EKOLOGIJA

6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2

fotosinteza

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O

disanje

U EKOSISTEMU MATERIJA KRUŽI, A ENERIGIJA PROTIČE.

PROMENE KOJE TRPI MATERIJA SU REVERZIBILNE

TOK ENERGIJE JE IREVERZIBILAN.

Metabolizam ekosistema

Sunce

Toplota

Toplota

Toplota

Toplota

Toplota

Primarni producenti

Herbivori

Karnivori

DetritusMikro-

organizmi

Energija Sunca

Energija protiče

u jednom smeru,a materija se

reciklira

Protok energije (isprekidane strelice) i kruženje materije (pune strelice)

Metabolizam ekosistema obuhvata nekoliko faza:

1.primanje i vezivanje sunčeve energije fotosintezom

2. stvaranje primarne organske materije u kojoj je

energija Sunca pretvorena u energiju hemijskih veza

3. konzumenti troše primarnu organsku materiju

4. razlaganje uginulih organizama

5. producenti ponovo koriste mineralizovanu materiju

Biogeohemijski ciklusi

Kruženje vode

Precipitacija

iznad mora

385

Sadržaj vode

u okeanima

1 380 000

Vodotoci i

zemljišna voda

40

Evaporacija

iz mora

425

Atmosferska

vodena para

13

Neto pokreti vodene

pare izazvani vetrom

40

Evaporacija

i transpiracija

71

Precipitacija

nad kopnom

111

Sadržaj vode u

sedimentnim stenama

blizu površine Zemlje

210 000

Raspored vode i njenog kruženja na Zemlji (godišnje vrednosti u teratonama)

Kruženje ugljenika

CO2 + H2O

H2CO3

H+ + HCO3-

2H+ + CO32-

CO2 u atmosferi

Fotosinteza

Više biljke,

alge, cijano-

bakterije

Ćelijsko disanje

Detritus

Sagorevanje

Drvo, fos-

ilna goriva

Raspadanje

Detrivori,

(zemljišni

mikrobi i dr.

Primarni

konzumenti

Konzumenti

višeg reda

)

Pojednostavljen prikaz kruženja ugljenika u prirodi

Azotofiksirajuće bakterije u

korenima leguminoznih biljaka

N2 + 8H+ + 8e− + 16ATP → 2NH3 + H2 + 16ADP + 16Pi

Hemijska reakcija koju katalizuje nitrogenaza:

Nitrifikacija

Nitrifikacija Mineralizacija

Asimilaciona

redukcija

nitrata

Denitrifikacija

Fiksacija N2 (Azotobacter)

Asimilaciona

redukcija

nitrata

(Nitrosomonas)

(Nitrobacter)

(Pseudomonas)

Azot (N2) u atmosferi

Aminokiseline i

proteini biljaka

i životinja

Detritus

Denitrifikujuće

bakterije

Detrivori

Raspadanje

Amonijum jon

NH4+

Nitrati

(NO3-)

Fiksacija

azota

Bakterije

nitrozofiksatori u

korenovim kvržicama

leguminoza

Bakterije

nitrozofiksatori

u zemljištuFiksacija

azota

Asimilacija

Nitrifikujuće

bakterije

Pojednostavljen prikaz kruženja azota u prirodi

Fosilna gorivaOtpadne

materije

Reducenti

Kiseonik

Biljke Hrana

Životinje

Prikaz kruženja kiseonika u prirodi

Različiti polutanti životne sredine kruže kroz prirodu, primer: Živa

Tok energije u ekosistemu

Organska produktivnost je brzina kojom se produkuje

biomasa u datoj biocenozi u određenom vremenskom periodu

na jedinicu površine ili jedinicu zapremine.

Primarna produktivnost je brzina kojom zelene biljke (producenti)

stvaraju organsku materiju u procesu fotosinteze:

- ukupna (bruto) primarna produktivnost

- čista (neto) primarna produktivnost

Sekundarna produktivnost je brzina stvaranja biomase u telima

potrošača (konzumenti) ili razlagača (bioreducenti).

PROCESI PRIMARNE PRODUKCIJE

Neto

primarna

produkcija

ispaša prirast

biomase

gubici

odumir.

povratak

nutrijenata

gubici

preko

korena

BPP = NPP + R

Bruto primarna produkcija

Neto primarna produkcija

Respiracija

Energetski bilans na jednom trofičkom stupnju:

N = C + O + E

energija sintetisane

ili primljene hrane

energija koja se

gubi u vidu toplote

akumulirana energija

energija u

ekskrementima

i uginuloj materiji

Energija od jednog do drugog trofičkog stupnja sve više opada

N O1 O2 O3 ... On

razla

gači

biljke

Konzumirano

Nije

konzumirano

Svareno

Nesvareno

Rast

tela

Respiracija

Konzumirano

Nije konzumirano

Biomasa

producenata

Razlagači

i sedimenti

Toplota

Svareno

Nesvareno

Razlagači

i sedimenti

Rast tela

Respiracija

ToplotaBiomasa

primarnih

konzumenata

Biomasa

sekundarnih

konzumenata

Intenzitet produktivnosti smanjuje se na višim trofičkim nivoima

Produkcija

biomase u

ekosistemima

Brazila

Ekološka efikasnost određuje se odnosom veličine

asimilacije na datom stupnju lanca ishrane prema veličini

asimilacije na prethodnom stupnju.

Ekološka efikasnost je naročito niska na stupnju proizvođača.

U kopnenim ekosistemima zelene biljke vezuju u fotosintezi

svega oko 1% sunčeve energije. U vodenim ekosistemima

producenti imaju efikasnost svega 0,1 – 0,4% (jezera) odnosno

0,18% (okeani).

U veštačkim kulturama alga (Chlorella, Scenedesmus itd.)

postignuta je ekološka efikasnost od 10 – 50%.

Trofički stupanj jezero 1 jezero 2 jezero 3

Proizvođači 0,10% 0,40% 1,2%

Biljojedi 13,3% 8,7% 16%

Mesojedi 1. reda 22,3% 5,5% 11%

Mesojedi 2. reda - 13,0% 6%

Ekološka efikasnost

Sukcesije

Primarna sukcesija

Sekundarna sukcesija

Prim

arn

e s

ukce

sije

Se

ku

nd

arn

e su

kce

sije

ZAGAĐENJE ŽIVOTNE

SREDINE

Mexico City spada u gradove sa najzagađenijom

atmosferom na svetu

Perzistentni organski polutanti šire se

kroz biosferu različitim mehanizmima na

različitim geografskim širinama

EFEKAT STAKLENE BAŠTE

(the greenhouse effect)

1. E sa Sunca; 2. deo E odbija se od atmosfere i vraća u kosmos;

3. ozonski sloj apsorbuje deo UV zračenja; 4. E Sunca zagreva P Zemlje

5. Zemlja zrači u kosmos E većih talasnih dužina od E koja stiže sa Sunca

6. Kada bi se sva ova E

izračila u kosmos prosečna

T na Zemlji bila bi -18 step.

C umesto sadašnjih

+15 step C

7.Srećom, gasovi u atmosferi

Zemlje onemogućavaju

da se izrači sva toplotna E

(tzv. “efekat staklene bašte “

Efekat staklene bašte

Procentualne promene neto primarne

produkcije u periodu 1982-1999 god.

KISELE KIŠE

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3

-

SO2 + H2O = H2SO3

SO3 + H2O = H2SO4

NO + NO2 + H2O 2HNO2

2NO2 + H2O = 2HNO2 + HNO3

H+ + HSO3-

H+ + HSO4-

2H+ + 2NO2-

Oksidi ugljenika, sumpora i azota

sa vodom daju kiseline:

2H+ + 2NO2-

H+ + NO3-

2H+ + SO42-

Mapa gustine NOx u vazduhu SAD

Efekat kiselih kiša na šumsku vegetaciju

Eutrofizacija

Normalno jezero

Jezero sa

eutrofizacijom

Deo jezera pregrađen

veštačkom branom

ima zelenu boju od

prenamnožavanja

plavozelenih algi

koje rastu u vodi sa

velikom količinom

fosfata

Pre eutrofizacije

(1975 god.)

Posle eutrofizacije

(1994 god.) izazvane

eksperimentalnim

dodavanjem fosfata

tokom više od 20 god.

Oligotrofno jezero

Mezotrofno jezero

Eutrofno jezero

Satelitska slika prenamnožavanja algi u okeanu

This is the end of ecology