Organizacijske stopnje v naravi

80

Ekosistemska ekologija• Veda, ki CELOSTNO proučuje interakcije med

organizmi in fizičnim okoljem

• Kompleksna, integrativna veda

• Pomen: —Ugotavljanje in razumevanje mehanizmov,

na podlagi katerih deluje globalni ekosistem (sistem Zemlje = Earth system)

—Ekosistemi zagotavljajo temeljne vire in usluge, pomembne za civilizacijo (čist zrak, hrana, čista voda, surovine, idr.)

—Človek spreminja ekosisteme in fizično okolje na lokalni in globalni ravni – pomen napovedovanja in ukrepanja

81

82

Ekosistem• Povezana celota, ki jo tvorijo organizmi vseh

trofičnih nivojev (združba) ter fizično okolje, ki so v medsebojni interakciji.

• Biotop (življ. okolje) + Biocenoza (življ. združba)

• Biotski procesi (npr. kompeticija, simbioza, invazija, antagonizem, evolucija, migracija) in abiotski procesi (npr. temperaturni, energetski, padavinski režim, geološki procesi v pedo-litosferi, spremembe sestave atmosfere, spremembe depozicije hranil)

• Pooli (skladišča) in fluksi (pretoki) snovi in energije kot osnovna vidika proučevanja

83

Ekosistem

• Okolje vpliva na organizme, njihovo gostoto, pestrost, funkcijo, zgradbo, interakcije

• Organizmi oblikujejo fizično okolje –vpliv na podnebje, vpliv na rodovitnost tal in pedokemične procese, vpliv na razpoložljivost vode, vpliv na sestavo atmosfere

• Pozitivne in negativne povratne zanke v ekosistemu med organizmi in okoljem

84

Ekosistem

• Ekosistem ni fiksna prostorska enota – lahko je različno velik –glede na zaključenost procesov (kontekst).

85

• Ekosistem je v stalnem spreminjanju –ravnotežje in stabilno stanje obstajata le v kratkih časovnih skalah.

• Zunanji dejavniki in pretekli dogodki povzročajo, da se ekosistem stalno spreminja

Dinamika ekosistemov

Stabilnost ekosistema ocenjujemo z:

• Odpornostjo ekosistema (resistance) – sposobnost kljubovanja motnji

• Prožnostjo ekosistema (resilience) –sposobnost povratka v prvotno stanje

86

Trofična struktura – 2 trofična sistema

• Trofična struktura – nanaša se na pretok energije in snovi med organizmi

• Dve osnovni poti energije in snovi:

– Trofični sistem žive biomase (plant-based)

– Trofični sistem mrtve biomase (detritus-based)

• V večini ekosistemov se okrog 90% energije (biomase) prenaša od rastlin proti razkrojevalcem – večina sekundarne produkcije se navezuje na mrtvo biomaso

• Učinkovitost prenosa energije v sistemu mrtve biomase večja kot v sistemu žive biomase

87

Trofična struktura – trofični nivoji v sistemu žive biomase

• Osnovni trofični nivoji temelječi na živi rastlinski biomasi: primarni proizvajalci (avtotrofi), rastlinojedi(herbivori), mesojedi (1-2 nivoja; redko več)

• Izrazita trofična piramida

• Omejitev števila nivojev: v kopenskih ekosistemih je v prenosu energije in snovi 1-25% (trofična učinkovitost)

• V vodnih ekosistemih je piramida obrnjena – ZAKAJ?

88

Trofična struktura – trofična učinkovitost

Trofična učinkovitost je rezultat:

• konzumacijske učinkovitosti (Econsump) – odvisna od produkcije prejšnjega trofičnega nivoja (Prodn-1) in deleža konzumirane energije (In)

• asimilacijske učinkovitosti (Eassim) – razmerje med energijo sprejeto v krvni obtok (An) in konzumirano energijo

• produkcijske učinkovitosti (Eprod) – razmerje med energijo porabljeno za rast (Prodn) in asimilirano energijo

89

Asimilacijska učinkovitost

Neprežvekovalci: 5-20 %Prežvekovalci: do 50%Mesojedi: ca 80%

Dejansko obstajajo v ekosistemu kompleksni prehranjevalni spleti

90

91

Kompleksnost prehranjevalnih odnosov na primeru Dvojnega jezera v Dolini triglavskih jezer

•Naselitev ribe jezerska zlatovčica leta 1991

•100-kratno zmanjšanje biomase zoplanktonskihrakov

•Povečanje populacije alg – motna, zelena voda (“cvetenje” alg)

•Zmanjšanje populacije vodnih žuželk

•Dodatna evtrofikacija zaradi neurejene kanalizacije iz bližnje koče

•Propadanje alg v jeseni – gnitje in pomanjkanje kisika v vodi

•Spreminjanje obrežne vegetacije

•Primer prehranjevalne kaskade

•Kontrola prehranjevalnih odnosov od zgoraj navzdol (top-downcontrol)

•Primer pričakovanih sprememb v prehranjevalnem spletu