Ekologia 2 s

Klimat (z gr. klíma - strefa) – ogół zjawisk pogodowych na danym obszarze w okresie wieloletnim. Ustalany jest na podstawie wieloletnich obserwacji róŜnorodnych składników, najczęściej pomiarów temperatury, opadów atmosferycznych i wiatru. Standardowy okres to 30 lat.

EKOLOGIA

Klimat na Ziemi kształtują trzy podstawowe procesy klimatotwórcze: obieg ciepła, obieg wody i krąŜenie powietrza, oraz czynniki geograficzne: układ lądów i oceanów, wysokość n.p.m. Klimat jest jednym z czynników ekologicznych wpływających na występowanie i Ŝycie organizmów.

Wykład 2

Biomy Ziemi

Występowanie roślinności i obecność zwierząt na danym terenie są kształtowane przez klimat. W rozmieszczeniu tym moŜna dostrzec pewien porządek; od bieguna ku równikowi rozciągają się kolejne strefy, pasma biomów uzaleŜnione od coraz wyŜszej temperatury i nasłonecznienia. Oprócz temperatury waŜnymi czynnikami warunkującymi rozmieszczenie biomów jest ilość dostępnej wody. Biom jest największą lodową jednostką biocenotyczną, w obrębie której przewaŜa jednolita forma Ŝyciowa roślinności, będąca w stanie względnej równowagi (klimaksu) i uwarunkowana klimatem, np. w biomie obszarów stepowych klimaksową roślinnością są trawy.

Tundra Lasy iglaste (tajga i górskie) Lasy liściaste

Biomy Ziemi Zbiór wszystkich ekosystemów zajmujących rozległy obszar kuli ziemskiej, który charakteryzuje się podobnym klimatem, roślinami i zwierzętami. Granice biomów określane są głównie przez warunki klimatyczne, a szczególnie przez temperaturę i opady.

Ekosystemy trawiaste Ekosystemy krzewiaste (chparral, śródziemn. i trop. ) Pustynie

Tropikalne lasy deszczowe Półpustynie Góry z mieszanymi ekosystemami Tropikalna sawanna

Biomy w gradiencie szerokości geograficznej i wysokości nad poziom morza

Klimaty klasy A: Tropikalny las deszczowy Biom ten występuje w strefie równikowej, w trzech głównych obszarach: dorzeczu Amazonki w (Ameryce Południowej), w dorzeczu Kongo w Afryce oraz na Archipelagu Malajskim. Poza tym występuje w dorzeczu Orinoko, na przesmyku Ameryki Środkowej, w dorzeczu górnego Nigru oraz nad Zambezi, częściowo na Madagaskarze, w północno-wschodniej Australii.

Klimaty klasy A: Sawanna

temperatury podobne jak w lesie deszczowym, ale zaznaczona pora sucha
sezonowość

roślinność trawiasta do 4 m z pojedynczymi drzewami „lasy galeriowe” wzdłuŜ cieków wodnych

Klimaty klasy B: Step Step to teren równinny pokrytym trawą i krzewami, pozbawiony drzew, rzek i jezior. W krajobrazie stepowym dominują trawy, czasem wyŜsze od człowieka. Obok traw rośnie sporo innych roślin zielnych. W kwietniu i w maju rośliny zakwitają i step staje się kolorowy. Jednak juŜ w czerwcu trawy Ŝółkną i wysychają. Latem rośliny wysychają, a jesienią step brunatnieje i zamiera. Lata są gorące i suche, zimy długie i mroźne. Charakterystyczne zwierzęta: antylopy, np. gazele, dzikie konie i osły, pieski preriowe, świstaki. śyją tu wilki i stepowe lisy, a takŜe drapieŜne ptaki: orzeł, pustułka, , sowa, myszołów.

Klimaty klasy A: Tropikalny las deszczowy Lasy deszczowe wykształcają się na obszarach o specyficznym klimacie, cechującym się obfitymi, całorocznymi opadami deszczu, silnym nasłonecznieniem, wysoką średnią roczną temperaturą powietrza, wysokimi dziennymi i niewielkimi rocznymi amplitudami temperatury. Nie ma zróŜnicowania pór roku, dlatego rośliny nie zrzucają liści. NajniŜsza temperatura (przed wschodem słońca) wynosi ponad 20 °C, a najwyŜsza (po południu) – ponad 30 °C.

Klimaty klasy B: Pustynie i półpustynie

całoroczny deficyt wody, niewielkie opady są nieprzewidywalne często najwyŜsze na Ziemi temperatury (ale niekoniecznie!)

rośliny i zwierzęta o specjalnych przystosowaniach do deficytu wody (np. kaktusy w Nowym Świecie, wilczomleczowate w Starym)

Klimaty klasy C: Lasy monsunowe

temperatura 10o – 20o C sezonowe opady (powyŜej 2000 mm rocznie) drzewa 12 – 35 m, bujny podszyt i runo zaznaczona sezonowość (kwitnienie, owocowanie, ulistnienie)

Klimaty klasy D (śnieŜne): las liściasty klimatu umiarkowanego

Klimaty klasy D (śnieŜne): las liściasty klimatu umiarkowanego

niemal wyłącznie półkula północna, znaczne opady w ciągu lata, umiarkowanie mroźne zimy drzewa o wys. 20 – 30 m, zabezpieczone grubą korą; zwykle las zdominowany przez 3 – 4 gatunki drzew okresowa defoliacja – przystosowanie do sezonowości warunków

Las liściasty jest doskonałym środowiskiem dla bardzo wielu gatunków zwierząt.

Klimaty klasy D (śnieŜne): Tajga – borealne lasy szpilkowe

Klimaty klasy D (śnieŜne): Tajga

Występują w północnej części Ameryki Północnej, Europy i Azji. Lasy wielogatunkowe, lasy jednogatunkowe, lasy iglaste, obszary bagienne, jeziora polodowcowe. Wieczna zmarzlina. Występuje tam krótkie, ciepłe lato i długa, mroźna, śnieŜna zima (6 – 8 miesięcy, sezon wegetacyjny < 120 dni)

Klimaty klasy E: Tundra

uboga warstwa runa jednorodność mała aktywność biologiczna gleb
duŜe depozyty materii organicznej Na obszarach tajgi rosną głównie drzewa iglaste: świerki, sosny, limby, jodły syberyjskie, modrzewie, lecz takŜe – najczęściej drobnolistne – liściaste: brzozy, osiki, olsze, jarzęby Charakterystyczne zwierzęta: wilk, lis, łoś, niedźwiedź.

Klimaty klasy E: Tundra 60o-

Skrajnie na północ połoŜona formacja roślinna (od 80o N – powyŜej koła podbiegunowego) temperatura zawsze poniŜej +10oC, zimą do - 50oC niewielkie opady, wiosna, lato i jesień – 50 do 160 dni wieczna zmarzlina krajobraz bagienny z rozległymi jeziorami trawy, turzyce, mchy, porosty, rzadko drobne krzewinki i karłowate drzewa (brzoza i wierzba)

Lemingi, woły piŜmowe, karibu, renifery, pardwy, zające bielaki, susły. Brak płazów i gadów. Charakterystycznym, choć niezwykle uciąŜliwym dla człowieka i zwierząt elementem tundry są teŜ roje komarów, pojawiające się latem.

Ekosystemy wodne

Pustynia lodowa - obszar wiecznych lodów w strefie polarnej, pozbawiony roślinności i bez stałej ludności. Klimat charakteryzuje się ujemnymi temperaturami powietrza w ciągu całego roku, opadami śniegu i bardzo silnymi wiatrami. Pory roku wyznaczane są przez dzień polarny i noc polarną. Temperatura: od -10°C w lecie do -50°C w zimie. Charakterystyczne zwierzęta to: foki, morsy, wieloryby i czasami niedźwiedzie polarne w Arktyce, a pingwiny w Antarktyce. śyją tu równieŜ rybitwy, mewy i albatrosy.

Ekosystemy morskie Litoral (strefa przybrzeŜna)

LITORAL

Pelagial (otwarty ocean)

Epipelagial (strefa eufotyczna)

Szelf

Ekosystemy wodne zajmują przewaŜającą powierzchnię kuli ziemskiej.
morskie
słodkowodne: wody płynące (np. rzeki, strumienie źródła) oraz na wody stojące (stawy, jeziora, bagna). Główne róŜnice w ekosystemach wodnych stanowią takie czynniki jak przejrzystość (światło), ilość tlenu, twardość wody oraz rodzaj brzegu, podłoŜa, głębokość zbiornika itd. WaŜnym czynnikiem jest tez zasolenie. W ekosystemach wodnych wydzielamy główne typy organizmów:
plankton (drobne organizmy unoszone przez wodę, np.: drobne glony, pierwotniaki)
newton (org. samodzielnie pływające, naleŜą do nich min. duŜe owady, ryby płazy)
bentos (są to mieszańcami tych środowisk, związane z dnem, np.: larwy owadów, pierścienie- pijawki, mięczaki)

Mezopelagial Batypelagial (strefa afotyczna) Bentos

PELAGIAL Strefa otwartej toni wodnej, to najrozleglejsze środowisko Ŝyciowe. Organizmy pelagiczne są rozmieszczone bardzo szeroko. Producentami w tej strefie są niezliczone, mikroskopijne organizmy fitoplanktonowe. W wodach szelfowych znajdują się larwy róŜnych zwierząt ze strefy bentonicznej, czyli: wieloszczety, krewetki i kraby, a takŜe i inne skorupiaki, ślimaków, małŜów, jeŜowców, rozgwiazd, strzykw. Do aktywnych pływaków naleŜą między innymi kałamarnice, ryby takie jak makrele, tuńczyki, marliny, rekiny, Ŝółwie morskie oraz ssaki delfiny i wieloryby. W wodach głębszych, strefy 200-2000 m niemal wszystkie zwierzęta maja narządy świetlne. Świecą, często róŜnymi kolorami, krewetki, kałamarnice i ryby.

Środowisko przybrzeŜne jest ze wszystkich najbogatsze i najbardziej zróŜnicowane pod względem fauny, flora jest dosyć prymitywna i uboga. Na ubogim dnie piaszczystym mogą wyrosnąć trawy morskie, jedyne rośliny kwiatowe, Ŝyjące w morzu. Powstają wtedy rozległe łąki podwodne. Pasą się na nich Ŝółwie morskie, a w gęstwinach traw gromadzi się róŜnorodny świat ryb, krewetek, ślimaków, małŜów i jeŜowców. U brzegów skalistych rosną zielenice, krasnorosty i brunatnice. Najbogatszym i najbujniejszym zespołem litoralu morskiego są rafy koralowe, charakterystyczne dla czystych wód tropikalnych.

BENTON W strefie dennej, na szelfie kontynentalnym zamieszkuje wiele zwierząt. MoŜemy tam spotkać meduzy, kiełŜe, skorupiaki, ślimaki, małŜe, głowonogi, krewetki, langusty oraz ryby przydenne. Natomiast na duŜych głębokościach, gdzie nie dociera światło i nie ma roślin fotosyntetyzujących, fauna jest duŜo uboŜsza.

Biocenoza PLANKTON

Jest to zespół zamieszkujący toń wodną. Składa się z organizmów nie mogących się skutecznie przeciwstawiać silnym ruchom wody. Jest, więc przemieszczany przez prądy i fale. W wodach słodkich są to organizmy drobne, o wymiarach najczęściej nie przekraczających kilku milimetrów. Plankton przystosowany jest ewolucyjnie do Ŝycia w toni wodnej. Niektóre z przystosowań to: maksymalna redukcja szkieletu, obecność w komórkach lub koloniach, między komórkami kuleczek tłuszczu lub pęcherzyków gazu, małe wymiary ciała, komplikacja kształtu, czyli róŜne wyrostki, wypustki, otoczki śluzowe.

Zooplankton Fitoplankton Bakterio plankton

NEKTON BENTOS

NEKTON Jest to zbiorowisko organizmów poruszających się w wodzie w sposób czynny. W naszych wodach nekton tworzą głównie ryby, ale równieŜ gady, płazy, ptaki, ssaki wodne. Najpospolitsze i najczęściej dominujące w naszych wodach naturalnych są ryby z rodziny karpiowatych: leszcz i płoć. Gatunki typowo hodowlane, w wyspecjalizowanych gospodarstwach – to karp, pstrąg i karp tęczowy.

Biotop 1. ŚWIATŁO 1) Eufotyczna 2) Dysfotyczna 4) Afotyczna 2. TEMPERATURA 3. TLEN 4. KWASOWOŚĆ WODY (pH) 5. ZASOLENIE

PLANKTON

BENTOS Są to organizmy związane z dnem. WyróŜniamy: bakterio bentos, fitobentos (drobne glony) i zoobentos (pierwotniaki, nicienie, wirki, wrotki, brzuchorzęski, małŜoraczki, widłonogi, formy młodociane skąposzczetów i larw owadów, pijawki, mięczaki). Największa róŜnorodność bentosu występuje w środowiskach płytkich. Organizmy bentosowe są przystosowane do Ŝycia na dnie. Często ich ciała obciąŜone są róŜnymi substancjami mineralnymi, z których zbudowane są szkielety zewnętrzne (np. muszle małŜy i ślimaków zbudowane z węglanu wapnia, domki chruścików składające się z ziarenek piasku, gałązek). Częstym zjawiskiem wymagającym specjalnych przystosowań bywa niedostatek lub brak tlenu. Dlatego teŜ organizmy posiadają we krwi hemoglobinę – barwnik wiąŜący tlen i zapewniający organizmowi dostateczną jego ilość, mimo niskiego stęŜenia w środowisku. W bentosie morskim przewaŜają otwornice, gąbki, jamochłony, wieloszczety, szkarłupnie, mięczaki, skorupiaki, takŜe glony i bakterie.

1. ŚWIATŁO Światło ma decydujący wpływ na Ŝycie w morzu. Wpływa bezpośrednio lub pośrednio na inne czynniki fizyczne, takie jak temperatura lub barwa wody, decyduje o Ŝyciu w morzu dostarczając energii niezbędnej dla procesu fotosyntezy. Tylko w obecności promieni słonecznych glony morskie, zarówno osiadłe jak i planktoniczne, mogą ze związków nieorganicznych syntetyzować związki organiczne: węglowodany, a następnie tłuszcze, białka i witaminy, stanowiące pokarm dla wszystkich innych organizmów. Ilość i charakter światła zmienia się wraz z głębokością, co decyduje o piętrowym rozmieszczeniu roślin i wpływa na zróŜnicowanie i rozmieszczenie zwierząt. Wpływa teŜ na pionową migrację planktonu wymagającego określonego natęŜenia światła, niezbędnego dla przebiegu procesów Ŝyciowych.

2. TEMPERATURA W zbiornikach wodnych występuje pionowy układ strefowy temperatur. WyróŜniamy warstwę wody ciepłej i zimnej oraz leŜącą pomiędzy nimi warstwę skoku termicznego. Jest to strefa największych zmian temperatury wraz z głębokością. DuŜa pojemność cieplna wody tłumi wahania temperatury. Temperatura wody jest takŜe waŜnym czynnikiem, warunkującym rozmieszczenie organizmów. Poczynając od najwyŜszej temperatury, jaką osiąga woda na powierzchni oceanów w strefie klimatu gorącego, następuje stopniowy jej spadek w kierunku biegunów oraz ku głębinom morskim. Wpływa to na geograficzne i batymetryczne, czyli pionowe rozmieszczenie Ŝycia w morzach. Z wyjątkiem strefy okołorównikowej temperatura wody w morzach i oceanach podlega sezonowym wahaniom związanym z porami roku. Czynnikiem wprowadzającym duŜe niekiedy róŜnice są zimne lub ciepłe prądy morskie.

3. TLEN Tlen jest czynnikiem ograniczającym moŜliwość bytowania organizmów w wodzie. Pochodzi z wymiany z atmosferą lub z fotosyntezy roślin zielonych i sinic. W wodach płynących najwięcej tlenu jest w wodach górnego biegu rzeki, a najmniej dolnym biegu. Rozmieszczenie tlenu w zbiorniku wodnym jest jednym z najwaŜniejszych czynników abiotycznych określających występowanie i rozmieszczenie organizmów.

5. ZASOLENIE W wodzie morskiej rozpuszczone są sole. Średnia zawartość soli w wodzie morskiej wynosi 35. Od otwartego oceanu ku brzegom stęŜenie soli ulega rozcieńczeniu w wyniku dopływu wody słodkiej z lądów. Zmienia się ono takŜe w poszczególnych strefach klimatycznych. W morzach strefy gorącej gdzie parowanie jest silniejsze i słabe zasilanie wodami z lądu, koncentracja soli jest zwykle wyŜsza od przeciętnej. Zawartość rozpuszczonych soli w wodzie morskiej powoduje, Ŝe ma ona większy cięŜar i większą gęstość niŜ woda słodka. Organizmy Ŝyjące w otwartej toni wodnej wykazują wąskie granice tolerancji na zmiany zasolenia.

4. KWASOWOŚĆ WODY Organizmy wodne mają w stosunku do pH określony zakres tolerancji i zakres optimum. Zmiana pH wpływa na transport jonów przez błony komórkowe. Do najwaŜniejszych pośrednich oddziaływań pH naleŜy jego wpływ na równowagę w układzie wapń-kwas węglowy, na dysocjację amoniaku i na rozpuszczalność jonów metali, a szczególnie jonów glinu. Główne działanie uboczne pH na zwierzęta w zakresie alkaicznym wiąŜe się z przesunięciem równowagi w układzie jony amonowe - nie zdysocjowany amoniak .

Ekosystemy śródlądowe

Estuaria – najbogatsze ekosystemy wodne płytkie ujścia rzek, gdzie woda słodka miesza się ze słoną wodą morską bardzo bogate w biogeny bardzo bogaty plankton liczne gatunki skorupiaków i ryb