Transcript Kvalitativni sastav biocenoze - Internacionalni Univerzitet Travnik

Osobine ekoloških sistema
Biosfera
Biotički sistemi
Ekosistem
Biocenoza
Populacija
Jedinka
Individua/jedinka
Višećelijske jedinke
•Individua/jedinka-jedno živo biće,
jedan biotički sistem
•Prilagođen kompleksu ekoloških
faktora
•Ne postoje dvije istovjetne jedinke sa
istim ekoloških zahtjevima u prirodi
(izuzetak klonovi)
•Razlikujemo jednoćelijske i višećelijske
jedinke
Jednoćelijska jedinka
Klonovi
Populacija
•Populacija-skup jedinki iste vrste koje naseljavaju određeno stanište,
međusobno se razmnožavaju dajući plodno potomstvo
•Pripadnici populacije su vrste sličnog genotipa i fenotipa
Prostorna struktura populacije uključuje tri glavna elementa:
-distribucija/rasprostranjenost-određuje granice unutar kojih populacija
egzistira
-disperzija/raspršenost-definira raspored jedinki u prostoru u odnosu jedne
prema drugoj
-gustoća/koncentriranost-izražava broj jedinki (biomasu) po jedinici
prostora(volumena)
Atributi populacije






Brojno stanje, odnosno veličina i gustina populacije
Prostorni raspored
Natalitet-stopa rađanja
Mortalitet-stopa smrtnosti
Starosna struktura
Potencijal rasta, intenzitet porasta populacije
Gustina populacije
• Gustina populacije-kvalitativni sastav populacije po jedinici prostora, izražava
se brojem jedinki ili biomasom na jedinici naseljenje površine
Npr.U prirodnom rezervoatu “NN”, čija površina iznosi 30 000
hektara, naseljeno je 50 000 vrana, onda će gustina date populacije biti u
prosjeku 1,6 vrana po jednom hektaru.
•Razlikujemo dva termina bitna za gustinu:
Opća gustina-predstavlja srednju vrijednost broja jedinki
Ekološka gustina-računa se jedinica stvarno naseljenog prostora
Prostorni raspored populacije
1.Ravnomjeran (uniforman) raspored
2.Neravnomjerni raspored po principu
slučajnosti
3.Neravnomjeran grupni raspored
Kretanja populacije
Migracije-periodična kretanja(dnevna, sezonska) individua ili
populacija dvojakim pravcima npr. seoba ptica
Emigracija-jednosmjerna periodična kretanja pripadnika
populacije izvan teritorije sopstvenog biotopa tj. napuštanje
biotopa bez povratka, najčešće uslovljeno prenaseljenošću ili
nedostatkom hrane npr. travojed i leming
Imigracije-naseljavanje pripadnika neke populacije u novi
biotop
Imigracije
Aktivne imigracije-nastaju usljed različitih uzroka:
nedostatak hrane, nepovoljni ekološki faktori,
neprijatelji...
Pasivne imigracije-nastaju kada aktivno učestvuje neki
posrednik u introdukciji(unošenju) vrsta
Np.unos nekih vrsta pod uticajem čovjeka u područja u
kojima ih do tada nije bilo
Natalitet i mortalitet





Značajni faktori u brojnosti populacije
Kapacitet produkcije novih jedinki specifičan je za svaku vrstu i
zavisi od uslova sredine
Neki organizmi se razmnožavaju jednom godišnje(vilin konjic),
neki više puta (glodari), a neki neprekidno (bakterije)
Kada natalitet preovlada nad mortalitetom populacija raste, u
obrnutom procesu populacija opada
U slučaju kada je natalitet=mortalitet populacija ima nulti rast
Natalitet i mortalitet
 Vrste
nataliteta
Fiziološki natalitet
Maksimalno moguća produkcija potomaka, uslovljena
nasljednim faktorima koja bi se mogla ostvariti u
optimalnim uslovima života
Ekološki natalitet
Predstavlja stvarnu produkciju potomaka u konkretnim
uvjetima spoljašnje sredine
Rast populacije
Tok rasta populacije
-Faza pozitivnog rasta
-Faza stacionarnog rasta
-Faza oscilacije i fluktuacije
-Faza negativnog rasta
-Faza isčezavanja

Faktori koji regulišu rast populacije






Klimatski faktori
Količina raspoložive hrane
Teritorijalnost
Kompeticija
Predatori
Paraziti i bolesti
Nosivi kapacitet okoliša
-maksimalna veličina populacije
koju određeni okoliš može
ograničeno vrijeme podržavati.
Nosivi kapacitet okoliša određen
je količinom raspoloživih resursa
(hrana, voda, kisik, svjetlo itd),
količinom raspoloživog prostora,
predatorima, parazitima i
bolestima
Logistički rast –
S krivulja
Svjetska populacija po regijama, od 1800. do 2050.
Teorije populacione dinamike
Ekolozi nastoje da kroz teorije populacione dinamike
objasne prirodnu kontrolu koja reguliše dinamiku
brojnosti populacije
Tako razlikujemo tri vrste teorija:
-fizičke teorije
-biotičke teorije
-sintetičke teorije
Teorije populacione dinamike
Fizičke teorije-tvrde da su abiotički faktori u kontroli
dinamike i veličine populacije
Biotičke teorije-iskazuju značajniji respekt ka biotičkim
faktorima kao ključnim u kontroli dinamike i veličine
populacije
Sintetičke teorije-integriraju elemente biotičkih i
abiotičkih faktora

Definicija

Biocenoza je viši stupanj ekološke integracije, a obuhvata veći broj
populacija različitih vrsta organizama koji naseljavaju određeni biotop
Termin biocenoza uveden 1877 godine od strane njemačkog zoologa
Karla Möbiusa
Razlikujemo dva osnovna tipa biocenoza koji su međusobno
nerazdvojivi:
Fitocenoze-biljne biocenoze
Zoocenoze-životinjske biocenoze




Karakteristike biocenoze
•Kvalitativni sastav biocenoze
•Kvantitativni sastav biocenoze
•Struktura
•Funkcionalnost
•Dinamika
Kvalitativni sastav biocenoze






Podrazumjeva popis vrsta
Određuje prisustvo različitih biljnih i životinjskih populacija
na datom biotopu i datim ekološkim uvjetima
Dominantne populacije-populacije koje su u bicenozi
brojne i najbolje prilagođene uvjetima staništa
Npr. u bukovoj šumi je dominantna bukva
Postoje staništa sa različitim ekološkim faktorima koji
uvjetuju kvalitativni sastav biocenoze
U 19 st.prirodnjaci su opisivali lokalne flore popisom vrsta
Taj postupak se naziva floristička analiza ili fitosociologija
Kvantitativni sastav biocenoze

Podrazumjeva broj jedinki koje sadrži zajednica i
raspodjelu tih jedinki po vrstama

Brojnost/abudancija se može izražavati brojem
jedinki, količinom biomase ili energetskom
vrijednošću

Promjene životnih uvjeta utiču na kvantitativni
sastav biocenoze
Struktura biocenoze








Prostorni raspored-strukturni element biocenoze
Razlikujemo horizontalni i vertikalni raspored
Disperzija-konkretni prostorni raspored populacija u
određenim trenucima u okviru datog biotopa
Slojevitost/stratifikacija/spratovnost-slojevito
rasčlanjivanje životne zajednice na njene građevne
elemente različite visine ili dubine
Uslovljena vertikalnim gradijentom fizičkih faktora datog
biotopa
Naročito raširena u biljnim zajednicama
Sukcesije-smjene jednih biocenoza drugim
Razvitak jedne suhozemne zajednice teče u vidu
historijske sukcesije
Vertikalna stratifikacija

Sprat visokog drveća

Sprat nižeg drveća

Sprat visokog žbunja

Sprat nižeg žbunja

Sprat viših zeljastih biljaka

Sprat nižih zeljastih biljaka

Prizemni sprat šumske stelje
Vertikalna stratifikacija



Svaki sprat biocenoze predstavlja stanište zoocenoza
Filobionti-insekti koji se hrane lišćem ili sišu biljne
sokove npr.leptir gubar
Dendrobionti-insekti koji naseljavaju unutrašnjiost
stabla npr.potkornjak
Lymantria dispar
Ips typographus
VODENA SREDINA
U odnosu na vertikalno variranje abiotički faktora u
vodenoj sredini razlikujemo dva sloja:
1.Eufotički sloj-dubina do 200 m/plitko more
zona proizvodnje/trofogena zona
2.Afotički sloj-dubina ispod 200 m
neproduktivni sloj/trofolitička zona

Trofogena zona
Trofolitička zona
Vertikalna strafitikacija vodenih biocenoza u odnosu na
temperaturu


Epilimnij/površinski sloj-sezonska kolebanja
temperature
Hipolimnij/dublji sloj-stalno niske temperature
odsustvo svjetla i smanjena koncentracija O₂
Vertikalna stratifikacija
Horizontalna stratifikacija vodenih
biocenoza

Litoralna /obalska zona-dubina oko 7 m

Sublitoralna/limnetička zona-dubina od 7 – 50 m

Profundalna/dubinska zona-dubina preko 50 m
Litoralna zona
Sublitoralna zona
Profundalna zona
Odnosi ishrane u biocenozi

Zelene biljke-temelj ishrane biocenoze

Sintetišu organske materije iz neorganskih uz pomoć
sunčeve svjetlosti

Podjela organizama u prirodi:
1.Producenti/primarni proizvođači-autotrofni organizmi
sposobni za sintezu organskih materija
2.Konzumenti/potrošači-heterotrofni organizmi, potrošači
organske materije
3.Reducenti/razarači-heterotrofni organizmi, razarači organske
materije
Konzumenti/potrošači

Fitofagni konzumenti-biljojedi/herbivore

Zoofagni konzumenti-mesojedi/karnivore

Organizmi koji konzumiraju biljke i životinje
nazivaju se svaštojedi/omnivore
H
K
O

Karnovirne biljke-vrste koje se hrane sitnim životinjskim
organizmima
Naseljavaju tlo siromašno hranjivim materijama
Imaju normalno razvijene listove i vrše fotosintezu
Životinjski organizmi im služe da nadoknade nedostatak
nutijenata, a posebno azota N

Saprofagi-organizmi koji za ishranu koriste organske
materije uginulih biljnih i životinjskih organizama koja je
djelimično mehanički uprošćena i hemijski degradirana
Karnivorne biljke
Klasifikacija heterotrofnih organizama u
odnosu na trofičku adaptadiju

Monofagi-organizmi koji se hrane isključivo jednom vrstom
produkta

npr. gusjenica mlječikara, samo se hrani mlječikom

Stenofagi-organizmi koji su ograničeni na manji broj izvora

Polifagi-organizmi koji se hrane raznovrsnim produktima
Glavni metabolički putevi autotrofa i heterotrofa
Lanac ishrane

Lanac ishrane-povezanost
producenata, konzumenata i
reducenata.

Trofičke razine u lancu ishrane
Lanac ishrane






Prvi nivo lanca ishrane čine biljke
Biljke su jedini organizmi na Zemlji koji sintetišu
organsku hranu
Svi drugi organizmi, uključujući životinje, dobijaju
energiju od hrane
Drugi nivo u lancu ishrane čine biljojedi
Uzimaju biljke i izvlače šećer i druge korisne materije
koje one stvaraju te iste koriste za pogon tijela i za
održanje u životu
Treći nivo zauzimaju predatori, koji jedu tijela
životinja biljojeda i na taj način se održavaju u
životu
j
Izvor
energije
Producenti
proizvođači
Predator
Biljojedi
svaštojed
primarni
komzumenti sekundarni
konzument
Predator
mesojed
tercijarni
konzument
Razarači
Protok
energije
Prehrambena
mreža
Protok energije u vodenoj sredini
Protok energije

U svakoj fazi lanca ishrane gubi se energija,
uglavnom kao toplina koju oslobađaju životinjska
tijela

Zbog ovoga se na svakom sljedećem nivou lanca
ishrane na raspolaganju nalazi manje energije

To znači da u jednom zdravom ekosistemu uvek ima
manje predatora nego plijena, i uvjek više biljaka
nego biljojeda
ekosistem/ekosustav



Definicija:
Ekosistem je strukturna i funkcionalna jedinica prirode izgrađena
od biotopa i biocenoze između kojih se vrši kruženje tvari i
pravolinijski protok energije
EKOSISTEM=BIOTOP + BIOCENOZA
BIOTOP
+
BIOCENOZA
=
EKOSISTEM
glavni dijelovi ekosistema

Producenti-zelene biljke

Konzumenti-herbivore, karnivore, omnivore

Reducenti-bakterije i gljive

Abiotičke komponente (izumrle organske materije i
nutrijenti u vodi i tlu)

Ulazni dijelovi ekosistema su: solarna energija, voda, kisik,
ugljen dioksid, azot, ostaci hrane i toplota oslobođena
prilikom disanja
grupisanje i raspored ekosistema

Grupišu se u 3 osnovne životne oblasti:
1.Mora i okeani
2.Kopnene vode
3.Suhozemna oblast
OBLAST MORA I OKEANA
Zauzima oko 2/3 Zemljine površine
Odlikuje se salinitetom vode, u kojoj preovladavaju soli Na i
Mg
Svjetlost i temperatura osnovni ekološki faktori koji utiču na
floru i faunu
Rasprostranjenost živog svijeta ima zonalni karakter
Zone u moru i okeanu
Pelagijal
Bental
Pelagijalna zona-slobodna voda/pučina
Bentalna zona-morsko dno
Živi svijet mora i okeana

Glavni producenti su makrofite alge (zelene i silikatne), bičari....

Primarni konzumenti-zooplanktonski organizmi: protozoe,
kopepode, pteropode, meduze i polihete

Sekundarni konzumenti- veliki broj vrsta riba, sisara (kitovi)...
Morska trava
Ulva rigida
Ušati klobuk
Aurelia aurita
Jastog
Palinurus elephas
Pas modrulj
Prionace glauca
Životne forme organizama u moru
Životne forme organizama u moru
Plankton
životna forma
organizama koji
lebde u vodi
Nekton
Životna forma
organizama koji
slobodno
plivaju u vodi
Bentos
Dubinska forma
organizama
Oblast kopnenih voda

Od ukupne površine vode, vode kopna obuhvataju oko 0,5%

Životne zajednice manje raznolike u odnosu na more

Postoje ograničavajući faktori:
temperatura vode, providnost vode, količina O₂ i CO₂,
koncentracija hranjivih soli i dr.

Kategorije kopnenih voda:
Stajaće (bare, močvare i jezera)
Tekuće(potoci i rijeke)
Oblast kopnenih voda

Rijeke predstavljaju dinamične ekosisteme

Svaka rijeka ima izvor, gornji i srednji tok

Svaki dio riječnog sistema odlikuje se specifičnim geološkim,
klimatskim, hemijskim i biološkim osobinama

Tekuće vode se odlikuju strujanjem vode čija brzina zavisi od
nagiba terena

Razlikujemo dva tipa životne zajednice tekućice:
-organizmi brzog toka tekućice
-organizmi mirnijeg toka tekućice
Suhozemna oblast
Obuhvata ekosisteme koji se mogu svrstati u tipove bioma:
Tropske kišne šume
Lišćarsko listopadne
šume
Tropske savane
Pustinje
Čarapal
Stepe
Tundra
Tajga
Podjela ekosistema
Tercijarni
ekosistem
Sekundarni
ekosistem
Primarni
ekosistem
Podjela ekosistema

Primarni ekosistemi –veliki osnovni prirodni ekosistemi
(biomi)

Sekundarni ekosistemi-nastali kao posljedica uplitanja
čovjeka u prirodne klimatogene sisteme

Tercijarni(antropogeni) ekosistemi-nastali kao izraz sve
većih potreba čovjeka za korištenje prirodnih ekosistema,
za potrebe industrije, poljoprivrede, stanovanja i sl.

Antropogeni ekosistemi mogu biti:
urbani i ruralni
Materijalna produkcija ekosistema






Biotičke i abiotičke komponente stupaju u uzajamne
odnose, stvaraju sistem kruženja materije i energije
Autotrofne komponenete neprekidno produkuju organsku
materiju neophodnu za lance ishrane
Organski produktivitet-jedna od glavnih karakteristika
ekosistema
Razlikujemo: primarni i sekundarni produktivitet
Primarni organski produktivitet-stvara se procesom
fotosinteze
Sekundarni organski produktivitet-nastaje od strane
heterotrofa, transformacijom ranije nastalih organskih
materija u druge oblike na nivou potrošača i razarača
Sukcesije biocenoza
= smjenjivanje populacija
Vremenska organizacija biocenoze
1
2
3
4
5
6
1.Inicijalni stadij
na golom kamenju
2.Pionirska biocenoza
mahovina i lišajeva
3.Prelazni stadijjednogodišnje zeljaste biljke
4.Prelazni stadijvišegodišnje zeljaste biljke
5. Prelazni stadij-šibljak
6.Kimatogeni stadij-klimaks
(šuma)
Primarna sukcesija – na terenu gdje još nije bilo života (pr. Krakatau)
Sekundarna sukcesija –na “havariranom” terenu (pr. krčenje, požar)
Otok krakatau
k
Krakatau
3 god.
1883. erupcija vulkana
10 god.
fitofagni kukci
ptice koje jedu kukce
Anak Krakatau
stabla
50 god.
pepeo
mahovine
kukci koji oprašuju cvijeće
šuma kokosa kao na otoku 18 km dalje
1883 – 0 vrsta
1921 – 621 vrsta
1901 – 202 vrsta
1933 – 880 vrsta
Biohemijski ciklusi
Kruženje ugljika C
Kruženje ugljika C








Biljke fotosintezom stvaraju organska jedinjenja u kojima je
osnovni element C
Heterotrofi konzumiraju isti kroz lance ishrane
Nakon truljenja i vrenja organske materije od strane gljivica i
bakterija, najveći dio C se vraća u spoljašnju sredinu
Drugi dio se vraća u atmosferu i vodu procesima disanja
Uginuli organizmi nisu sposobni da se potpuno razlože te od
njih nastaje treset, lignit, kameni ugalj i nafta
Sagorjevanjem fosilnih goriva dolazi do oslobađanja CO2 u
atmosferu
Glavni rezerovar CO2 koji biljke koriste za fotosintezu su okeani
i stijene
CO2 rastvoren u vodi može se taložiti stvarajući krečnjak
Kruženje ugljika C

Na tlu i vodi biljke uzimaju CO2 i pretvaraju ga u
ugljikohidrate procesom fotosinteze

Isti može biti oslobođen u atmosferu putem disanja biljaka,
može biti uzet od strane životinja ili može biti sadržan u
biljkama do smrti

Antropogeni uticaj na kruženje C je veliki

Čovjek iskorištavanjem fosilnih goriva utiče na povećanje
CO2 u atmosferi što djeluje na globalno zagrijavanje planete
Zemlje
Kruženje kiseonika O
Kruženje kisika O

Kroz ciklus C opisan je i ciklus O

C i O se stalno dopunjavaju

O je prisutan u CO2, u ugljikohidratima, vodi i kao
molekularni

U atmosferu dolazi procesom fotosinteze

Koriste ga autotrofni i heterotrofni organizmi za proces
disanja

Sadržaj O u atmosferi je 21%
Kruženje azota N

Glavni izvor N je atmosfera
 Javlja se kao gas N2
 Može biti iskorišten ili fiksiran na dva načina
 Prvi podrazumjeva oksidaciju N uz velike količine energije
koja se javlja prilikom sjevanja i munja te fiksiranje istog u
formi nitrata
 Drugi način fiksiranja atmosferskog N je pomoću bakterija
fiksatora N (azotofiksatori)
 Javljaju se u tri forme:
-one koje slobodno žive u zemljištu, simbiotske bakterije
-mutualističke zajednice sa korijenjem biljaka leptirnjača
-fotosintetske cijanobakterije(modrozelene alge)
Kruženje azota N






Najviše biljaka asimilira N u nitratnom obliku i pretvara ga
redukcijom u amonijak
Amonijak nastao redukcijom nitrata ulazi u proces
obrazovanja aminokiselina
Životinje dobijaju aminokiseline hraneći se biljkama ili
drugim životinjama
Amonijak je toksična materija koju nitritne bakterije u tlu i
vodi pretvaraju u nitrit koji je manje toksičan
Nitrit koriste nitratne bakterije i pretvaraju ga u nitratnu
formu N koju biljke lako apsorbuju (uzimaju)
Ovim procesima u tlu i u vodi N kruži ali se vraća u
atmosferu
Kruženje fosfora P
Kruženje fosfora P







Ciklus kruženja se odvija u obliku fosfata PO4
Molekul PO4 tokom kruženja ne odlazi u atmosferu
Dio je nekog organizma istaloženog u formi sedimenata u
vodi ili je u formi stijena
Fosfatne stijene stupaju u reakciju s vodom i prelaze u
rastvor
Autotrofni organizmi uzimaju P i iskorištavaju isti
Uloga P u organizimi je veoma značajna
Važan je sastoja ćelijskih memebrana i nukleinskih kiselina
DNA(dezoksiribonukleinska kiselina) i RNA(ribonukleinska
kiselina), a sadrže ga spojevi ATP i ADP koji svojim
transformacijama obezbjeđuju energiju za životne procese u
organizmu
Kruženje fosfora P






Heterotrofni organizmi obezbjeđuju P koristeći biljnu hranu
Kad biljke i životinje uginu, fosfati bivaju vraćeni u tlo ili
vodu pomoću razarača
Biljke ponovno isti koriste, ciklus se ponavlja
Fosfatne stijene ljudi koriste za dobijanje fosfornih đubriva
Životinje i ljudi oslobađaju P u vidu izmeta
Fekalije dospijevaju u vodene ekosisteme te se povećava
koncentracija P u vodi
Kruženje vode H2O
Voda u oblacima
Isparavanje iz
rijeka i jezera
Isparavanje iz
okeana
Kiša, snijeg
ili grad
Kruženje vode H2O






Kruženje vode počinje isparavanjem s površine mora,
oceana, rijeka, jezera i vegetacijom pokrivenih dijelova
kopna
Voda odlazi u atmosferu u vidu pare gdje se kondenzuje
Energija za kruženje vode potiče od Sunca, omogućava
evaporaciju (isparavanje)
Sunce obezbjeđuje energiju za kretanje vodene pare
odnosno oblaka sa jednog mjesta na drugo
Gravitacijske sile vodu usmjeravaju ka tlu i podzemnim
vodotocima
Dolaskom na tlo voda kupi polutante iz zraka, a ista je
neophodna za život život bića
Pitanja???
Hvala na Vašoj pažnji!!!