móc wyrazić tempo metabolizmu w jednostkach energii, wynik obliczenia ze wzoru (6) należy pomnożyć przez ekwiwalent energetyczny konsumpcji tlenu, który zależnie od metabolizowanego substratu waha się pomiędzy 19,4 i 20,9 J cm 3 O 2 (Elliot i Davison

1975); dla mieszanego pokarmu można przyjąć przybliżoną wartość 20,0 J cm 3 O 2 albo 0,02 J mm 3 O 2 ). Dobowy metabolizm otrzymamy mnożąc uzyskany wynik przez 24. Dla uwzględnienia innych składowych budżetu biomasy i energii (P, C) potrzebna jest znajomość wielu szczegółów historii życiowych, specyficznych dla poszczególnych gatunków (tempo reprodukcji, ilość produkowanej biomasy, strawność konsumowanego pokarmu); zebranie takiej informacji jest trudne (o ile w ogóle możliwe). Zamiast tego można dokonać zgrubnego oszacowania w oparciu o ogólne ustalenia z literatury. Produkcję (P) i respirację (P) zmierzono u wielu populacji bezkręgowców i na tej podstawie wyprowadzono empiryczne równanie allometryczne wiążące te dwie zmienne: P = 0,80 R 0.83. (7) Pozwala ono oszacować w przybliżeniu roczną produkcję (P) populacji w oparciu o znaną respirację (R) w tym samym czasie (Duncan i Klerkowski 1975). Współczynnik asymilacji (A/C) u detrytusojadów (Collembola, Acari-Oribatei) wynosi 22-35%, a u drapieżników (np. Acari-Mesostigmata Gamasina) sięga 50-66% (Duncan and Klekowski, 1975). Dla uproszczenia można przyjąć stałe wartości współczynnika asymilacji 30% dla detrytusojadów i 60% dla drapieżników. Tabela 2. Parametry równań do obliczania indywidualnych metabolizmów (M, mm 3 O 2 osobnik -1 h -1 ) na podstawie mokrej masy ciała osobników (W, g) przy temperaturze 10 o C (na podstawie Hoste-Danyłow et al. 2013). Grupa a b Q 10 Collembola 64,77 0,85 2,6 Mesostigmata Gamasina 102,33 0,869 3,0 Mesostigmata Uropodina 5,035 0,671 3 Enchytraeidae 18,67 0,67 1,6 Uogólnienie wyników 1. Obliczyć biomasę stawonogów glebowych na poziomie ekosystemu (g suchej masy m -2 ; g C m -2 ), oraz na 1 ha. 2. Wg wzoru (6) obliczyć indywidualny metabolizm dla przedstawicieli wszystkich grup, podstawiając odpowiednie średnie masy ciała (mokre) i średnie temperatury miesięczne gleby (Tab. 3), dla 6 miesięcy (kwiecień wrzesień), zakładając dla uproszczenia, że w pozostałych miesiącach fauna glebowa nie jest aktywna metabolicznie. Tabela 3. Oszacowane średnie temperatury gleby na głęb. 5 cm w Puszczy Niepołomickiej, dla 6 miesięcy roku (dane wg. Rocznika Statystycznego Rolnictwa 2014, wg Kleina; sposób szacowania temperatury gleby p. instrukcja dot. pomiaru respiracji gleby). miesiąc IV V VI VII VIII IX 2013 5,6 9,7 13,9 16,0 17,9 2,2 3. Na podstawie indywidualnych budżetów energetycznych obliczyć budżety energii i węgla na poziomie ekosystemu. W celu przeliczenia jednostek metabolizmu z konsumpcji tlenu na przepływ węgla, przyjmij ekwiwalent 1 cm 3 O 2 = 0,4286 mg C. Wyjaśnienie: aby przeliczyć konsumpcją tlenu (w jednostkach objętości) na produkcję CO 2 (w jednostkach objętości) przyjmujemy współczynnik oddechowy RQ = CO 2 /O 2 = 0,8. Zatem objętość CO 2 = obj. O 2 0,8. Mol CO 2 = 12+32=44g 22.4 l; zatem 1 cm 3 CO 2 = 0,5357 mg C, czyli: 1 cm 3 O 2 = 0.4286 mg C.

Uwzględniając liczebność każdej grupy stawonogów, dla każdego miesiąca oblicz sumaryczny metabolizm (w jednostkach energii [kj m -2 miesiąc -1 ] i masy węgla [g C m -2 miesiąc -1 ]), oraz odpowiednie sumy dla całego roku dla każdej grupy. Następnie wg wzoru (6) na podstawie sumarycznej rocznej respiracji oblicz roczną produkcję P, asymilację (A = R+P) i konsumpcję C (przyjmując odpowiedni dla każdej grupy współczynnik asymilacji), z założeniem, że współczynniki wydajności produkcji i asymilacji są jednakowe dla energii i dla węgla. Zawartość węgla C w zwierzętach (% suchej masy) % Nematoda 52,5 Oligochaeta Enchytraeidae 48,4 Lumbricidae 38,5 Mollusca 42,0 Arthropoda Isopoda 29,2 Diplopoda 26,3 Acarina 42,6 Gamasina 52,2 Aranea 53,3 Insecta Coleoptera 44,6 Carabidae 40,6 Staphylinidae 39,8 Cerambycidae 53,4 Lepidoptera 52,9 Hymenoptera 53,2 Diptera 43,3 LARWY 49,1 Literatura Górny, M. 1975. Zooekologia Gleb Leśnych. PWRiL, Warszawa, str. 87-111 Duncan A., Klekowski R.Z., 1975. Parameters of an energy budget. In: W. Grodziński, R.Z. Klekowski. A. Duncan: Methods for Ecological Bioenergetics. Blackwell, Oxford. 97-147. Elliot J.M., Davison W., 1975: Energy equivalents of oxygen consumption in animal energetics. Oecologia 19: 195-201. Hoste-Danyłow A., Ilieva-Makulec K., Olejniczak I., Hajdamowicz I., Stańska M., Marczak D., Wytwer J., Faleńczyk-Koziróg K., Ulrich W., 2013: The shape of the intraspecific metabolic-rate-body-size relationship affects interspecific biomass and abundance distributions of soil animals within a forest ecosystem. Ann. Zool. Fennici 50: 289-302.

Formularz wyników Uwaga: stosuj zapis naukowy (wykładniczy), zwróć uwagę na poprawny zapis liczb (liczba cyfr znaczących) Zmienna Jednostka Wartość Jednostka Wartość Collembola Acarina - Uropodina Acarina Gamasina Razem stawonogi