Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

15.lecke Az ökoszisztémák mint biológiai rendszerek.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "15.lecke Az ökoszisztémák mint biológiai rendszerek."— Előadás másolata:

1 15.lecke Az ökoszisztémák mint biológiai rendszerek

2 Bioszféra - a legmagasabb egyed feletti szerveződési szint - a földrajzi burok (atmoszféra, hidroszféra, litoszféra) egy részét benépesítő földi élővilág - Föld teljes élővilága Gaia elmélet : - James Lovelock elmélete a bioszférával kapcsolatban - Gaia: görög mitológiai alak, istennő, a földanya - az elmélet szerinti Gaia földi méretű környezeti rendszer (globális ökoszisztéma), vagyis (globális ökoszisztéma), vagyis a bioszférának és az élettelen környezetének (atmoszféra, a bioszférának és az élettelen környezetének (atmoszféra, hidroszféra, litoszféra) az együttese hidroszféra, litoszféra) az együttese - egy önszabályozó rendszer

3 -az élet kialakulásához és fennmaradásához, a megfelelő környezeti feltételeket, a megfelelő környezeti feltételeket, ez az önszabályozó rendszer tartotta és tartja fenn ez az önszabályozó rendszer tartotta és tartja fenn az emberi civilizáció, saját tevékenysége során, egyre nagyobb mesterséges életteret alakított ki a globális ökoszisztémából, az emberi civilizáció, saját tevékenysége során, egyre nagyobb mesterséges életteret alakított ki a globális ökoszisztémából, ennek károsító hatása globális problémákat eredményezett - napjaink globális problémái pl.: - népességrobbanás - társadalmi feszültségek fokozódása (munkanélküliség, kábítószer használat, bűnözés, fertőző betegségek növekedését okozza) kábítószer használat, bűnözés, fertőző betegségek növekedését okozza) - nagy mértékű fosszilis (nem megújuló) energiahordozók elégetése

4 következményei: nagy mennyiségű üvegházhatású és savas eső kialakulását előidéző gáz (CO 2, SO 2, NO X ) levegőbe kerülése globális felmelegedés savas esők - sztratoszféra ózonkoncentrációjának a csökkenése, növekedik a felszínt elérő káros UV-sugárzás (növények terméshozama csökken, bizonyos típusú bőrrák kialakulásának kockázata nő) - a fogyasztói szemlélet előtérbe kerülése következtében ökológiai válság alakult ki (hulladék, biodiverzitás probl.) ökológiai válság alakult ki (hulladék, biodiverzitás probl.)

5 Ökoszisztéma = környezeti rendszer - a társulás és élőhelyének az együttese, tehát élő és élettelen részből áll, tehát élő és élettelen részből áll, de ökoszisztémaként sokféle rendszert vizsgálhatunk, de ökoszisztémaként sokféle rendszert vizsgálhatunk, pl. egy tavat, pocsolyát, erdőt, rétet, bioszférát stb. - szabályozott a működése a szabályozással alkalmazkodik a környezet hatásaihoz a szabályozással alkalmazkodik a környezet hatásaihoz pl. egy erdőben a bükk populáció meghatározott egyedszámú, ha 20 öreg egyedet a vihar kidönt, ha 20 öreg egyedet a vihar kidönt, a helyükön keletkező lékben pótlódnak az egyedek a helyükön keletkező lékben pótlódnak az egyedek minél több populációból és minél változatosabb szerkezetű tár- minél több populációból és minél változatosabb szerkezetű tár- sulásból áll, annál könnyebben alkalmazkodik sulásból áll, annál könnyebben alkalmazkodik

6 - jellemző folyamatai: az anyagforgalom és az energiaáramlás Anyagforgalom: az ökoszisztémában az anyag körforgása Anyagforgalom: az ökoszisztémában az anyag körforgása -az ökoszisztéma élő részében, a társulásban: -az ökoszisztéma élő részében, a társulásban: a populációk táplálkozási szintjei között mozog az anyag a populációk táplálkozási szintjei között mozog az anyag - táplálkozási szintek fajtái: - táplálkozási szintek fajtái: -termelők (producensek) szintje: az élettelen környezetből felvett szervetlen anyagból szerves az élettelen környezetből felvett szervetlen anyagból szerves anyagot hoznak létre anyagot hoznak létre fotoszintetizálók populációi (növények) fotoszintetizálók populációi (növények) kemoszintetizálók populációi (baktériumok) kemoszintetizálók populációi (baktériumok) -fogyasztók (konzumensek) szintje: csak a termelők által előállított szerves anyagból képesek szerves vegyületeket létrehozni

7 heterotróf élőlények populációi (állatok, ember) heterotróf élőlények populációi (állatok, ember) -elsődleges fogyasztók: növényevők -másodlagos fogyasztók: ragadozók, mindenevők -harmadlagos fogyasztók: ragadozókat fogyasztó ragadozók, mindenevők csúcsragadozók: olyan fogyasztók, amelyeknek nincs fo- csúcsragadozók: olyan fogyasztók, amelyeknek nincs fo- gyasztójuk, akár az elefánt is gyasztójuk, akár az elefánt is -lebontók (reducensek) szintje: heterotróf élőlények populációi (baktériumok, gombák, állatok - a különböző szintek elpusztult élőlényeinek a szerves - a különböző szintek elpusztult élőlényeinek a szerves anyagaiból saját szerves anyagaikat hozzák létre anyagaiból saját szerves anyagaikat hozzák létre - vissza alakítják a szerves anyagokat szervetlen anyagokká - vissza alakítják a szerves anyagokat szervetlen anyagokká így fenntartják az anyagok körforgását a természetben így fenntartják az anyagok körforgását a természetben

8 A táplálkozási szintek kapcsolat- rendszere

9 Anyagforgalom egy életközösségben

10

11 az ökoszisztémában a populációk lineáris táplálkozási rendsze- reket, táplálékláncokat képeznek reket, táplálékláncokat képeznek táplálékláncok fajtái: - növényevő (nevezik ragadozó) tápláléklánc - élősködő tápláléklánc - korhadékevő (nevezik szaprofita) tápláléklánc

12

13

14

15

16 - az ökoszisztémában a táplálékláncok egymással összekapcso- lódnak, táplálékhálózatot alkotnak lódnak, táplálékhálózatot alkotnak - minél több ponton kapcsolódnak egymással a táplálék- láncok az életközösség annál stabilabb láncok az életközösség annál stabilabb

17

18

19 Energiaáramlás: - az ökoszisztémák társulásai nyílt anyagi rendszerek, működésükhöz külső energiát igényelnek, működésükhöz külső energiát igényelnek, ez az energia (a társulások többségénél) a Nap fényenergiája ez az energia (a társulások többségénél) a Nap fényenergiája - a felvett fényenergia a termelők szintjén, a fotoszintézis során kémiai energiává alakul a fotoszintézis során kémiai energiává alakul és beépül a képződő szerves vegyületekbe és beépül a képződő szerves vegyületekbe - a szerves vegyületekben raktározott kémiai energia sorsa: - jelentős része az energia igényes életfolyamatokban felhasz- - jelentős része az energia igényes életfolyamatokban felhasz- nálódik, nálódik, közben hőenergia is keletkezik, ami a környezetbe leadódik közben hőenergia is keletkezik, ami a környezetbe leadódik - az elpusztult termelő kémiai energiája a lebontók szintjére kerül kerül

20 - a fennmaradó energia a fogyasztók szintjére jut, a termelők és a fogyasztók szintje között jelentős az energia veszteség a termelők és a fogyasztók szintje között jelentős az energia veszteség - a fogyasztók szintjein is a kémiai energia részben felhasználódik az energia igényes folyamataikban, az energia igényes folyamataikban, illetve hőenergia formájában a környezetbe távozik, illetve hőenergia formájában a környezetbe távozik, az ürülék és az elpusztult fogyasztó kémiai energiája a lebontók az ürülék és az elpusztult fogyasztó kémiai energiája a lebontók szintjére kerül át szintjére kerül át - a lebontók a kémiai energia egy részét felhasználják az energia igényes folyamataikban, igényes folyamataikban, illetve a szerves vegyületeket szervetlen vegyületekre bontva a illetve a szerves vegyületeket szervetlen vegyületekre bontva a a felszabaduló energiát a környezetbe juttatják a felszabaduló energiát a környezetbe juttatják

21 Energiaáramlás a táplálkozási szintek között

22 Energiaáramlás

23 Az energiaáramlás egyirányú folyamat, az energia bekerül a társu- lásba, az egyes szintekre átkerülve csökken a mennyisége és végül kikerül a rendszerből Az egyes táplálkozási szintek közötti energiaveszteség oka: - az energia egy része a szinteken életműködésékre elhasználó- dik, dik, - az ürülékkel és az elpusztult élőlénymaradványokkal is kike- rül a termelők és a fogyasztók szintjéről a lebontók szintjére rül a termelők és a fogyasztók szintjéről a lebontók szintjére az energia az energia - a szinteken levő kémiai energia egy része hőenergia formájá- ban is felszabadul ban is felszabadul Az energia veszteség miatt szükséges a folyamatos utánpótlás.

24 Az ökoszisztémában az anyagforgalom és az energiaáramlás egymástól elválaszthatatlan: - az anyagforgalom energiával valósulhat meg - az energia az anyagban tárolódva mozog a táplálkozási szintek között szintek között

25 Az anyagforgalom és az energiaáramlás

26

27 A biológiai produkció, a biomassza és az ökológiai piramisok Biológiai produkció: az ökoszisztéma szerves anyag termelésének (illetve átalakításának) a folyamata (illetve átalakításának) a folyamataszintjei: - elsődleges produkció: a termelők szerves anyag létreho- zása zása - másodlagos produkció: a fogyasztók és a lebontók szer- ves anyag létrehozása (ténylegesen csak átalakítása) Biomassza: egységnyi terület szerves anyag mennyisége fő összetevői: fitomassza- a növények biomasszája zoomassza- az állatok biomasszája zoomassza- az állatok biomasszája

28 Ökológiai piramisok: - az ökoszisztéma táplálkozási kapcsolatainak mennyiségi összefüggéseit ábrázolják összefüggéseit ábrázolják - a piramis forma az egyes táplálkozási szintek között bekövet- kező energiaveszteségből adódik kező energiaveszteségből adódik - fajtái: - egyedszám (vagy táplálkozási) piramis: az egyedszám táplálkozási szintenkénti alakulását mutatja táplálkozási szintenkénti alakulását mutatja - biomassza piramis: a biomassza táplálkozási szinten- kénti alakulását mutatja kénti alakulását mutatja - energia piramis: az energia táplálkozási szintenkénti alakulását mutatja alakulását mutatja

29

30 16.lecke Az ökoszisztémák anyagforgalma

31 - A Földön az élet megjelenése óta az összes anyag mennyisége változatlanmagyarázata: - az élővilág kialakulásától napjainkig nagyon sokszor fel- használta ugyanazt az anyagot használta ugyanazt az anyagot - az anyag az ökoszisztémákban körforgást végez, közben változásokon megy át és különböző formákat közben változásokon megy át és különböző formákat vesz fel vesz fel - Az ökoszisztémák anyagforgalma biogeokémiai anyagforgalom: - az ökoszisztémák élő részében biokémiai folyamatokban - az ökoszisztémák élő részében biokémiai folyamatokban élettelen részében geokémiai folyamatokban élettelen részében geokémiai folyamatokban mozog az anyag mozog az anyag - A C, O, N, H 2 O, P körforgása (anyagforgalma, ciklusa)

32 A szén körforgása a termelők gázcseréjükkel CO 2 - ot vesznek fel, a levegőből vagy a vízből, a termelők gázcseréjükkel CO 2 - ot vesznek fel, a levegőből vagy a vízből, fotoszintézisük során a CO 2 szenét beépítik a képződő szerves vegyületbe (elsődlegesen glükóz képződik, a glükózból létre- hozzák a többi szerves vegyület típust is) a létrejött szerves vegyületek egy része a biológiai oxidációban a létrejött szerves vegyületek egy része a biológiai oxidációban lebomlik, CO 2 és víz keletkezik belőle (meg kémiai energia sza- badul fel), a CO 2 gázcserével visszakerül a környezetbe

33 A fogyasztók szénforrása a termelők szerves anyaga közvetlenül vagy közvetve A fogyasztók szénforrása a termelők szerves anyaga közvetlenül vagy közvetve a felvett szerves vegyületek szenének a sorsa: a felvett szerves vegyületek szenének a sorsa: egy része a kilégzés során CO 2 formájában visszakerül a légkörbe egy része a kilégzés során CO 2 formájában visszakerül a légkörbe (a biológiai oxidációban képződött) (a biológiai oxidációban képződött) egy része beépül a fogyasztó szervezetekbe, mint a saját szerves vegyületekben levő szén egy része beépül a fogyasztó szervezetekbe, mint a saját szerves vegyületekben levő szén

34 A termelők és a fogyasztók elpusztulásával a szerves vegyü- A termelők és a fogyasztók elpusztulásával a szerves vegyü- leteikben levő szén a lebontó szervezetek szintjére kerül a lebontók a szerves vegyületek egy részét saját szerves vegyületeikké alakítják a szerves vegyületek nagy részét teljesen lebontják és a sze- a szerves vegyületek nagy részét teljesen lebontják és a sze- net CO 2 formájában visszajuttatják a környezetbe ez a lebontási folyamat általában igen lassú, először humusz- ez a lebontási folyamat általában igen lassú, először humusz- vegyületek keletkeznek, vegyületek keletkeznek, ezekből fokozatos átalakulással szabadul fel a CO 2. ezekből fokozatos átalakulással szabadul fel a CO 2.

35 Ha a lebomlás évmilliókon át oxigénmentes, a szerves maradványokból kőolaj, földgáz és kőszén keletkezik. Ha a lebomlás évmilliókon át oxigénmentes, a szerves maradványokból kőolaj, földgáz és kőszén keletkezik. A bennük tárolt szén így hosszabb időre kiesik a körforgalom- ból. A bennük tárolt szén így hosszabb időre kiesik a körforgalom- ból. Az ember bányászattal a felszínre hozza a kőolajt és a kőszenet majd felhasználja. Az ember bányászattal a felszínre hozza a kőolajt és a kőszenet majd felhasználja. A felhasználás során szén-dioxid és szén-monoxid szabadul fel így a szén újra visszajut a körforgásba. A felhasználás során szén-dioxid és szén-monoxid szabadul fel így a szén újra visszajut a körforgásba. Esetenként a vulkáni működés is széngázokat juttat a levegőbe Esetenként a vulkáni működés is széngázokat juttat a levegőbe A vizekben a CO 2 -ból CaCO 3 keletkezhet, abból pedig mész- kő. A vizekben a CO 2 -ból CaCO 3 keletkezhet, abból pedig mész- kő. A kéregmozgásai felszínre hozzák a mészkövet a savas víz vagy a növények gyökérsavai felszabadítják a CO 2 -ot, A kéregmozgásai felszínre hozzák a mészkövet a savas víz vagy a növények gyökérsavai felszabadítják a CO 2 -ot, ami visszakerül a légkörbe

36 CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3 = HCO H 3 O + CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3 = HCO H 3 O + HCO 3 - -ból CO 3 -- CO Ca ++ = CaCO 3 CaCO 3 + H 2 CO 3 = Ca++ + 2HCO 3 - Ca HCO 3 - = CaCO 3 + CO 2 + H 2 O

37

38 Oxigén körforgása - A levegő gázainak 21%-a - A levegő gázainak 21%-a oxigén. A vizek és a talaj oxigén-tartalma is a levegőből származik. A vizek és a talaj oxigén-tartalma is a levegőből származik. - Oxigént termelők: a fotoszintetizáló szervezetek - Oxigént igénylők (fogyasztók): - a biológiai oxidációval lebontó szervezetek (aerob szervezetek) (aerob szervezetek) - ipar, mezőgazdaság, közlekedés, háztartások

39

40 A nitrogén körforgása - A nitrogén körforgalomba kerülésének több módja van: - légköri elektromos kisülésekkor (villámlásokkor) NO x keletkeznek, keletkeznek, és mint NO ek, NO ok a csapadékkal kerülnek be a és mint NO ek, NO ok a csapadékkal kerülnek be a talajba talajba - a talajban szabadon élő, illetve bizonyos növények gyö- kérgümőiben levő nitrogénkötő baktériumok a talajleve- kérgümőiben levő nitrogénkötő baktériumok a talajleve- gő nitrogén molekuláit NH 3 - má redukálják, gő nitrogén molekuláit NH 3 - má redukálják, az NH 3 a talaj nitrifikáló baktériumainak hatására nitrá- az NH 3 a talaj nitrifikáló baktériumainak hatására nitrá- tokká alakul tokká alakul

41 - Nitrátok legnagyobb mennyiségben az elpusztult és a ta- talajba került élőlények szerves N- vegyületeinek a lebon- talajba került élőlények szerves N- vegyületeinek a lebon- tása során képződnek. tása során képződnek. a lebontást baktériumok és a gombák végzik a lebontást baktériumok és a gombák végzik a folyamat során a N- vegyületekből ammónia képződik a folyamat során a N- vegyületekből ammónia képződik (ammonifikáció), (ammonifikáció), az ammóniából nitrit-, majd nitrát ion (nitrifikáció) az ammóniából nitrit-, majd nitrát ion (nitrifikáció) - A növények a nitrogént a talajból leginkább nitrát ion és ammónium ion formájában veszik fel. A nitrogént a szerves N- vegyületeikbe építik be A nitrogént a szerves N- vegyületeikbe építik be - Az állatok a táplálkozásukkal a növények szerves N-vegyületei- ből biztosítják a nitrogén szükségletüket ből biztosítják a nitrogén szükségletüket

42 - Az anaerob denitrifikáló baktériumok a nitrátokat vissza alakít- ják molekuláris nitrogénné, amely a levegőbe távozik ják molekuláris nitrogénné, amely a levegőbe távozik ezzel a folyamattal csökkentik a talaj növények számára felve- ezzel a folyamattal csökkentik a talaj növények számára felve- hető nitrogén tartalmát hető nitrogén tartalmát

43

44 A víz körforgása - Különbség a többi, vizsgált anyag körforgásával szemben, hogy a körforgásban résztvevő víznek csak 1%- a épül be a hogy a körforgásban résztvevő víznek csak 1%- a épül be a bioszféra élővilágába bioszféra élővilágába

45

46 A foszfor körforgása - A víz kioldja a foszfátokat a kőzetekből, a foszfátok az édes- és tengervízbe, illetve a talajba kerülnek a foszfátok az édes- és tengervízbe, illetve a talajba kerülnek - A növények innen veszik fel a foszfort, a szervetlen vegyületek vizes oldataiból, hidrogénfoszfát formájában vizes oldataiból, hidrogénfoszfát formájában - Az állatok foszfortartalmú víz, vagy foszfortartalmú növényi táplálék közvetlen vagy közvetett fogyasztásával jutnak a táplálék közvetlen vagy közvetett fogyasztásával jutnak a foszforhoz foszforhoz - Az elpusztult élőlények szerves P- vegyületeit a baktériumok bontják le a növények számára felvehető foszfortartalmú szer- bontják le a növények számára felvehető foszfortartalmú szer- vetlen vegyületekre vetlen vegyületekre

47 - A tengeri halakban levő nagymennyiségű foszfor átkerül a ragadozó, halevő madarakba (pl. sirályokba), a nagy létszámú madártelepeken felhalmozódó ürülék, a guanó nagy mennyiségű foszfort tartalmaz, a guanót, mint nagy mennyiségű foszfort tartalmazó természe- tes trágyát bányásszák és értékesítik Dél-Amerika partvidékein

48

49 -


Letölteni ppt "15.lecke Az ökoszisztémák mint biológiai rendszerek."

Hasonló előadás


Google Hirdetések