Tolerancja ekologiczna, zanieczyszczenia

TOLERANCJA EKOLOGICZNA jest to zdolność organizmu do przystosowania się do zmian danego czynnika. Występowanie różnych org. W danym środowisku zależy zarówno od ich wymagań życiowych w stosunku do środowiska jak i panujących w tym środowisku warunków. Zakres temperatur wynosi od 0O do 45O - jest to zakres tolerancji ekologicznej na temperaturę i wynika ze zdolności adaptacyjnych. Temp. 0O jest dolną granicą tolerancji czynnika, jest to minimum życiowe, poniżej 0O występują temperatury letalne. Temp. 45O jest górną granicą tolerancji czynnika, jest to maksima życiowe, poniżej 45O - temp letalne.

EURYBIONTY - gatunki o szerokim zakresie tolerancji

STENOBIONTY - gatunki o wąskim zakresie tolerancji



NISZA EKOLOGICZNA - zespół czynników ekologicznych i przestrzeń fizyczna zajmowana przez dany organizm niezbędne dla jego egzystencji.

POPULACJA to zespół osobników tego samego gatunku, mogących się skutecznie i swobodnie krzyżować, zajmujący tę samą niszę ekologiczną, tj. przestrzeń która zapewnia im niezbędne warunki życiowe oraz funkcje, jakie spełnia w ekosystemie.

LICZEBNOŚĆ - to liczba osobników składających się na populację, ich liczbę zaś przypadającą na określoną jednostkę powierzchni określa się jako zagęszczenie.

ROZRODCZOŚĆ - to stosunek liczby nowo urodzonych osobników do liczebności całej populacji.

ROZRODCZOŚĆ MAKSYMALNA - teor. Zdolność do wydawania potomstwa jeżeli warunki ekologiczne są idealne to jedynym ograniczeniem rozrodczości są biologiczne możliwości danego gatunku

ROZRODCZOŚĆ RZECZYWISTA - jeśli występuje opór środowiska (np. niedobór pierw., wody, pokarmu) to obserwujemy je w warunkach normalnych.

ŚMIERTELNOŚĆ - pojęcie przeciwstawne rozrodczości, dotyczy umieralności osobników populacji. Śmiertelność obrazują tzw. krzywe przeżywania.

ŚMIERTELNOŚĆ MINIMUM - wynikającej z zaprogramowanej genetycznie długości życia jeżeli warunki ekologiczne są idealne, osobniki wymierają tylko ze starości.

OPÓR ŚRODOWISKA - zespół czynników które skracają czas życia osobników w populacji.

FLUKTUACJE - zmiany w liczebności populacji na skutek zmian rozrodczości, śmiertelności, emigracji i imigracji.

STRUKTURĘ WIEKOWĄ - przedstawia się graficznie w postaci tzw. piramid wiekowych. W zależności od wieku osobników wyróżnia się populacje: rozwijającą się, ustabilizowaną i wygasającą.

ROZPRZESTRZENIANIE - polega na przemieszczeniu się organizmów dorosłych lub młodocianych do wewnątrz lub na zewnątrz populacji. Istnieją 3 formy rozprzestrzeniania: emigracja, imigracja, migracja.

STRUKTURA PRZESTRZENNA - populacji związana jest z rozprzestrzenianiem się osobników oraz ich liczebnością, przy czym wyróżnia się rozmieszczenie: równomierne, losowe i skupiskowe.

PRAWO MINIMUM LIEBIGA które mówi, że możliwości rozwoju organizmu określa ten składnik, którego jest najmniej. Jest to tzw. czynnik ograniczający.

PRAWO TOLERANCJI SHELFORDA, będące rozszerzeniem prawa minimum. Mówi ono, że możliwość bytowania organizmu określają minima i maksima danego czynnika.













BIOCENOZA - to ożywiona część ekosystemu, czyli zespół wszystkich organizmów zajmujący określone nieożywione środowisko, powiązanych wzajemnymi zależnościami.

BIOCENOZY NATURALNE CHARAKTERYZUJĄ:

- duża stałość gatunków w poszczególnych latach, oraz względnie stałe stosunki liczebności między populacjami

- wzajemne oddziaływanie populacji na siebie

- niedopuszczenie do zasiedlenia biocenozy przez nowe gatunki, co prowadzi do względnej stabilizacji

- wpływ czynników ekologicznych prowadzących do sezonowej bądź trwałej zmiany składu gatunków czyli sukcesji

- określona struktura troficzna, składająca się na nią, łańcuchy, poziom troficzny, tworzą trzy grupy org.:

producenci - rośliny - org. samożywne, zdolne do wytwarzania materii organicznej w procesie fotosyntezy

konsumenci - org. heterotroficzne - wytwarzają swoją materię organiczną z gotowej materii wytworzonej przez rośliny, lub tkanki innych zwierząt. Zalicza się zwierzęta: fitofagi, zoofagi, saprofagi, pasożyty. Wyróżnia się konsumentów I II III rzędu

- reducenci - org. heterotroficzne, rozkładają substancje organiczne powodując ich mineralizację



TYPY WSPÓŁZALEŻNOŚCI W BIOCENOZIE

1. Negatywne

a) konkurencja - zachodzi między osobnikami zajmującymi wspólną niszę ekologiczną. Osobniki te współzawodniczą ze sobą o ten sam pokarm, o to samo terytorium. Prowadzi to do wyeliminowania najsłabszego, a w wyniku konkurencji dochodzi do rozdzielenia blisko spokrewnionych ze sobą gatunków

b) drapieżnictwo - drapieżca gwałtownie chwyta, zabija i zjada osobnika innego gatunku będącego jego ofiarą. Drapieżcy mając pod dostatkiem pokarmu w postaci ofiar, rozmnażają się intensywnie, co prowadzi do wzrostu ich liczebności. Następuje masowe wymieranie ofiar powodujące w konsekwencji spadek ich liczebności.

c) pasożytnictwo - to negatywny typ zależności między organizmem żywiciela a pasożytem, gdyż pasożyt żyje kosztem i działa na szkodę gospodarza równocześnie nie mogąc bez niego utrzymywać się przy życiu.

d) amensalizm - to typ oddziaływania ujemnego, w którym populacja jednego gatunku hamuje rozwój drugiej populacji, nie czerpiąc z tego żadnych korzyści.

2. Neutralne

3. Pozytywne

a) komensalizm - to typ współżycia między dwoma gatunkami, w którym jeden czerpie korzyści nie przynosząc korzyści ani szkody drugiemu.

b) protokooperacja - jest to współżycie dwu gatunków czerpiących korzyści ze swojej obecności, ale jednocześnie nie będących całkowicie uzależnionymi od siebie. Każdy z nich jest zdolny do życia bez obecności drugiego.

c) Mutualizm - to nieodzowna, ścisła współzależność dwu gatunków czerpiących obopólne korzyści, przy czym jeden gatunek nie jest zdolny do życia bez obecności drugiego.







POZIOMY TROFICZNE

1. PRODUCENCI rośliny

2. KONSUMENCI I roślinożercy

3. KONSUMENCI II drapieżcy

4. KONSUMENCI III drapieżcy



PRODUKTYWNOŚĆ BIOCENOZ

Łączna masa organizmów na danym terenie to BIOMASA. Możemy ją wyrażać masą tych org. Lub zasobem energii w nich zgromadzonej. PRODUKTYWNOŚĆ BIOCENOZY to ogólna produkcja materii lub zmagazynowanej energii w związkach organicznych. Z docierającej energii słonecznej tylko 1-5% jest zużyta do fotosyntezy przez rośliny. Tworzą one pierwszy poziom troficzny w którym następuje produkcja pierwotna ogólna brutto. Część materii wyprodukowanej jest zużyta do budowy swoich struktur i służy jako pokarm dla konsumentów, część na oddychanie i procesy życiowe, czyli produkcja pierwotna brutto.



RÓWNOWAGA BIOCENOTYCZNA

Zdolność do utrzymania stałych stosunków biocenotycznych nazywa się HOMEOSTAZĄ. Występuje ona wtedy gdy w danej jednostce ekologicznej jest duża różnorodność populacji powiązanych niezliczoną siecią wzajemnych związków. Homeostaza powstaje w toku procesów ewolucyjnych lub zmian sukcesyjnych w czasie których poszczególne org. przystosowując się do siebie potrafiły wytworzyć takie formy współżycia że mimo różnych często sprzecznych interesów mogą występować równocześnie nie hamując wzajemnie swego rozwoju. Biocenoza sama reguluje liczebność swych populacji, a mechanizm samoregulacji jest prosty. Opiera się bowiem na powiązaniach głównie pokarmowych. W biocenozach naturalnych zróżnicowanych i dobrze zorganizowanych zakłócenie homeostazy nigdy nie następuje. Biocenozy takie są prężne, potrafią przeciwstawiać się zmianą, są zdolne do samoregulacji. Jest tak duża różnorodność gatunków że do nadmiernego rozwoju jednego z nich nigdy nie dochodzi. Zawsze znajdzie się w biocenozie inna populacja - wróg - która jest w stanie szybko powstrzymać nadmiernie rozrastający gatunek. Zdarzające się zakłócenia homeostazy mogą być wynikiem gwałtownych zmian warunków środowiskowych, towarzyszących wielkiemu kataklizmowi lub zmianie klimatu, albo są rezultatem szybkiego wymierania niektórych ogniw biocenozy naturalnej.



FUNKCONOWANIE EKOSYSTEMU

Biocenoza + Biotop Ekosystem

- główna masa producentów koncentruje się w wyższych partiach ekosystemu, z góry bowiem dociera światło. Materia org. jest podstawą funkcjonowania systemów AUTOTROFICZNYCH.

1. Rozmieszczenie konsumentów jest uzależnienie od ich wymagań troficznych i tolerancji w stosunku do różnych czynników biotycznych i abiotycznych.

2. Główne skupisko destruentów znajduje się na dnie ekosystemu.

3. Brak jakiegokolwiek z ogniw wzajemnej zależności upośledza funkcjonowanie ekosystemu. Powstają wtedy ekosystemy nie samo wystarczalne, przy braku producentów heterotroficznie.

4. Każdy ekosystem stanowi układ otwarty - funkcjonowanie możliwe jest wtedy, gdy dociera energia słoneczna.

5. Część energii zostaje w org. i ta przechodzi z jednego poziomu troficznego na drugi, a część zostaje wyemitowana w postaci ciepła, tym samym stracona bezpowrotnie.

6. Materia nie jest tracona, krąży ona w ekosystemie, prostą materię pobierają producenci z gleby lub wody, potem wraz z pokarmem przechodzi do innych org. by w końcowym rozrachunku dzięki destruentom wrócić do gleby czy wody.

7. Produktywność ekosystemów jest różna i zależy od wielu czynników.

8. Ekosystemy ulegają przekształceniu na skutek działalności człowieka lub sposób naturalny.

9. Ekosystem jest układem otwartym



SUKCESJA EKOLOGICZNA

SUKCESJA - to uporządkowany, stopniowy proces kierunkowych zmian biocenozy, prowadzących do przeobrażenia się prostych ekosystemów w bardziej złożone.

KLIMAKS - stadium ukształtowania się ekosystemu stabilnego, w którym panuje stan względnej równowagi biologicznej w biocenozie.

RODZAJE SUKCESJI:

- pierwotna - dotyczy terenów dotąd nie zmienionych przez działalność org. żywych. Jest bardzo powolna i potrzeba około 1000 lat na powstanie pierwszej biocenozy.

- wtórna - jest o wiele szybsza od sukcesji pierwotnej (50-200 lat), zachodzi na obszarach wcześniej zajętych przez inną biocenozę.

ETAPY SUKCESJI:

- pionierskie - jest to wkraczanie roślin pionierskich na nie zasiedlony teren

- migracyjne - liczne gatunki roślin i zwierząt wypełniają stopniowo zajmowaną przestrzeń

- zasiedlające - pomyślne rozmieszczenie i rozprzestrzenianie roślin zapełniających wszystkie wolne przestrzenie

- konkurencyjne - dotyczy zdobywania nisz ekologicznych przez organizmy ekspansywne, komplikują się łańcuchy i sieci troficzne

- stabilizacji - zbiorowisko osiąga względną równowagę, tworzy stadium klimaksu.

ZNACZENIE SUKCESJI:

- przekształcania obszarów abiotycznych w środowiska życia zasiedlane przez org. pionierskie

- tworzenia gleby na obszarach dotychczas jej pozbawionych

- udostępniania nowych obszarów dla org. i niszy ekologicznej

- przekształcania krajobrazu

- zmiany biocenoz

- zmiany składu gatunkowego biocenozy, rozwoju jednych gatunków kosztem zanikania innych

- jakościowej i ilościowej zmiany biomas

- zagospodarowywania nieużytków rolnych

- rekultywacji terenów poprzemysłowych



ZANIECZYSZCZENIE GLEBY W POLSCE

GLEBA - cienka, biologicznie czynna warstwa materiału pokrywająca większość lądów. Składa się z ziaren mineralnych i szczątek org. Występowanie gleb uzależnione jest od: rodzaju skały macierzystej, klimatu, rzeźby terenu, działalności człowieka, wpływu świata roślin i zwierząt.

FUNKCJE

- produkcyjna - dla rolnictwa

- retencyjna - naturalny zbiornik zasobów wodnych

- sanitarna - uczestniczy w rozkładzie obumarłych szczątków i zapewnia obieg pierwiastków w przyrodzie.

- "naturalny filtr", ponieważ może pochłaniać zanieczyszczenia

CZYNNIKI DEWASTACYJNE

- erozje: wietrzna, wodna, powierzchniowa

- zatruwanie chemiczne związkami toksycznymi

- wyłączenie gleb z produkcji rolnej na urbanizację

- stosowanie przez rolnictwo nawozów sztucznych

SPOSOBY LIKWIDACJI DEGRADACJI I DEWASTACJI GLEBY

a) likwidacja erozji i prowadzenie dróg małymi spadkami, zaprzestanie wyrębu drzew, zalesianie, ograniczenie zawadniania i zasalania, zaprzestanie wypasu zwierząt na stromych stokach

b) zanieczyszczenia chemiczne: zmniejszenie zatrucia wód i atmosfery, wykorzystywanie do budowy najsłabszych gleb, odpowiednie składowanie śmieci, właściwe nawożenie środków chemicznych, budowa osłon biologicznych w postaci pasów zieleni, racjonalne stosowanie nawozów mineralnych oraz naturalnych.

DEWASTACJA - najwyższa forma degradaznisczyli całkowite zniszczenie gleby.

DEGRADACJA - @ zczenie ekologicznej produktywności, gleby zniszczone ze spadkiem zawartości próchnicy.









ZANIECZYSZCZENIE WÓD

Zużycie wody na świecie i w Polsce. Woda krąży w obiegu zamkniętym. W Polsce mamy 2 razy mniej zasobów wody niż w Europie. Zyżycie wody 12,3 mld m3/rok (1993). Zużycie wody na 1 mieszkańca/rok 1700 m3.

ŹRÓDŁA ZANIECZYSZCZEŃ WÓD

- przemysł (złe składowanie odpadów, brak przyzakładowych oczyszczalni ścieków, przemysł spożywczy, włókienniczy, metalurgiczny)

- ludność (niewystarczający system kanalizacji, źle składowane śmieci, źle odprowadzane ścieki)

- rolnictwo (pestycydy, nawozy sztuczne, odchody zwierzęce)

KLASY CZYSTOŚCI WÓD

I Klasa - woda zdatna do picia

II Klasa - woda nadająca się do kąpieli i pojenia zwierząt

III Klasa - woda przydatna do potrzeb nawadniania

0 Klasa - woda nie zdatna

SPOSOBY LIKWIDACJI ZANIECZYSZCZEŃ WÓD

- budowa oczyszczalni (oczyszczanie mechaniczne, biologiczne, chemiczne)

- likwidacja emisji pyłów i gazów poprzez zakładanie filtrów

- wprowadzanie nowych technologii i stosowanie zamkniętego obiegu

- stosowanie odpowiednich zabiegów w rolnictwie



W Polsce do wód powierzchniowych spływa 4 mld m3 ścieków z czego 30% nie jest w ogóle oczyszczanych. Z 4414 zakładów przemysłowych 2300 nie ma oczyszczalni.

Z 739 miast w Polsce skanalizowanych 242 nie posiada oczyszczalni: Toruń, Szczecin, Kraków, Łódź.









ZANIECZYSZCZENIE POWIETRZA

SKŁAD POWIETRZA ATMOSFERYCZNEGO

- azot (78%), tlen (21%), gazy szlachetne (1%), dwutlenek węgla (0,03%)

RODZAJE ZANIECZYSZCZEŃ

- z. naturalne - wybuchy wulkanów, pożary

- z. sztuczne - pyły gazy, spaliny

STREFY NAJWIĘKSZYCH SKAŻEŃ

Katowickie, Jeleniogórskie, Konińskie, Krakowskie, Radomskie, Łódzkie

SPOSOBY LIKWIDACJI ZANIECZYSZCZEŃ

- zlikwidować przestarzałe technologie i instalacje produkcyjne o silnych emisjach pyłowo-gazowych

- zainstalować urządzenia redukujące i neutralizujące zanieczyszczenia

- stosować bezołowiowe i bezsiarkowe paliwa

- wprowadzać urządzenia ochrony atmosfery o wysokiej skuteczności

- stosować biologiczne metody osłony

- zweryfikować oceny zanieczyszczeń i wprowadzać surowe kary