Prezentacja - wykład 4,5

Komentarze

Transkrypt

Prezentacja - wykład 4,5
Ekologia i ochrona
środowiska
Wykład 4, 5
dr Tomasz Kruszyński
1
SUKCESJA EKOLOGICZNA
sukcesja to uporządkowany, stopniowy proces kierunkowych zmian biocenozy,
powodujących przeobrażenie się prostych ekosystemów w bardziej złożone
w warunkach naturalnych zmiany te wiążą się głównie z przekształceniem środowiska,
prowadzącym do rozwinięcia się nowej biocenozy, środowiska, w którym panuje stan
równowagi, zwany k l i m a k s e m
stadia seralne
stadium pionierskie
klimaks
niejednoznaczność definicji sukcesji – proces deterministyczny czy losowy?
wraz z postępem sukcesji wzrasta bioróżnorodność
2
SUKCESJA
stadia sukcesji:
- pionierskie
- migracyjne
- zasiedlające
stadia seralne (sera – od seria
sukcesyjna)
- konkurencyjne
- stabilizacji (klimaksu)
gatunki pionierskie są gatunkami krótkowiecznymi, oportunistycznymi, o dużej zdolności
rozprzestrzeniania się i szybkim wzroście
hydrosera - sukcesja rozpoczynająca się w środowisku wodnym, np. przy zarastaniu
jeziora
kserosera - sukcesja rozpoczynająca się w ubogim organicznie środowisku lądowym, np.
na popiołach wulkanicznych
litosera - sukcesja rozpoczynająca się na nagich skałach, np. odsłoniętych przez
lodowiec
mikrosera - sukcesja drobnoustrojów, np. na rozkładającym się liściu
3
SUKCESJA
wyróżnia się dwa typy sukcesji: pierwotną i wtórną
sukcesja pierwotna dotyczy terenów dotąd nie zmienionych przez
działalność organizmów żywych, a więc terenów niekorzystnych dla życia,
np. pustynie, skały, wydmy, hałdy itd; sukcesja pierwotna jest procesem
bardzo powolnym
sukcesja wtórna jest o wiele szybsza od sukcesji pierwotnej,
zachodzi na obszarach wcześniej zajętych przez inną biocenozę, a więc
tam, gdzie znajdują się już warunki sprzyjające rozwojowi innych
organizmów, np. sukcesja łąki, stawu, jeziora
4
SUKCESJA
przejawy końcowych faz sukcesji:
- różnorodność gatunkowa
- maksymalnie rozwinięte związki między populacjami
- utrzymujący się wysoki stan biomasy
sukcesja autogeniczna – wynik zmian wywołanych przez same
organizmy
sukcesja allogeniczna - - wywołana przez wpływy zewnętrzne (zmiany
klimatu, działalność człowieka itp.)
5
SUKCESJA
uwarunkowania klimaksu
modele sukcesji:
- sukcesja monoklimaksowa (klasyczny model Klementsa)
- sukcesja poliklimaksowa
- klimaks topograficzny
- klimaks edaficzny
- klimaks klimatyczny
- model ułatwiania (klasyczny model Klementsa)
- model hamowania
- model tolerancji
- model kolonizacji (losowej)
- łańcuchy Markowa
-model wyspy
6
SUKCESJA
rodzaje klimaksu:
 klimaks katastroficzny
 dysklimaks
 industrioklimaks
 plagioklimaks
 sukcesja regresywna
 sukcesja kreatywna
 sukcesja stabilizacyjna
7
SUKCESJA
bioenergetyka rozwoju ekosystemu (sukcesji):
P/R
stosunek produktywności pierwotnej do oddychania (respiracji)
w stadium klimaksu P/R wynosi 1
w zależności od relacji produktywności do respiracji wyróżnia się dwa
rodzaje sukcesji:
sukcesja autotroficzna  P > R
sukcesja heterotroficzna  P < R
8
główne etapy sukcesji pierwotnej
9
kierunki zmian na odłogu w klimacie umiarkowanym
zespół chwastów polnych
roślinność trawiasta
zarośla
las
10
Na łąki i pola leżące odłogiem wkraczają drzewa
11
sukcesja wtórna
borów sosnowych
12
etapy sukcesji jeziora:
A - jezioro przed sukcesją
B - odkładająca się na dnie jeziora materia
tworzy grube pokłady mułu
C - jezioro staje się płytsze; wypłycenie się
brzegów prowadzi do przesuwania się
granicy wody i lądu
D - jezioro stopniowo zarasta
E - dalsze zmiany sukcesywne prowadzą do
powstania lasu według schematu: bagno 
torfowisko  zarośla krzewiaste  las
13
SUKCESJA
znaczenie sukcesji w przyrodzie i w gospodarce człowieka polega na tym, że
jest ona podstawą:
- przekształcania obszarów abiotycznych w środowiska życia zasiedlane przez
organizmy pionierskie
- tworzenia gleby na obszarach dotychczas jej pozbawionych
- udostępniania nowych obszarów dla organizmów i zapewniania im
odpowiedniego środowiska bytowania - niszy ekologicznej
- przekształcania krajobrazu
- zmiany biocenoz, np. z wodnej w lądową
- zmiany składu gatunkowego biocenozy, rozwoju jednych gatunków kosztem
zanikania innych, np. świerki wypierają sosny
- ilościowej zmiany biomas, produktywności
- zagospodarowania nieużytków rolnych
- rekultywacji terenów poprzemysłowych, np. hałd
14
EKOTON
ekoton jest to granica między ekosystemami
 płynność granic między ekosystemami
 im bardziej różnią się środowiska tym węższa jest strefa przejścia
 strefa napięć, zjawisko styku
 populacje ekotonowe
 ekotony - miejsce wymiany gatunków lub schronienia
 nasilające się procesy ekologiczne w ekotonach (pasożytnictwo,
drapieżnictwo)
 związek liczebności populacji z długością linii granicznej
przypadającej na jednostkę powierzchni ekosystemu
15
EKOSYSTEMY
Las jest najbardziej złożonym ekosystem lądowym, w którym głównym
składnikiem są drzewa. Układ roślinności (struktura) w typowym lesie jest zwykle
warstwowy.
Wyróżnia się w nim:
drzewostan - warstwę najwyższą dużych drzew (np. sosny, świerki, dęby). W
lasach naturalnych drzewostan dzieli się na kilka pięter w zależności od gatunków i
wieku występujących drzew
podszyt - warstwę niższą, na którą składają się krzewy i młode drzewa;
runo leśne - najniższą nadziemną warstwę lasu; tworzą ją rośliny zielne, drobne
krzewinki (borówki, jagody), paprocie, mchy, porosty, grzyby. Runo leśne jest
miejscem występowania wielkiej liczby owadów: błonkówek, muchówek,
chrząszczy, motyli, pluskwiaków, mrówek oraz pajęczaków, ślimaków i drobnych
zwierząt kręgowych, jak ssaki (myszy, zające, ryjówki, jeże), gady (żmija,
zaskroniec, jaszczurki) i płazy.
ściółka leśna i powierzchniowa warstwa gleby z podziemnymi częściami roślin
jest miejscem, w którym bytują liczne organizmy, głównie saprobiotyczne zwane
edafonem
16
EKOSYSTEMY
Typy siedliskowe lasów terenów nizinnych
• Bór suchy (Bs)
• Bór świeży (Bśw)
• Bór wilgotny (Bw)
• Bór bagienny (Bb)
• Bór mieszany świeży (BMśw)
• Bór mieszany wilgotny (BMw)
• Bór mieszany bagienny (BMb)
• Las mieszany świeży (LMśw)
• Las mieszany wilgotny (LMw)
• Las mieszany bagienny (LMb)
• Las świeży (Lśw)
• Las wilgotny (Lw)
• Ols (Ol)
• Las łęgowy (Lł)
• Ols jesionowy (OlJ)
• Grąd
17
EKOSYSTEMY
typy lasów - przykłady
Bór suchy (Bs) – typ siedliskowy lasu występujący na obszarze wszystkich krain
nizinnych. Gleby tego siedliska zalicza się do typu darniowo-bielicowego.
Gatunkiem dominującym jest sosna zwyczajna, sporadycznie brzoza
brodawkowata Powierzchnię gleby pokrywa próchnica typu mor suchy.
Bór mieszany świeży (BMśw) – typ siedliskowy lasu występujący na całym niżu,
a zwłaszcza na utworach polodowcowych moreny dennej i czołowej oraz na
przyległych polach sandrowych. Siedliska boru mieszanego świeżego zajmują ok.
18% całkowitej powierzchni leśnej w Polsce. Głównymi glebami tego siedliska są
gleby typu darniowo-bielicowego, czyli pod względem składu mechanicznego są to
piaski słabo gliniaste, piaski gliniaste, piaski świeże, głębokie i różnoziarniste
gatunek dominujący: sosna
gatunki domieszkowe: świerk, dąb, buk, jodła, rzadziej modrzew, osika, brzoza,
grab, lipa, klon.
18
EKOSYSTEMY
typy lasów
Las mieszany wilgotny (LMw) – typ siedliskowy lasu obszarów nizinnych. Zajmuje
siedliska średnio żyzne i wilgotne. Spotyka się go w sąsiedztwie siedlisk lasu
mieszanego świeżego. Zajmuje zazwyczaj lokalne obniżenia z płytkim poziomem wód
gruntowych lub długotrwale stagnującymi wodami opadowymi, albo strefy przejściowe
między siedliskami boru mieszanego wilgotnego i lasu wilgotnego. Występuje na
glebach bielicowych, glebach brunatnych wyługowanych oglejonych lub
pseudooglejonych, czarnych ziemiach zdegradowanych.
gatunki główne: sosna, dąb szypułkowy, świerk pospolity, jodła pospolita
gatunki domieszkowe: brzoza brodawkowata, topola osika, lipa, olsza czarna, grab
Ols (Ol; inna nazwa - oles lub olszyna) – las olchowy (olszowy) porastający żyzne,
bagienne siedliska, o wysokim poziomie wody stojącej. Ma zwykle charakterystyczną
kępową strukturę runa - na kępach wokół szyi korzeniowej olszy rosną gatunki borowe,
w dolinkach przynajmniej okresowo wypełnianych wodą - rośliny bagienne
gatunek dominujący: olsza czarna
gatunki domieszkowe: brzoza omszona, jesion wyniosły, sosna zwyczajna
19
EKOSYSTEMY
typy lasów
Las łęgowy (Lł) – zbiorowisko leśne, występujące nad rzekami i potokami, w
zasięgu wód powodziowych, które podczas zalewu nanoszą i osadzają żyzny
muł. Najbardziej typową glebą dla lasów łęgowych jest holoceńska mada
rzeczna. Siedliska niemal wszystkich łęgów związane są z wodami płynącymi.
W drzewostanie łęgów występują m.in.: olsza, topola, wierzba, wiąz, jesion, dąb
Grąd – wielogatunkowy las liściasty lub mieszany z przewagą grabu i dębu,
niekiedy z domieszką lipy drobnolistnej i szerokolistnej, klonu, jawora i świerku.
Posiada bogaty podszyt.
W zależności od warunków wilgotności gleby i jej żyzności wykształcają się trzy
główne grupy podzespołów:
grąd wysoki – stosunkowo suchy i umiarkowanie żyzny (mezotroficzny),
grąd typowy – na świeżych glebach eutroficznych; przewaga grabu,
nieznaczne domieszki drzew innych gatunków,
grąd niski – na glebach wilgotnych i żyznych; charakteryzuje się dużym
udziałem grabu, świerka i dębu
20
bór suchy
łęg
ols
21
„Sadzimy las dla przyszłych pokoleń”, Nadleśnictwo Cierpiszewo k. Torunia
22
EKOSYSTEMY
Torfowisko jest przykładem ekosystemu lądowego, przystosowanego do
warunków o znacznej wilgotności podłoża. Powstaje ono w wyniku wypłycania się
zbiorników wodnych lub utrudnionego odpływu wód opadowych. W zależności od
warunków powstawania wyróżnia się 3 typy torfowisk - niskie, wysokie,
przejściowe - różniące się składem gatunkowym roślin oraz właściwościami
wytworzonego torfu
Torfowisko niskie, czyli łąkowe, rozwija się w miejscach, gdzie istnieje przepływ
wód. Jest ono bogate w próchnicę i sole mineralne, odczyn jego się waha od słabo
kwaśnego do lekko zasadowego
torfowisko szuwarowe (trzcina, sitowie wielkie, turzyce kępkowe)
torfowisko darniowe (mszysta łąka z niskimi, rozłogowymi turzycami i trawami oraz gęstym
kożuchem mchów)
typowe dla torfowisk niskich są różne gatunki roślinności błotnej, jak np. knieć błotna, przytulia
bagienna, bobrek trójlistkowy oraz drzewa: wierzba i olcha.
świat zwierząt na torfowiskach niskich reprezentują wrotki, pijawki, mięczaki; w zaroślach żyją
ptaki błotne i bagienne.
zarastanie torfowisk odbywa się od brzegów zbiornika ku jego wnętrzu; niekiedy w środku
zbiornika pozostaje lusterko wody.
23
EKOSYSTEMY
Torfowisko wysokie, zwane m s z a r e m lub rojstem tworzy się w rejonach o
obfitych opadach atmosferycznych, gdzie nie ma odpływu wód. Wody torfowiska są
silnie kwaśne i mało żyzne (ubogie w mineralne składniki odżywcze). Silne
zakwaszenie jest przyczyną braku bakterii nitryfikacyjnych. Skład gatunkowy
torfowiska wysokiego jest także ubogi
Poza torfowcami, tworzącymi grube dywanowe powierzchnie nasiąknięte wodą,
obecne są tu gatunki z rodziny ciborowatych (wełnianka pochwowata) i wrzosowatych
(bagno zwyczajne, żurawina błotna, modrzewnica) oraz borówka bagienna i rosiczka
okrągłolistna. Z roślinności drzewiastej można spotkać skarlałe sosny i brzozy
fauna specyficzna i niezbyt bogata, dominują tu głównie ptaki: żuraw, bocian czarny,
bąki, wodniki, kureczki wodne, bekasy, brodźce, cietrzewie, głuszce, błotniaki
stawowe. Ryb i typowych dużych drapieżników brak
bezkręgowce - wrotki, brzuchorzęski, wioślarki, widłonogi, wrotki, ważki, komary,
niewiele jest nicieni, skąposzczetów i pijawek. Schronienie znajdują tu łosie i bobry
nazwa torfowiska wysokiego pochodzi od specyficznego mechanizmu wzrostu, który
prowadzi do wypiętrzenia się środkowej części w formie wypukłej kopuły
24
EKOSYSTEMY
Torfowisko przejściowe wykazuje właściwości pośrednie pomiędzy
omawianymi wcześniej typami torfowisk, tak co do stosunków nawodnienia,
żyzności, jak i składu gatunkowego roślin. Roślinność składa się także z torfowców i
drobnych turzyc darniowych
wskutek pionowego układu ciśnienia, temperatury, światła i właściwości chemicznych
wód, każdy zbiornik wodny dzieli się na kilka stref, które tworzą różne środowiska,
zamieszkiwane przez odpowiednio zróżnicowane i zaadaptowane organizmy
wytworzona przez roślinność torfowisk materia organiczna w niewielkiej ilości jest
zużywana przez wyższe poziomy troficzne i w nieznacznym stopniu ulega rozkładowi
przez destruentów. Nagromadzenie się materii organicznej, w warunkach znacznego
uwodnienia i bardzo słabego dostępu tlenu, prowadzi do powstania torfu
w Polsce jest ponad 49 000 torfowisk, z których zdecydowana większość występuje
w północnej części kraju
- z tego 90% to torfowiska niskie, 6% – torfowiska wysokie, a resztę tworzą formy
przejściowe
25
UŻYTKI EKOLOGICZNE
USTAWA z dnia 16 kwietnia 2004 r. o ochronie przyrody (art. 42):
Użytkami ekologicznymi są zasługujące na ochronę pozostałości
ekosystemów, mających znaczenie dla zachowania różnorodności
biologicznej - naturalne zbiorniki wodne, śródpolne i śródleśne oczka wodne,
kępy drzew i krzewów, bagna, torfowiska, wydmy, płaty nieużytkowanej
roślinności, starorzecza, wychodnie skalne, skarpy, kamieńce, siedliska
przyrodnicze oraz stanowiska rzadkich lub chronionych gatunków roślin,
zwierząt, i grzybów, ich ostoje oraz miejsca rozmnażania lub miejsca
sezonowego przebywania.
w Polsce znajduje się 6645 użytków ekologicznych o łącznej powierzchni ok. 45 tys.
ha
26
Użytek ekologiczny - torfowisko na osiedlu Osowa Góra w Bydgoszczy
27
EKOSYSTEMY
Jezioro to naturalny zbiornik wody nic mający swobodnej wymiany wód z
morzem
Charakteryzuje się pionową strefowością, ukształtowaną pod wpływem czynników
klimatycznych i ekologicznych. W jeziorze występują trzy główne strefy:
litoral - płytka przybrzeżna strefa jeziora, którą zarasta naczyniowa roślinność
wodna
pelagial - strefa otwartej wody, w której dodatkowo wyróżnia się część
naświetloną (eufotyczną), sięgającą kilku do kilkunastu metrów, oraz strefę bez
światła (afotyczną)
profundal - strefa przydenna
w każdym z tych środowisk panują odrębne warunki fizykochemiczne, stąd też
zasiedlają je organizmy o różnych właściwościach i przystosowaniach. W
zależności od miejsca występowania organizmy dzieli się na szereg grup
ekologicznych
28
Grupy ekologiczne organizmów w poszczególnych strefach jeziora
Strefy jeziora Grupy ekologiczne
LITORAL
Makrofity - przytwierdzone do dna rośliny naczyniowe i
ramienice: rośliny ziemno-wodne (błotne) rośliny wynurzone
(oczerety i szuwary) rośliny o liściach pływających rośliny o
liściach całkowicie zanurzonych ramienice, mchy wodne
Przykłady
pałka, tatarak, strzałka wodna, jeżogłówka,
grzybieo biały, grążel żółty
Peryfiton - zespoły drobnych organizmów roślinnych i
glony, pierwotniaki, larwy owadów, ślimaki (zatoczek), jętki
zwierzęcych przytwierdzonych do podłoża czasowo lub na stałe
formy nieosiadłe
pijawki, skorupiaki, topik, larwy ważek, chrząszczy i
pluskwiaków
Neuston - organizmy żyjące na powierzchni wody lub tuż pod nią pluskwiak (nartnik), larwy muchówek i komarów
Nekton (litoralu) - kręgowce wodno-lądowe czynnie poruszające ryby: szczupak, lin, karaś, płod; ptactwo wodne: rybitwy,
się w wodzie
mewy, kaczki, łabędzie; ssaki wodne: wydra, nutria, bóbr;
gady: żółw błotny; płazy: kumaki, traszki, żaby wodne
Bentos (litoralu) - zespół organizmów zasiedlających dno
pijawki, larwy owadów ochotkowatych, jętek i chruścików,
zbiorników wodnych
ślimaki, małże
PELAGIAL
Plankton - zespół drobnych organizmów biernie unoszonych
zooplankton: pierwotniaki, wrotki, skorupiaki (dafnie,
przez wodę
oczliki), wioślarki fitoplankton: bakterie, sinice
Nekton - zespół organizmów aktywnie pływających
głównie ryby: planktonożerne - sielawa, sieja, ukleja,
drapieżcy - sandacz, okoo; przydenne: karpie, liny, leszcze,
węgorze, sumy, a ponadto inne kręgowce wodno-lądowe:
gady (żółw błotny), płazy (kumaki, traszki,), ptaki (łabędzie,
kaczki, rybitwy, perkozy), ssaki wodne (wydra, nutria, bóbr)
PROFUNDAL Bentos - organizmy żyjące na dnie zbiorników wodnych,
mikrobentos: bakterie, glony, pierwotniaki mezobentos:
penetrujące osady denne lub żyjące na ich powierzchni
nicienie, skorupiaki (widłonogi),
larwy owadów (ochotek)
makrobentos: pijawki, skąposzczety, larwy owadów, małże
(skójka, szczeżuja),
29
ślimaki (zatoczek, błotniarka)
BIOMY KULI ZIEMSKIEJ
biom jest największą lądową jednostką biocenotyczną, w obrębie której
przeważa jednolita forma życiowa roślinności, będąca w stanie względnej
równowagi (klimaksu) i uwarunkowana klimatem, np. w biomie obszarów
stepowych klimaksową roślinnością są trawy
do głównych biomów świata zaliczają się m. in.:
tundra
iglasty las borealny (tajga)
lasy liściaste klimatu umiarkowanego
step, preria, pampa
sawanna – biom charakterystyczny dla strefy podrównikowej
pustynie – najczęściej w strefie klimatu zwrotnikowego, skrajnie suchego
puszcza tropikalna
roślinność wysokogórska
30
BIOMY KULI ZIEMSKIEJ
tundra
tundra to obszar bezleśny, ciągnący się pasmem wokół bieguna północnego. Charakteryzuje się
surowym klimatem - długą i mroźną zimą oraz krótkim, chłodnym latem.
średnie temperatury: w styczniu w tundrach euroazjatyckich i amerykańskich 
-16°C do -26°C, okresowo spadają nawet do -60°C, natomiast średnie temperatury lipca nie
przekraczają +15°C
opady - < 25-40 cm/rok
produkcja – 150 – 300 g s.m./m2/rok
wieczna zmarzlina
rośliny - porosty (chrobotki), mchy, trawy, turzyce, drobne krzewinki, niskie płożące się rośliny o
zdrewniałych łodygach, nie mające jednej wysokiej osi pędu, np. brzoza karłowata, wierzba
polarna
zwierzęta - roślinożercy - leming, pardwa, renifer, i drapieżcy - gronostaj, sowa śnieżna, lis
polarny, niedźwiedź polarny
możliwości regulacyjne biocenozy są bardzo małe
31
BIOMY KULI ZIEMSKIEJ
iglasty las borealny (tajga )
tajga to obszar roślinności borealnej, występujący na półkuli północnej, otaczający szerokim
pasmem tundrę. Lato jest krótkie i ciepłe, zima długa i bardzo mroźna z temperaturą spadającą
do -60°C. Północną granicę tajgi wyznacza izoterma lipca +10°C. Roczna suma opadów nie jest
zbyt duża, w zimie mają one postać śniegu. W tajdze dominują lasy szpilkowe. Tworzą
największe na Ziemi skupiska leśne dochodzące do 1000 km szerokości
opady 40 – 75 cm/rok
produkcja – 800 g s.m./m2/rok
ubóstwo gatunkowe
mokradła
wysoka produkcja pierwotna
fauna – dominują drapieżniki: gronostaje, kuny, sobole, borsuki, rosomaki, wilki, rysie,
niedźwiedzie brunatne; roślinożercy: łosie i zające; dużo gryzoni – myszy, wiewiórki, burunduki;
ptaki: głuszce, cietrzewie, jarząbki, czyżyki, krzyżodzioby, sowy
32
BIOMY KULI ZIEMSKIEJ
las liściasty klimatu umiarkowanego
Lasy liściaste zajmują obszary, których klimat jest umiarkowanie ciepły, wyraźnie są zaznaczone
pory roku, opady duże i równomiernie rozłożone (75 do 200 cm/rok), temperatury średnie i
wyraźnie zróżnicowane w zależności od pory roku
produkcja – 1200 g s.m./m2/rok
Las jest bardzo dorodny, z dużą ilością gatunków drzew liściastych, np. dąb, lipa, jesion, klon,
buk, wiąz, grab, olcha; gdzieniegdzie pojawiają się gatunki drzew iglastych, np. sosny
zwierząt roślinożernych, takich jak jelenie, sarny, wiewiórki, dziki, zające, łosie, żubry
Bogaty jest świat owadów i ptaków żerujących na wszystkich piętrach lasu, np. sikory, dzięcioły,
zięby, mysikróliki, pełzacze, raniuszki. Nieco mniej jest drapieżników: lisy, wilki, kuny,
niedźwiedzie, borsuki; z ptaków drapieżnych, np. sowy
występuje dużo ogniw troficznych
obszary lasów liściastych klimatu umiarkowanego są najbardziej przekształcone przez człowieka
33
BIOMY KULI ZIEMSKIEJ
step, preria, pampa
Step, czyli traworośla strefy umiarkowanej, występuje na średnich szerokościach
geograficznych, gdzie panuje niedostatek wody, wynikający z małych i nierównych opadów
rocznych (0 – 80 cm/rok). Lato jest suche i gorące, zima dość mroźna i śnieżna. Dobowe
wahania temperatury powietrza i ziemi są duże. Klimat kontynentalny, suchy, uniemożliwiający
rozwój drzew
produkcja – 500 g s.m./m2/rok
główny składnik stepu to obejmująca bardzo rozległe obszary kseromorficzna roślinność
trawiasta, bujnie rozrastająca się w okresie deszczowym. Dominują tu ostnice, kostrzewy,
turzyce, wiechlina, strzęplica, perz z domieszką dwuliściennych bylin, np. z rodziny
jasnotowatych (piołun, mięta, tymianek, szałwia, miłek wiosenny). Mogą to być zbiorowiska traw
niskich (15-45 cm), średnich (60-120 cm) lub wysokich (150-250 cm)
na obszarach tych dominują:
- ssaki trawożerne, duże kopytne, które szybko biegają – w Ameryce Północnej - bizon,
antylopa widłoroga, w Eurazji - suhak, dziki koń kułan, w Australii - kangury,
- małe gryzonie ryjące nory, np. w Eurazji - susły, bobaki, chomiki; w Ameryce - pieski preriowe
34
BIOMY KULI ZIEMSKIEJ
sawanna
Sawanna obejmuje obszary równin i okolic pod- i międzyzwrotnikowych, porośniętych
bujną roślinnością trawiastą (o liściach ostrych, twardych), z rzadko rozmieszczonymi
drzewami (np. parasolowate akacje) bądź kępami drzew albo krzewów. To rzadkie i
równomierne rozmieszczenie drzew jest skutkiem konkurencji o wodę, eliminującej
drzewa słabiej ukorzenione. Występują tu dwie pory roku: krótka deszczowa
(dżdżysta) oraz długa pora sucha.
opady - 20 do 50 (do 200 w porze deszczowej) cm/rok
fauna – kopytne – antylopy, gazele, zebry, bawoły, nosorożce, żyrafy; wielkie
drapieżniki – lwy, lamparty; pozostałe drapieżniki – gepard, serwal, likaon;
padlinożercy – hieny, szakale, sępy; liczne stawonogi - owady i pajęczaki –
szarańczaki, termity, mrówki, skorpiony; ptaki – strusie, perliczki, sekretarze, flamingi,
sępy
35
BIOMY KULI ZIEMSKIEJ
pustynie i półpustynie
Pustynie i półpustynie zajmują 30 % lądowej powierzchni Ziemi. Ich wspólną cechą jest
niedostatek wody. Powstają na terenach skrajnie suchych, gdzie roczna suma opadów wynosi
od kilkunastu do kilkudziesięciu mm, brak jest opadów przez wiele lat. Klimat stale bądź
okresowo jest bardzo gorący, w głębi lądu skrajnie kontynentalny. Temperatura powietrza na
pustyniach jest bardzo wysoka, w lecie sięga 52°C w cieniu i 70°C w słońcu (na Saharze)
opady – 0 – 25 cm/rok
produkcja – niewiele wyższa do zera
Największe przestrzenie pustyń występują w Afryce i Azji. Wyróżnia się trzy formy życiowe roślin
przystosowanych do życia na pustyni:
- rośliny efemeryczne
- sklerofity
- sukulenty
ze względu na rodzaj podłoża wyróżnia się pustynie: piaszczyste, kamieniste, gliniaste,
solniskowe
zwierzęta – szarańczaki, chrząszcze, pajęczaki, jaszczurki, węże, ptaki (np. stepówka); ssaki –
skoczek pustynny, myszoskoczek, fenek
36
BIOMY KULI ZIEMSKIEJ
tropikalny las deszczowy
puszcza tropikalna to biom, w którym różnorodność i liczebność form życia osiąga swoje
maksimum. Wynika to z intensywnych i równomiernych opadów (200-400 cm/rok). Pór roku w
zasadzie brak. Klimat gorący, parny, temperatura przez cały rok utrzymuje się w granicach 2528°C, wilgotność bardzo duża
produkcja – 1800 – 2000 g s.m./m2/rok
- wyraźnie zaznaczona struktura warstwowa:
- bardzo wysokie drzewa o wysokości 45 m rozrzucone tu i ówdzie, wyrastające ponad
przeciętny poziom dachu lasu
- warstwa drzew tworzących „dach lasu", czyli zielony kobierzec sięgający wysokości 24 - 30
metrów, trudno przepuszczalny dla światła
- warstwa drzew niższych, wyrastających tylko tam, gdzie pojawi się luka w koronach drzew
wysokich
- liany (90 %)
- ssaki (nadrzewne) - leniwce, wiewiórki polatuchy, nietoperze, małpy (czepiaki, wyjce); gady kameleony, iguany, węże, płazy - drzewołazy, rzekotki, ropuchy; ptaki - tukany, papugi, kolibry,
dzioborożce, harpie. Duże znaczenie ekologiczne mają mrówki, motyle, patyczaki i prostoskrzydłe
(np. skorki, straszyki, karaczany), chrząszcze (np. goliaty)
- rozpowszechnione są związki symbiotyczne oraz epifityczne
- wielka biomasa i bardzo wysoka produktywność
- rabunkowa gospodarka człowieka
37
„Krajobrazy są stanami duszy” – Henri Frédéric Amiel
38
KRAJOBRAZ
(fizjocenoza)
gr. phýsis = natura + koinós = wspólny
termin wprowadził C. Troll (1939)
w XV i XVI w. w okresie rozkwitu malarstwa flamandzkiego - widok przedstawiony
przez malarza,
w XVII w. krajobraz (landscape) upowszechnił się w
Wielkiej Brytanii w dwóch znaczeniach:
– piękna widzianego krajobrazu,
– terytorialnym.
w naukach przyrodniczych krajobrazowe podejście zapoczątkowali Alexander
Humboldt (1769-1859) i Wasilij Dokuczajew (1846-1903).
Humboldt określił krajobraz jako całościową charakterystykę regionu Ziemi.
39
HIERARCHIA UKŁADÓW EKOLOGICZNYCH
krajobraz
ekosystem 1
ekosystem 2
ekosystem 3
biocenoza
biotop
organizm
40
DEFINICJA KRAJOBRAZU (alt. fizjocenoza, geokompleks)
Smoliński (1912): krajobraz to zespół zjawisk reprezentujących środowisko
przyrodnicze, pozostających ze sobą we wzajemnej zależności i uwarunkowaniu,
wytworzonym w długim rozwoju, jako czynnik swobodnego działania sił przyrody.
Wodziczko (1946): krajobraz to całość przyrody na naturalnie ograniczonym odcinku
ziemi, w której dzięki procesom samoregulacyjnym panuje równowaga.
Forman i Godron (1986): krajobraz stanowi heterogeniczny fragment terenu złożony
z powiązanych wzajemnie ekosystemów.
Krajobrazy powtarzają się w przestrzeni w zbliżonej formie.
Zonneveld (1990): krajobraz oznacza kompleksowy system składający się z
różnych form terenu, jego rzeźby, wód, roślinności i gleb, skał i atmosfery (tzw.
geokomponentów).
Asocjacja Ekologii Krajobrazu (1999): "krajobraz tworzy mozaika różnych
typów siedlisk wykazujących uporządkowanie w wielu skalach
przestrzennych".
41
UŻYTKOWANIE PRZESTRZENI
wyróżnia się trzy sposoby użytkowania przestrzeni:
 użytkowanie biogeniczne – jest to użytkowanie rolnicze,
łowieckie i leśne, najpierw przekształcana jest szata roślinna oraz
świat zwierzęcy.
 użytkowanie geogeniczne – to kopalnictwo podziemne, a także
odkrywkowe, przekształceniu ulega powierzchnia ziemi oraz
stosunki wodne.
 użytkowanie technogeniczne – to przede wszystkim osadnictwo,
przemysł i komunikacja, ten rodzaj użytkowania przestrzeni
najsilniej oddziałuje na wszystkie elementy krajobrazu.
42
KONCEPCJA KRAJOBRAZU
 holistyczna koncepcja przyrody
 dawniej przeciwstawiano - krajobraz w ujęciu geograficznym vs.
ekologicznym  dziś – integracja obu ujęć
 podstawowe zadanie ekologii krajobrazu – ocena zmian: k. naturalny  k.
antropogeniczny
cechy krajobrazu:
– zajmuje wycinek przestrzeni i można go przedstawić na mapie,
– charakteryzuje się określoną fizjonomią, którą można przedstawić na rysunku lub
fotografii,
– jest systemem dynamicznym, funkcjonowanie zależy od powiązań między
częściami składowymi oraz od rodzaju dominujących procesów,
– podlega ewolucji, czyli ma swoją historię.
(A. Richling, J. Solon 1996, Ekologia krajobrazu)
43
KONCEPCJA KRAJOBRAZU
charakterystyki porządkujące krajobraz:
− struktura – rozmieszczenie gatunków roślin i zwierząt, kształt i liczba,
rodzaj i wzajemny układ ekosystemów,
− funkcjonowanie – interakcje pomiędzy przestrzennymi jednostkami
krajobrazu, takie jak obieg materii i przepływ energii oraz migracje
organizmów żywych miedzy ekosystemami
− zmienność – przekształcenia struktury i funkcji mozaiki układów
ekologicznych w czasie
44
KRAJOBRAZ – TYPOLOGIA I METODY BADAŃ
 typologia krajobrazów
− krajobrazy pierwotne, niezmienione w ogóle przez działalność ludzką,
− krajobrazy naturalne, znajdujące się częściowo pod wpływem działalności ludzkiej,
− krajobrazy kulturowe (antropogeniczne), całkowicie objęte gospodarką ludzką,
− krajobrazy zdewastowane (zdegradowane), pozbawione zupełnie zdolności
samoregulujących z powodu całkowicie zaburzonej równowagi biologicznej.
 klasy krajobrazu w Polsce
− nizinny
− wyżynny
− górski
 obszary leśne i mokradła (torfowiska, układy bagienne) – elementy krajobrazu,
stabilizujące obieg materii poważnie naruszony gospodarką człowieka - refugia
 metody badań
– teledetekcja,
– kartografia
– GIS
45
KRAJOBRAZ W UJĘCIU ENERGETYCZNYM
 podejścia badawcze w analizie energetyki jednostek krajobrazowych:
− szczegółowe rozpoznanie wszelkich przepływów i transformacji
energii w obrębie systemu,
− bilansowanie dopływów energii użytecznej (wejścia systemu) i
otrzymanych dóbr (wyjścia systemu) bez analizy dróg transformacji
energii wewnątrz systemu („czarna skrzynka”),
 analiza przepływów energii w układach krajobrazowych umożliwia m.
in. ocenę:
− stopnia zrównoważenia systemu,
− ocenę efektywności poszczególnych procesów,
− ocenę i prognozę możliwych alternatywnych sposobów
funkcjonowania
46
KRAJOBRAZ W UJĘCIU ENERGETYCZNYM
Układ energetyczny dla plemiennego systemu chowu bydła w Ugandzie (wg H. T.
Oduma, 1967)
47
KRAJOBRAZ W UJĘCIU ENERGETYCZNYM
Typ
krajobrazu
Gęstość
zaludnienia
(osoby na
km2)
Energia (x 10 MJ/m2/rok)
słoneczna
dostępna
dla roślin
(A)
subwencja
energetyczna
(B)
razem
(A+B)
B/(A+B)
Wydajność
produkcji
pierwotnej
Obszar
wiejski
70
4,67
0,70
5,37
0,13
0,7-0,8
zlewnia
Drwęcy
podmiejski
353
4,20
3,14
7,34
0,43
0,4-0,5
gmina
Łomianki
miejski
1495
2,94
5,27
8,21
0,64
0,05-0,15
miasto
Kielce
Wybrane charakterystyki bilansu energetycznego w trzech typach krajobrazu (wg J. Solona, 1990)
48
BIOGEOGRAFICZNA TEORIA WYSP
w zależności od wielkości wyspy i jej odległości od kontynentu różnie kształtuje się
tempo imigracji i lokalnego wymierania (zamierania) gatunków.
im mniejsza odległość od źródła tym:
a) tempo imigracji większe,
b) przy czym zawsze spada wraz ze wzrostem liczby gatunków już obecnych na wyspie
imigracja
imigracja
a)
imigracja
b)
imigracja
49
BIOGEOGRAFICZNA TEORIA WYSP
 im wyspa większa tym tempo lokalnego wymierania gatunków mniejsze, przy
czym zawsze wzrastające wraz ze wzrostem liczby gatunków już obecnych na
wyspie,
− w rezultacie procesów imigracji i wymierania kształtuje się pewien poziom
równowagi liczby gatunków z określonych grup systematycznych.
 najczęściej jako wyspy traktuje się niewielkie powierzchnie leśne, zadrzewienia
i zakrzaczenia lub torfowiska (obszary zabagnione) w krajobrazie rolniczym lub
zurbanizowanym – wtedy odpowiednikiem kontynentu są duże, dobrze
wykształcone kompleksy leśne.
 korelacje pomiędzy wielkością wysp a ich izolacją:
− liczba gatunków ptaków i płazów zależy od wielkości zalesienia,
− liczba gatunków ssaków i gadów zależy od stopnia izolacji.
50
MODEL „PŁATÓW I KORYTARZY”
 w zróżnicowanym przestrzennie krajobrazie, w którym niewielkie obszary
korzystne dla bytowania poszczególnych gatunków są oddzielone od siebie
licznymi powierzchniami niesprzyjającymi, niezmiernie ważne są połączenia
korytarzowe, wpływające na dynamikę populacji roślin i zwierząt, ograniczające
lokalne wymieranie i umożliwiające prawidłowe wykształcenie zbiorowisk
roślinnych,
 redukcja rzeczywistego stopnia izolacji między powierzchniami o identycznym
charakterze jest podstawową różnicą funkcjonalną między prawdziwymi
wyspami a „wyspami” w krajobrazie,
 korytarz – pas terenu (relatywnie wąski), który różni się od otaczającego go tła,
 korytarze są to tereny leśne, zakrzaczone i podmokłe z naturalną
roślinnością o przebiegu liniowym (pasowym) położone pomiędzy płatami
obszarów siedliskowych
51
MODEL „PŁATÓW I KORYTARZY”
 rodzaje korytarzy:
− reliktowe, czyli pozostałości układu starszego (np. niektóre żywopłoty i pasy
drzew)
− powstałe w wyniku zakłóceń środowiska, np. drogi i linie wysokiego napięcia
− determinowane zasobami środowiska, np. strumienie lub ścieżki bydlęce
− świadomie zakładane korytarze, np. żywopłoty wzdłuż ogrodzeń lub pasy
wiatrochronne
 pod względem strukturalnym można wyróżnić korytarze:
− liniowe
− pasowe
 charakterystyki sieci korytarzy:
− „węzły”
− różne typy połączeń, np. t-kształtne, krzyżowe, gwiaździste itp…
− pętle
− alternatywne trasy
52
MODEL „PŁATÓW I KORYTARZY”
Wpływ kształtu „płatów” na skuteczność orientacji przestrzennej owadów
nawigujących olfaktorycznie
53
MODEL „PŁATÓW
I KORYTARZY”
(A. Richling, J. Solon 1996)
Schematyczny obraz płatów i korytarzy
w krajobrazie rolniczym
54
Metoda grafów,
Forman, Gordon, 1984)
55
Typy połączeń między płatami (siedliskami)
naturalny
siedlisko centralne
korytarze
liniowy, stworzony
przez człowieka
siedlisko centralne
łańcuch siedlisk pomostowych
siedlisko centralne
56
„Most krajobrazowy” łączący odcięty barierą fragment lasu
57
GŁÓWNE KORYTARZE EKOLOGICZNE W POLSCE
Najważniejsze leśne korytarze ekologiczne przebiegające przez Polskę to:
- korytarz "północny" o przebiegu: Puszcza Augustowska/Puszcza Białowieska-Dolina Biebrzy-Puszcza PiskaPuszcza Nidzicka-Bory Tucholskie-Lasy Wałeckie-Puszcza Notecka-Bory Zielonogórskie-Bory Dolnośląskie
- korytarz "karpacki" o przebiegu: Bieszczady-Beskid Niski-Beskid Sądecki-Beskid Makowski-Beskid ŻywieckiBeskid Śląski. Opisane korytarze mają charakter transgraniczny - posiadają kontynuację poza granicami
58
Polski i stanowią fragmenty korytarzy europejskich.
HIERARCHICZNE UPORZĄDKOWANIE KRAJOBRAZU W SKALI
PRZESTRZENNEJ
jednostka
skala
podstawowa jednostka
mapowania
1 : > 50 000 000
> 62 500 km2
ekoprowincja
1 : 10 000000 – 50 000 000
2 500 – 62 500 km2
ekoregion
1 : 2 000 000 – 10 000 000
100 – 2 500 km2
ekodystrykt
1 : 500 000 – 2 000 000
625 – 10 000 ha
ekosekcja
1 : 100 000 – 500 000
25 – 625 ha
ekoseria
1 : 25 000 – 100 000
1,5 – 25 ha
1 : 5 000 – 25 000
0,25 – 1,5 ha
1 : < 5 000
< 0,25 ha
ekostrefa
ekotop
eko-element
59

Podobne dokumenty