Ekosysteemiekologia tutkii aineen ja energian liikettä ekosysteemeissä. Häiriö näissä liikkeissä (jotakin on jossakin liikaa tai liian vähän)

Transkriptio

1

2 Ekosysteemiekologia tutkii aineen ja energian liikettä ekosysteemeissä. Häiriö näissä liikkeissä (jotakin on jossakin liikaa tai liian vähän) ekologinen ympäristöongelma. Esim. Kiinteää hiiltä (C) siirtyy ilmakehään kaasuiksi (CO 2, CH 4 ) ilmastonmuutos Fosforia (P) valuu maalta veteen rehevöityminen Otsoni (O 3 ) vähenee yläilmakehässä UV-säteily maan pinnalla lisääntyy

3 Kasvien ravinteet? Ravinteet jaetaan pääravinteisiin joita kasvit tarvitsevat jatkuvasti (mm. N, P, Ca ja K) ja hivenravinteisiin (mm. Mn, B, Cu ja Zn) joita tarvitaan vain joskus. Liebigin minimitekijälaki: Kasvua rajoittaa se ravinne, jota on kasvin vaatimuksiin nähden vähiten saatavissa. Maaekosysteemeissä minimitekijä yleensä typpi (84% kuluu yhteyttämiseen liittyviin rakenteisiin), vesissä fosfori.

4 Typpi eliöiden elämässä Elämä on silkkaa typen metsästämistä. Ilmasta 78% typpeä (N 2 ); lisäksi vähän typen oksideja (NO x ). Kasvit voivat kuitenkin käyttää vain ammoniumin (NH 4+ ), nitraatin (NO 3- ) ja nitriitin (NO 2- ) suoloja. Em. suoloja tulee maahan typen reagoidessa veden kanssa korkeissa lämpötiloissa (esim. salamaniskuissa). Typpeä maaperään symbioottisten bakteerien avulla: Monilla kasveilla symbioosi (mutualistinen, molemminpuolinen hyötysuhde) typpeä nitraatiksi muuttavien nitrifikaatiobakteerien kanssa. 1. Lepillä (Alnus) Frankia-suvun bakteereita juurien punertavissa, mukulamaisissa juurinystyissä. 2. Hernekasveilla (esim. lupiinit, apilat) Rhizobium-suvun bakteereita.

5 Myös syanobakteerit kykenevät typensidontaan (vesissä, jäkälän osina...) Denitrifikaatiobakteerit päästävät nitraattityppeä takaisin kaasuksi anaerobissa oloissa (esim. vettynyt tai tiivis maa) Eläinkudoksesssa on 10 x enemmän typpeä kuin kasvisolukossa riittävä typen saanti kasvinsyöjäeläimille vaikeaa.

6 Trofiatasot 1. Perustuottajat (omavaraisia) 1. Yhteyttävät vihreät kasvit, levät ja bakteerit 2. Kemosynteesillä energiaa tuottavat bakteerit 2. Kasvinsyöjät (toisenvaraisia) 3. Ensimmäisen asteen pedot (toisenvaraisia) 4. Korkeamman asteen pedot (toisenvaraisia) 5. Hajottajat (toisenvaraisia) Bakteerit, sienet, raadonsyöjät, detrituksensyöjät Ekologinen pyramidi Yksilöiden määrä, biomassa ja energian määrä vähenevät noin 10 prosenttiin ekologisen pyramidin jokaisella portaalla (kasvit kasvinsyöjät pedot huippupedot).

7

8 Biologian YO-koe, syksy Mitä tarkoitetaan ekologisella tehokkuudella ravintopyramidin yhteydessä? Jos mittariperhosentoukka syö elinaikanaan 10 g vihreitä lehtiä, niin kuinka paljon varpushaukan biomassa kasvaa, kun ravintoketju kulkee toukasta talitiaisen kautta haukkaan? Kunkin portaan ekologinen tehokkuus on biomassana laskien 10 %. 1 g 10 g 0,1 g 0,01 g

9 Sukkessio Tarkoittaa ajallisesti peräkkäistä eliöyhteisöjen sarjaa. Primaarisukkessio = eliöt leviävät elottomalle alustalle, esim. tulivuorenpurkauksen tai jäätikön vetäytymisen jälkeen. Sekundaarisukkessio = eliöyhteisö uusiutuu sen osittaisen tuhoutumisen jälkeen (esim. avohakkuu tai kulo). Surtsey 1963 Surtsey 2011 Surtseyn primäärisukkessio

10 Jäätikkö on sulanut. Sen hioma U-laakso odottaa kasvillisuutta ja eläimiä.

11 Suomen metsissä avohakkuun jälkeen: 1. Heinikkovaihe (esim. maitohorsma, metsälauha) 2. Pensaikkovaihe (esim. rauduskoivu, pihlaja) 3. Sekametsävaihe (isoksi kasvaneita lehtipuita, myöhemmin enemmän havupuita) 4. Kliimaksivaihe (yhteisö ei enää muutu... ennen seuraavaa tuhoa). Kasvillisuuden mukana muuttuvat: 1) eläimistö ja 2) abioottiset olosuhteet (esim. mikroilmasto: kliimaksivaiheen metsässä kosteampaa, vähemmän tuulista ja tasaisempi lämpötila)