1. zasad uzupełniających prawo Shelforda:
· organizmy mogą mieć szeroki zakres tolerancji w stosunku do jednego czynnika, a wąski w stosunku do drugiego czynnika.
· Organizmy o szerokim zakresie tolerancji dla wielu czynników są szeroko rozprzestrzenione w przyrodzie
· Jeśli warunki środowiskowe nie są optymalne dla organizmu względem jednego czynnika to granice wobec innych mogą być zawężone( np. azot w glebie -przy dużej ilości azotu rośliny potrzebują mało wody i odwrotnie)_
· W przyrodzie organizmy nie zawsze żyją w zasięgu optimum jakiegoś czynnika abiotycznego, gdyż wchodzą tu w grę czynniki biotyczne konkurencja drapieżnictwo, pasożytnictwo.
· Granice tolerancji i zakres optimum czynnika są zmienne w różnych warunkach geograficznych - zmienność geograficzna w obrębie jednego gatunku dostosowanie się do warunków lokalnych ( np. odporność sosny na owady)
· Okres rozrodczy jest okresem krytycznym w którym czynniki środowiskowe mają najbardziej ograniczający wpływ.
2. TEORIA CZYNNIKÓW OGRANICZAJĄCYCH
( niezależnych od zagęszczenia)
podstaw tej teorii leży koncepcja cyklu pierwotnego Clemens i Shelford- zjawiska w przyrodzie można sprowadzić do najprostszych działań.
Wg. tej koncepcji suma reakcji środowiskowych i reakcji odwrotnych decyduje o przeżyciu lub śmiertelności osobników. Organizm nie jest silniejszy aniżeli jedno ogniwo łańcucha pokarmowego - uogólnienie prawa Liebiega.
3. Prosty model regulacji liczebności populacji
MODEL VICKERSA
Zmiana zasobności pokarmu oraz przestrzeni życiowej prowadzi do zmiany liczebności organizmów w środowisku.
Mankamenty czynników ograniczających:
· Niepełność założeń opartych na koncepcji cyklu pierwotnego
· Nieuwzględnienie dużej liczby czynników które powinny określać wypadkową pojemność układu - może wystąpić kompensacja - zastępowanie czynników
· Model ten nie wyczerpuje innych działających modeli ekologicznych
4. REGUŁY EKOGEOGRAFICZNE
· Reguła Bergmanna -dotyczy zwierząt stałocieplnych . Rozmiary ciała w klimacie chłodniejszym są większe niż spokrewnionych z nimi zwierząt żyjących w klimacie cieplejszm. Organizmy te tracą mniej ciepła niż organizmy mniejsze.
· Reguła Allena -dotyczy długości wystających części ciała zwierząt stałocieplnych - krótsze na pn. dłuższe na pd. -zatrzymanie ciepła w klimacie chłodnym i oddawanie go w klimacie ciepłym.
· Reguła Glogena - ptaki i ssaki żyjące w chłodnym i suchym klimacie są ubarwione bardzej jasno.
· Reguła Jordana - ryby wód chłodnych mają więcej kręgów i w związku z tym większe rozmiary ciała niż ryby wód ciepłych
5. Poziom biocenozy
Wg. Trojana = 4 zasady homeostazy biocenozy:
· Zasada zachowania struktury biocenozy
· Zasada krążenia materii i przepływu energii
· Zasada produktywności
· Zasada stabilizacji procesów biocenotycznych
6. Struktury biocenozy:
· Struktura troficzna- najważniejsza, opiera się na zależnościach eksploatacyjnych. Dzięki niej istnieją konsumenci, destruenci, reducenci itp.( struktura pierwotna i wtórna)
· Struktura konkurencyjna występuje w biocenozach bardzo urozmaiconych bardzo trwałych. Przepływ energii opiera się na zespołach dominujących ( Trojan)
· Struktura paratroficzna
7. Czynniki dynamiki liczebności populacji na zasadzie sprzężenia zwrotnego:
a) wewnątrzgatunkowe mechanizmy regulujące
· bezpośrednio: zmiana stosunku płci, kanibalizm, emigracja, wzrost osobników spoczywających ( diapałzujących)
· Pośrednio: reakcja owadów na skutek braku zapasów pokarmu spadek liczby składanych jaj i fazowe zróżnicowanie osobników wewnątrz populacji.
b) biocenotyczne mechanizmy regulujące:
· wrogowie naturalni:
- reakcja funkcjonalna - wzrost liczby ofiar i żywicieli wraz ze wzrostem gęstości
- reakcja abundacyjna- wzrost liczby wrogów na wzrost ofiar i żywicieli
- reakcja egregacyjna- imigracja do ognisk gradacyjnych
· choroby: mikroorganizmy patogeniczne, wirusy, bakterie, grzyby
· pokarm: jodła-mszyca, sosna- barczatka sosnówka.
8. Homeostaza wg. Szujeckiego - system sprężysty , a stabilny
System stabilny - zdolność do pozostawania w stanie równowagi lub powrotu do tego stanu , względnie do słabych i stałych oscylacji, wyrażający małe zmienności , odporność na zmiany. Rozwija się gdy są stałe warunki środowiskowe lub gdy komponenci ( drzewostan, gleba) osiągneli specjalizację w ciągu długiego okresu czasu.
System sprężysty - mimo zakłóceń zachowuje swoją strukturę i funkcje, charakteryzuje się dużą zdolnością przystosowania do zmian. Wiele ekostysemów naturalnych to systemy sprężyste. W ekosysemach stabilnych zdolność do przeciwstawiania się fluktuacjom i zakłóceniom jest mniejsza niż w ekosysemach sprężystych. Ekosysemy sprężyste łatwo osiągają stan równowagi , po zajściu w nich jakiś zakłóceń.
Równowaga ekologiczna - procesy zachodzące w ekosysemie np.: przepływ energii-zostały osiągnięte bez względu na przegrupowania zachodzące w grupach ekosystemu. Ekosystem może być stabilny ale niezrównoważony. Proces dostosowania się układów do nowych warunków - inżynieria ekologiczna.
Środowiska zmienne - obserwujemy dużą śmiertelność , populacje przerzedzone.
Środowiska stabilne - nie występuje tak duża śmiertelność, jedynie wybiórczo, w warunkach przegęszczenia populacji i silnej konkurencji. Przekaz dużej ilości energii na konkurencję , a małej na produkcję. Osobniki o większych rozmiarach.
9. cechy k i r
Strategia „r”- klimat zmienny; śmiertelność często katastroficzna niezależna od gęstości; krzywe przeżywania typ III (wklęsły); gęstość populacji zmienna w czasie , niezrównoważona, zazwyczaj poniżej pojemności bezpiecznej, każdego roku występuje rekolonizacja; konkurencja zmienna często brak; selekcja sprzyja szybkiemu rozwojowi osobników, wysokie wartości max tempa wzrostu, sprzyja wczesnemu rozrodowi, małej wielkości ciała, jednorozwojowej reprodukcji; długość życia krótka poniżej 1 roku; skutek wysoka produktywność;
Strategia „k”- klimat dość stały; śmiertelność ukierunkowana zależna od gęstości populacji; krzywe przeżywania typ I i II; gęstość populacji dość stała, zrównoważona, bliska pojemności bezpiecznej, rekolonizacja nie jest konieczna; konkurencja ostra; selekcja sprzyja wolniejszemu rozwojowi osobników, większej zdolności do konkurencji, opuźnionemu rozrodowi, dużej wielkości ciała, wielokrotnej reprodukcji; długość życia długa dużo powyżej 1 roku; skutek wysoka wydajność tempa produkcji;
10. SUKCESJE
Wg. Oduma - 3 główne stwierdzenia:
· Uporządkowany proces rozwoju biocenozy, w pewnej mierze ukierunkowany
· Wynik zmian zachodzących pod wpływem biocenozy w środowisku abiotycznym jest zależna od biocenozy nawet gdy czynniki abiotyczne określają jej kierunek , szybkość i granice rozwoju
· Punktem kulminacyjnym jest ustabilizowany ekosysem w którym utrzymuje się max. Biomasy ( duża ilość informacji) i max. Funkcji symbiotycznych między organizmami w przeliczeniu na jednostkę przepływającej energii.
Klimaks- jest to końcowy etap do którego dąży każda sukcesja
11. Struktura gatunkowa szeregu sukcesyjnego:
· Skład gatunkowy w początkowych stadiach zmienia się szybko w następnych jest powolny
· Liczba gatunków autotrofów podczas sukcesji pierwotnych we wczesnych stadiach zwiększa się w dojrzałych stadiach biocenotycznych rzadko maleje
· Liczba gatunków cudzożywnych wzrasta w ciągu całego rozwoju sukcesji
· Różnorodność gatunków jest największa na początku w wyniku przypadkowości zasiedleń terenu dziewiczego
· Stowarzyszenie między gatunkami i osobnikami w miarę sukcesji obniża się . Zasiedlenie staje się coraz bardziej stałe - homogeniczne
12. Rodzaje sukcesji
· Sukcesja pierwotna - proces rozwojowy danego ekosysemu , zaczynajacy się jakby od zera na powierzchni na której do tej pory nie było żadnej biocenozy np.; powstające wydmy zalanie wodą jakiegoś obszaru . Rozwój rozpoczyna się od najmniej wymagających i najbardziej prymitywnych organizmów
· Sukcesja wtórna - rozwija się na obszarze na których poprzednio istniejąca biocenoza została zniszczona . Przebiega szybciej niż s. Pierwotna . Zaczyna się od wyższego poziomu zorganizowania.
· Sukcesja progresywna- zaczyna się od zespołów o niskiej organizacji do wysoko zorganizowanej strukturze
· Sukcesja regresywna - sukcesja odwrotna- przekształcenie zespołów w wyższym stopniu rozwoju w zespoły o niskiej organizacji, np.: degradacji środowiska
Monoklimaks - końcowe stadium sukcesji - klimaks. Związany jest z czynnikami klimatycznymi.
Poliklimaks- liczne czynniki mogą wpływać na powstawanie klimaksu- czynniki glebowe, biotyczne, organizacja wewnętrzna układu
Industrioklimaks- powstanie takiego układu biocenotycznego na który główny wpływ mają zanieczyszczenia przemysłowe gdzie sukcesja regresywna prowadzi do powstania martwego siedliska.
Dysklimaks-klimaks zniekształcony związany jest z działalnością człowieka, który próbuje przekształcić biocenozę dla swych potrzeb.
Rola człowieka w sukcesji.
Populacja ( populus - ludność) zbiór osobników tego samego gatunku zamieszkujących określony teren ( areał)
13. Struktura populacji:
a) Liczebność- liczba osobników populacji
b) Zagęszczenie- określa liczebność populacji odniesioną do jednostki powierzchni, objętości jednostki wagowej
c) Rozkład przestrzenny - rozmieszczenie populacji osobników w przestrzeni:
· Rozkład równomierny- gdy występuje silna konkurencja o przestrzeń i pokarm
· R. Losowy( przypadkowy) -rzadki występuje w środowiskach jednorodnych, homogennych ( wzór Poissona)
· R. Skupiskowy- wynik działania czynników środowiskowych wewnątrzgatunkowych, nierównomierne rozmieszczenie pokarmu, sposób składania jaj, chęć do skupiania się- życie gromadne( np.: owady społeczne)
d) struktura płci - mówi się o udziale w stosunku liczbowym samic do samców np. 1:1, 2:3, 1:2
Struktura płciowa i rozkład wiekowy mają ogromny wpływ na rozrodczość i śmiertelność populacji.
e) struktura socjalna- związki socjalne zachodzące wewnątrz populacji np.; mrówki, termity, pszczoły.
Obserwuje się tu polimorfizm.
- zachowanie terytorializmu
- dominacji
- przewodzenia
14. Funkcje populacji
a) rozrodczość
· maksymalna rozrodczość - fizjologiczna rozrodczość, teoretyczna liczba osobników powstałych w populacji w idealnych warunkach
· rzeczywista rozrodczość ekologiczna- zależy od czynników środowiskowych, od zagęszczenia populacji i struktury płci. Jest mniej zmienna od śmiertelności
b) śmiertelność- liczba osobników wymierających w określonym czasie , w określonym % populacji początkowej:
· minimalna- ilość osobników którzy ubywają w idealnych warunkach , gdy czynniki ograniczające nie mają na nie wpływu.
· Rzeczywista ekologiczna- gdy wydatki następują w konkretnych warunkach środowiskowych. Śmiertelność przedstawia się w tabelach przeżywalności.
15. Formy interakcji między populacjami:
a) antagonistyczne
- amensalizm
- konkurencja
- drapieżnictwo
- pasożytnictwo
b) nieantagonistyczne
- komensalizm- współżycie między gatunkami w którym jeden czerpie korzyści nie przynosząc szkód drugiemu
- protokooperacja- interakcja dwóch gatunków czerpiących korzyści ze swojej obecności niekoniecznie niezbędnych do życia
- mutualizm- nieodzowna ścisł współzależność dwóch gatunków, czerpiących korzyści , przy czym jeden gatunek nie może żyć bez drugiego np.: porosty( mikoryza)
16. Biocenoza- zbiór populacji wszystkich organizmów żywych powiązanych ze sobą pośrednio lub bezpośrednio zależnościami pokarmowymi, konkurencyjnymi, itp.
Cechy biocenozy:
· Formy wzrostu i struktura
· zróżnicowanie
· dominacja
· względna liczebność
· struktura troficzna
17. Biotop- środowisko życia zwierząt i roślin które podlegają wpływom czynników abiotycznych ( temp. wilgotność, gleba, opady)
18. Cechy wyróżniające biocenozy:
· Charakterystyczny skład gatunkowy ( lista gatunków specyficznych dla danej części krajobrazu)
· Powtarzalność składu gatunkowego
· Struktury gatunkowe nie są przypadkowe , są dopasowane do zespołu warunków siedliskowych
· Formy gatunków eurytypowe ( wysoki zakres tolerancji ) i dominujące ( nadają charakter biocenozie)
· Pełność składu gatunkowego : producenci, konsumenci , destruenci.
· Trwanie w czasie - biocenoza stała się ustabilizowanym systemem , trwale związanym ze środowiskiem , jest długotrwała ( np.: lasy tropikalne)
· Obszar i granice - zależy to od homo i hetero genności środowiska. Zależy do jednolitości i rozkładu warunków w przestrzeni: małe-np.: źródła, duże - biocenozy leśne i stepowe. O granicach decyduje pełność i odbywanie się obiegu materii
Różnice w biotopach można określić przez analizę warunków środowiskowych które są jak gdyby wynikiem działania biocenozy. Aby zebrać informacje na temat biocenozy ( charakterystycznego zbioru gatunków) należy wykorzystać w tym celu: dużą liczbę zebranych gatunków, odpowiednią technikę zbioru, biocenoligię.
19. Zasady biocenotyczne
a) zasada jedności biocenozy i biotopu - biocenoza oddziaływuje na biotop
b) zasada organizacji biocenozy- organizmy powiązane zależnościami biocenotycznymi:
· odpowiedni skład gatunkowy
· stosunki ilościowe
· struktura przestrzenna
· konkurencja
· pewna integracja układu
c) zasada autonomii
· terytorium
· organizacja wewnętrzna
· powiązania i wzajemne uwarunkowania komponentów
· otwartość układu - łańcuchy pokarmowe przekraczają granice układu. Terytoria gatunków także wykraczają poza granice układu. Następuje import i eksport materii i energii ( np.: nawożenie gruntów rolnych, czyszczenia , trzebieże, zbiór grzybów, jagód)
d) zasada równowagi ekologicznej- jest to równowaga dynamiczna, stabilność układu
e) zasada sukcesji ekologicznej: wynik wieloletniego rozwoju historycznego, następuje przekształcenie ekosystemów w czasie
20. Struktura biocenozy:
a) przestrzenna:
· biocenozy sztuczne i naturalne
mozaikowość siedlisk i zasiedlanie przez roślinność- przydatność biotopu ( lepsza gleba, wilgotność itp. ) tolerancja organizmu
· warstwowość i piętrowość
-struktura pozioma - strefowość w biocenozach wodnych: ekotony ( strefy przejściowe między dwoma różnymi biocenozami np.: las , pole) w lądowych. W strefie styku mogą występować gatunki charakterystyczne dla jednej i dla drugiej biocenozy. Mogą pojawiać się gatunki charakterystyczne tylko dla tej strefy nie występujące w żadnej z tych biocenoz.
- ...
rotheden