Ekologija

Транскрипт

1 Ekologija

2 Ekologija je znanost koja se bavi izučavanjem interakcija živih bića i njihova prirodnog okoliša.

3 Ekologija znanstvena osnova za zaštitu prirode Zaštita prirode i zaštita okoliša stručno područje održavanje i njegu prirodnih krajolika i očuvanje čovjekovog zdravog životnog okruženja Znanost o okolišu - interdisciplinarna znanost o međusobnoj povezanosti ljudske populacije, prirodnih resursa i onečišćenja (smjer ZOOK)

4 Predmet interesa ekologije Svi ekološki sustavi zajedno čine biosferu tj. područje u kojem se odvija život (voda, zrak, tlo). Biocenoza i biotop su sjedinjeni i međusobno ovisni i čine ekosustave. To je osnovna prostorna ili organizacijska jedinica organizama i nežive tvari, među kojima se stvaraju, kruže i izmjenjuju tvari. Biocenoza jesu sve biljke i životinje koje žive u nekom prostoru Populacija je skup svih jedinki iste vrste koje žive na određenom području u određenom vremenu.

5 Ekologija je multidisciplinarna znanost Ponašanje životinja

6 Sadržaj Utjecaj Sunca na Zemlju Biomi Populacija i odnosi Biocenoze (životne zajednice) Ekosustavi Utjecaj čovjeka za biosferu Zaštita prirode i okoliša

7 Globalni utjecaji na biosferu Globalne klimatske promjene uvelike određuje ulaz solarne energije i kretanje Zemlje u svemiru Sunce zagrijava atmosferu, tlo i vodu. Takvo grijanje utvrđuje varijacije temperature, cikluse zraka i kretanja vode, a isparavanje vode uzrokuju daljnje dramatične varijacije u klimi. Na višim geog. širinama sunce je difuznije, slabije U tropima jače i direktinije sunce - više vručine i svijetla.

8 Globalno kruženje zraka i uzorci padalina pustinje Geografska (zemljopisna) širina džungle

9 Regionalni i lokalni efekti na klimu Klimu mogu mijenjati razni faktori, kao što su sezonske promjene u klimi velike vodne površine planinski lanci

10 Sezonske promjene ekvinocij Ljetni solsticij Zimski solsticij ekvinocij

11 Velike vodne površine Golfska struja Voda se grije na ekvatoru i teče sjeverno i južno prema polovima, gdje se hladi. Uvidi sličnosti između smjera vode i smjer smjer vjetrova

12 Planine Zrak pred planinom ide uzbrdo, hladi se kiša pada ili snijeg Hladni zrak ide u unutrašnjost i utječe na temp blizu obale Zrak iza planine ima manje vlage i stvara pustinje na unutrašnjoj strani planine Mohave pustinja u sjevernoj Americi, pustinja Gobi Desert u Aziji ista logika ali okrenuta u Hrvatskoj

13 Klimatski i geografski slična i homogena područja sa sličnim ekosustavima Ključni faktori su: Količina padalina i temperatura Biomi

14 1. Kopneni biomi Klima ponajviše određuje biljni pokrov i život u njemu.

15 Tundra Zaleđena ravnica pod nazivom tundra okružuje vrh sjeverne hemisfere. Mahovine i šaševima bogate močvare Niska temperatura, kratka vegetacijska sezona i mala količina oborina. Raznolikost faune je mala. Dominantni kralješnjaci su biljojedi Glavni predatori su vuk, arktička lisica, bijeli medvjed Tundra u Finskoj

16 Tajga Najveća vegetacijska formacija na Zemlji je tajga. To je pojas šuma četinjača koji se pojavljuje na sjevernoj hemisferi, a pokriva 11 % ukupne kopnene površine Zemlje Hladna je kontinentalna klima s velikim sezonskim varijacijama karakteristična za pojas tajgi. Ljeta su kratka, hladna i vlažna, a zime duge i suhe; snježni se pokrivač dugo zadržava. smreka, bijeli bor i breza vjeverice, voluharice i tekunice, losovi i sobovi

17 Šume umjerenog pojasa Uključuju vazdazelene šume četinjača i listopadne šume Listopadne: bukve i hrasta Mali sisavci i kukci

18 Travnjaci Travnjaci umjerenog pojasa u prošlosti su pokrivali otprilike 42 % kopna na Zemlji, a danas travnjačka vegetacija čini manje od 12 % Zemljine površine. U različitim dijelovima svijeta ove travnjake nazivaju različitim imenima. 1. Stepa je naziv za travnjake umjerenoga pojasa u Europi 2. Prerija je naziv za travnjake umjerenoga pojasa u Sjevernoj Americi. 3. Pampa je naziv za travnjake umjerenoga pojasa u Južnoj Americi

19 Travnjaci Tropski travnjaci najčešće su poznati pod imenom savana česti požari Biljke kratka životnoga vijeka (nekoliko desetljeća), izuzev afričkoga baobaba. veliki preživači: slon, zebra, žirafa, razne antilope i gazele, nosorozi.

20 Mediteranska vegetacija U pet mjesta na svijetu koja leže između 32 i 40 sjeverno i južno od ekvatora nalaze se područja s mediteranskom klimom: Kalifornija, središnji Čile, Sredozemlje, vrh Afrike, te sjeverozapadna i sjeveroistočna Australija. Gdje već tisućljećima djeluje erozija, šuma je pretvorena u zimzelenu šikaru tzv. makiju ili čak u kamenjar s niskim grmovima (garig).

21 Pustinje Pustinje su rezultat djelovanja kretanja zračnih masa i reljefa Sve pustinje imaju nisku količinu vlage. Druga bitna karakteristika je veliko dnevno kolebanje temperature: danju do +40 C, noću oko 0 C. 1. Jednogodišnje zeljaste biljke pojavljuju se samo u vrijeme veće vlažnosti, a iščezavaju s početkom suše. 2. Višegodišnje kserofitske vrste vrste s grmolikim i trnovitim habitusom; listovi su reducirani, a korijenje vrlo duboko usađeno. 3. Sukulenti su sposobni akumulirati veće količine vode, a imaju relativno plitak korijen. Razne vrste životinja, koje su uglavnom aktivne noću: kornjaši skakavci, gušteri, zmije, ptice i sisavci. Fauna ovisi o tipu pustinje i njezinom položaju.

22 Šume tropskog pojasa Tropska kišna šuma: ograničena na ekvatorijalno područje, a obilježava je topla i vlažna klima tijekom cijele godine. Najveća tropska šuma razvijena je u području rijeke Amazone u Južnoj Americi Tropske kišne šume pripadaju područjima s najvećom bioraznolikošću na Zemlji. Monsunska šuma prostire se na indomalajskom poluotoku i prolazi sušno razdoblje tijekom kojeg oko 30 % najvećega drveća gubi lišće.

23 2.1. Vodeni biomi: kopnene vode od ukupno gotovo 1,4 milijarde km 3 vode na našem planetu kopnene ili slatke vode čine tek nešto više od 0,5 %,

24 Slatke vode u slatkim je vodama koncentracija soli oko 100 puta manja od one u moru, gdje dominiraju kloridi, a u kopnenim vodama karbonati. U slatke kopne vode ubrajamo podzemne i nadzemne ili površinske vode. Površinske vode dijelimo na tekućice i stajaćice. Podzemno jezero - špilja u kamenolomu kod Tounja

25 U tekućice ubrajamo izvore, potoke i rijeke Slatke vode Stajaćice dijelimo na lokve, močvare, bare i jezera. Vransko jezero kod Biograda

26 2.2. Vodeni biomi: Mora i oceani Nešto više od 70 % površine Zemlje pokrivaju mora i oceani. Gustoća morske vode, slanost (salinitet), koja se kreće od 35 do 41. Sastav morske vode vrlo je stabilan i malo se mijenja prostorno i vremenski, po čemu se mora također razlikuju od kopnenih voda. Temperatura mora ima najslabija kolebanja u ekvatorijalnim i polarnim područjima.

27 Mikrobiom Zajednica na svim višestaničnim organizmima 10-3:1 broj organizmima na broj stanica kod jedinke bakterije gljivice arhebakterije i virusi 500 to 1,000 vrsti bakterija žive u crijevima

28 Populacije Populacija je skup jedinki iste vrste na nekom prostoru. grupno jednoliko Osnovna obilježja populacije su: prostorni raspored, gustoća populacije, uzrasna struktura, omjer spolova, tijek rasta i održavanje te odnosi jedinki unutar populacije. slučajno (maslačak)

29 Populacije Područje rasprostranjenosti neke vrste (populacije) naziva se areal. Sveopću, kosmopolitsku, rasprostranjenost imaju pojedini odjeli životinja ili vrste koje su rasprostranjene preko velikih područja Zemlje. A čovjek? Neke vrste imaju vrlo sužen areal, odnosno pojavljuju se na ograničenom geografskom području. One se nazivaju endemi. (Velebitska degenija, Biokovsko zvonce, Istarski zvončić, Palagruški kupus, Dubrovačka zečina, Dalmatinska iglica, ogulinska špiljska spužvica, Dinarski špiljski školjkaš, podzemna pijavica, čovječja ribica,.)

30 Populacije Broj jedinki u populaciji ovisi o:

31 Veličina populacije Natalitet je broj novorođenih jedinki u populaciji. Mortalitet ili smrtnost je broj umrlih jedinki neke populacije. Rast populacije može biti logistički i eksponencijalni. Ovce dovezene na Tasmaniju (otok u blizini Australije) godine naglo povečale svoj broj do skoro dva milijuna jedinki. Došlo je do velike kompeticije za hranom i godine njihov se broj naglo smanjio te ujednačio na otprilike 1,5 milijuna jedinki. Mljet zmije i mungosi 1910-

32

33 Odnosi između populacija K O M P E T I C I J A Ograničeni određeni resursi neophodni za život populacije, dolazi do suparništva, natjecanja među njezinim članovima. Ako se natjecanje događa između jedinki iste vrste, to je intraspecijska kompeticija, koja može ograničiti rast populacije. Unutar biocenoze može doći i do kompeticije između dviju ili više populacija, što se naziva interspecijska kompeticija. Tobolčari i sisavci (Australija): priča o kompeticiji Izravna kompeticija: teritorijalnost

34 Ekološka niša položaj neke vrste unutar biocenoze u pogledu prehrane. Pojednostavljeno rečeno, ekološka niša je zanimanje neke vrste, a stanište je adresa neke vrste! Smanjuje se kompeticija između vrsta Studenti FKIT-a rade na različitim poslovima

35 Simbioza Simbioza dolazi od dviju grčkih riječi: syn zajedno i bios život. Mutualizam je odnos od kojeg obje vrste imaju koristi. gljivama i algama u lišajevima. Mikoriza je također oblik mutualizma asocijacija između korijenja višega bilja (drveća) i gljiva.

36 Simbioza - komenzalizam Komenzalizam je odnos u kojem jedna vrsta ima koristi, a druga nema ni korist niti trpi štetu. veliki čuvar školjke koji živi u periski i mali čuvar školjke koji živi u kamenici i dagnji. Školjkama ovi mali rakovi, koji traže utočište od predatora, ne smetaju Primjer komenzalizma su i epifitske biljke (orhideje)

37 Parazitizam To je odnos od kojega parazit ima koristi, a domadar trpi veću ili manju štetu. (oko smrti u svijetu od malarije) S obzirom na to gdje se na tijelu domadara nalaze, možemo govoriti o unutarnjim parazitima (edoparaziti) trakavice i metilji, i vanjskim parazitima (ektoparaziti) uši i buhe. Prilagodbe parazita idu u dva glavna smjera: morfološke i fiziološke. Rasplodni sustav parazita je jedini sustav koji nije nikada reduciran u parazita. U konačnici, oko ljudi godišnje umire od parazita

38 Predatorstvo To je odnos u kojem jedan organizam (predator) konzumira drugi organizam (plijen). Najčešće se predatorstvo povezuje s mesojednim (karnivornim) životinjama. U širem se smislu pod predatorima se podrazumijevaju i životinje koje brste (odnosno hrane se lišćem) ili pasu ovce, koze i goveda, kao i drugi biljojedi (herbivori).

39 Interspecijski odnosi

40 Životne zajednice ili biocenoze Skupina jedinki različitih populacija na nekom području naziva se biocenoza ili životna zajednica. Biocenoze se obično metodički dijele na fitocenoze i zoocenoze. Pod nazivom flora predstavljaju se biljne vrste određenog područja, dok se naziv vegetacija odnosi na njegove različite biljne zajednice, kao na primjer zajednice šuma, makije, gariga, travnjaka, stijena i druge. Faunu pak čine sve životinjske vrste koje stalno ili povremeno obitavaju na određenom području.

41 Raznolikost vrsta uključuje tzv. bogatstvo vrsta, koje podrazumijeva broj vrsta, i ujednačenost koja podrazumijeva broj jedinki pojedinih vrsta.

42 Sve biocenoze na svijetu nemaju jednaku raznolikost vrsta. Raznolikost životinja mijenja se s geografskom širinom. Tropska područja imaju mnogo veću bioraznolikost nego područja iste površine na većim geografskim širinama. Dio Hrvatske u jednom od ovih područja s najvećom bioraznolikošću (istočni Mediteran).

43 Bioraznolikost je sveukupnost živoga svijeta na Zemlji. ljudska vrsta je najvećim dijelom odgovorna za pad bioraznolikosti u današnje doba. Globalna bioraznolikost

44 Ekološki sustavi (ekosustavi) Ekosustav je zajednica živih organizama (biljaka, životinja i mikroorganizama) i neživih komponenti njihovog okruženja (stvari poput zraka, vode i mineralnog tla), u interakciji kao sustav. Ove biotičke i abiotičke komponente se smatraju povezane kroz hranjive cikluse i energetske tokove.

45 Hranjivi ciklus Cijeli ciklus započinje sa Sunčevom energijom koju zelene biljke koriste u procesu fotosinteze (nazivamo ih primarnim proizvođačima jer proizvode organsku tvar koristeći prvi izvor energije). Biljkama se hrane biljojedi (fitofagi ili herbivori). Nazivamo ih i primarnim potrošačima (konzumentima), jer prvi koriste i jedu organsku tvar koju su stvorile zelene biljke. Biljojede love i koriste u prehrani mesojedi (zoofagi ili karnivori) sekundarni potrošači. Budući da svi organizmi nakon određenoga vremena ugibaju, njihova tijela razgrađuju razlagači. Razlagači sudjeluju u razgradnji biljaka i životinja vraćajući tako hranjive tvari (nutrijente) u ciklus (na početak). Time omogućuju nesmetan rast i razvoj primarnih producenata.

46 Produktivnost ekosustava Najproduktivniji kopneni ekološki sustavi jesu tropske kišne šume. Iako su slatkovodni sustavi, osobito močvare, među najproduktivnijima na svijetu, no zbog malog područja, nemaju velik učinak. Najproduktivniji dijelovi mora su obalna područja i koraljni grebeni

47 Piramida brojeva, biomase i energije Piramida brojeva i biomasa

48 Biogeokemijski ciklusi Unutar biosfere postoje kruženja spojeva odnosno elemenata u sastavu tih spojeva. Kemijski elementi koji sudjeluju u biogeokemijskim ciklusima nazivaju se biogenim elementima, a ima ih 66. Elementarni ugljik, vodik, kisik, dušik, fosfor i sumpor čine 95 % mase žive tvari na Zemlji (makroelementi). Makroelementi zajedno s kalcijem, silicijem, magnezijem, natrijem, kalijem, klorom i željezom (mikroelementi). Ostali biogeni elementi (mangan, molibden, bakar, vanadij, nikal, bor) pojavljuju se u mnogo manjim koncentracijama i čine grupu elemenata u tragovima.

49 Kruženje dušika

50 Biljke soje bez fiksirajućih bakterija u nodulima ispred i s bakterijama u pozadini Ostali ciklusi: Kruženje vodika Kruženje kisika Kruženje ugljika Kruženje fosfora

51 Čovjek i biosfera Utjecaj na kopnene ekosustave (biome): Tundra: štete na zajednicu tundre imala su otkrića nafte i zemnoga plina (Ukrajina, Rusija i Aljaska). Travnjaci tropskog pojasa pogođeni su isušivanjem, čiji je uzrok razvoj poljoprivrede, uzgoj domaćih životinja, gradnja naselja, te pretvoreni u polupustinje i pustinje. Mediteranska vegetacija i šikare. Iskorištavanje šuma za gradnju kuća, naselja i brodova, sječa šuma za prikupljanje drveta za ogrjev ili stvaranje poljoprivrednih zemljišta, te ispaša domaćih životinja. Mnoga su zemljišta izložena eroziji, a prirodna vegetacija je veoma uništena.

52 Utjecaj na kopnene ekosustave (biome) Šume umjerenog pojasa. Njihova je degradacija počela vrlo rano, a u Europi su gotovo potpuno iskrčene već u srednjem vijeku! Tropske šume. Godišnje zbog drveta iskrči otprilike 15,4 x 10 6 ha tropske šume u svijetu. Gubitak je neprocjenjiv, ako znamo da su to područja najveće bioraznolikosti. Posljedice krčenja i sječe šuma su: povećano otjecanje vode, erozija tla i katastrofalne poplave u nizinama. Osim toga, uništavanjem šuma povećava se brzina vjetrova i ekstremne temperaturne razlike, smanjuje se količina oborina te nestaju pojedine biljne i životinjske vrste. Uništavanje šuma razlog je i širenju pustinja u mnogim dijelovima Afrike, Azije, Amerike i Australije.

53 Pustinje. Danas su područja pustinja, osobito na Bliskom istoku, središte naftne industrije, a mnogi su polupustinjski predjeli navodnjavanjem pretvoreni u poljoprivredne površine. Tajga. Istraživanje i eksploatacija tajgi seže daleko u prošlost. Intenzivnije iskorištavanje započelo je u 17. stoljeću (oko godine) trgovinom krznima. Oko krzna i zbog krzna vodili su se čak i ratovi! Drugi veliki način iskorištavanja tajgi uključuje sječu šuma. Područje tajgi bogato je nalazištima željezne rude, zlata, ugljena, zemnoga plina i nafte. Iskorištavanjem rudnih bogatstava poveæalo se zagađenje zraka, a velik dio slatkovodnih sustava bio je podvrgnut hidroregulaciji radi proizvodnje električne energije.

54 Onečišćenje voda svaku fizičku ili kemijsku promjenu obilježja površinskih ili podzemnih voda, koja ima negativan utjecaj na žive organizme. Namjerno unošenje vrsta, u kojem su osobito aktivni ribiči. Posljedice su obično katastrofalne za izvorne (autohtone) vrste. unošenje stranih (alohtonih) vrsta u ekološke sustave. vodena kuga, Caulerpa taxifolia ribe: američki somić, babuške, sunčanice. Školjkaš Dreissenia polymorpha Regeneracija velika sposobnost samoočišćenja voda od otpadnih tvari

55 Onečišćenje zraka sumporni dioksid (SO 2 ), dušični oksidi (NOx), ugljični monoksid (CO), ozon (O 3 ), amonijak (NH 3 ), ugljikovodici (npr, metan, butan, propan), sumporovodik (H 2 S), fluorovodik (HF), freoni (CFCl 3 i CF2Cl 2 ) i teški metali. Promjene u sastava zraka mogu biti prirodne (vulkanske erupcije, oluje, požari) i antropogene (spaljivanje fosilnih goriva, prerada i uporaba kemijskih tvari), te ih je ponekad teško razlikovati.

56 Onečišćenje tla Glavni uzroci degradacije tla su krčenje šuma, pretjerana ispaša te loše gospodarenje ratarskim površinama. Ogromne su površine pretvorene u oranice, livade, pašnjake, u sela i gradove. Računa se da bilje može koristiti samo polovicu unesenih hranjivih tvari, dok druga polovica ostaje u tlu, pa nastaju promjene u kemijskom sastavu i kiselosti tla. Tlo se ne onečišćuje samo kemijskim toksičnim tvarima, nego i odlaganjem velikih količina glomaznoga komunalnog otpada (stari hladionici, televizori, štednjaci, automobili i dr.) Prekomjerna uporaba umjetnih gnojiva: previše dušika u zemlji izaziva rast algi ili trovanje djece (plava djeca)

57 Globalne promjene Produkti čovjekove aktivnosti narušili su osnovne procese koji održavaju život na cijelom našem planetu!

58 Efekt staklenika i globalno zatopljenje Zadnjih se 100 godina koncentracija CO 2 u atmosferi povećala oko 25 %.

59 Velik dio CO 2 apsorbiraju mora i oceani, a manji kopnene biljke. Zemljina površina apsorbira solarnu radijaciju i zatim je emitira u obliku dugovalnoga zračenja ili toplinske energije. CO 2 apsorbira zračenje dugih valnih duljina. Dakle, atmosferski CO 2 i vodena para ne dopuštaju odlazak suvišne topline iz Zemljine atmosfere. Ovaj se efekt naziva efekt staklenika, a uzrokuje globalno zatopljenje.

60 Osim ugljikova dioksida (CO 2 ), i neki dugi plinovi imaju staklenička svojstva: metan (CH 4 ), klorfluorugljici (CFC), klorfluorugljikovodici (HCFC), didušik oksid (N 2 O), ozon (O 3 ) i sumpor dioksid (SO 2 ). Prema nekim predviđanjima do godine povećat će se prosječna temperatura zraka na Zemlji oko 2 C. Posljedice: porast razine mora Također se očekuje da će klima biti nestabilnija, s puno više oluja i olujnih padalina. Zakiseljavanje oceana Smanjenje količine dostupne hrane

61 Kisele kiše Oborine poput kiše i snijega imaju zbog određene količine CO 2 u zraku prirodno blago kiseli ph, obično između 5 i 5,6. Naziv kisele kiše označava oborine čiji je ph niži od 5. Takve kisele oborine nastaju zbog veæe količine sumpornoga dioksida (SO 2 ) i dušikovih oksida (NOx), koji dospijevaju u zrak raznim zagađivačima

62 Kisele kiše Oborine s niskim ph oštećuju biljke. Najosjetljivije su četinjače poput bora, smreke i jele. Zanimljivo je da je područje Hrvatske iako djelomično zahvaćeno kiselim kišama pošteđeno zakiseljavanja vodenih staništa. Razlog je tomu geološka podloga: većina naših rijekai jezera je na vapnenačkoj podlozi, te u vodi sadrže velike količine hidrogenkarbonata i karbonata spojeva djeluju kaoprirodni pufer, drugim riječima sprječavaju zakiseljavanje i balansiraju ph vode.

63 Uništavanje ozonskog omotača Ozonski sloj nalazi se u stratosferi na visini između 20 i 50 km. Apsorbira 99 % UV zračenja. Ozonski omotač uništava: Upotreba freona (CFC) Let nadzvučnih aviona Detonacija nuklearnog oružja Regeneracija ozonskog omotača Ali u 2015 najveća rupa detektirana 2018, opet CF-11 izvor nepoznat??

64 Zaštita prirode i okoliša Zaštita prirode u Hrvatskoj se temelji na Ustavu Republike Hrvatske, u kojem je navedeno da su očuvanje prirode i čovjekova okoliša najviše vrednote ustavnoga poretka Republike Hrvatske. Zakon o zaštiti prirode Po biološkoj raznolikosti Hrvatska se ubraja u jednu od najbogatijih zemalja Europe Usprkos velikom bogatstvu divljih svojti, mnoge od njih su u Hrvatskoj ugrožene. Takve se svojte objavljuju na CRVENIM POPISIMA te obrađuju u CRVENIM KNJIGAMA.

65 Zaštićena područja u RH Zakon o zaštiti prirode u Hrvatskoj određuje devet kategorija zaštićenih prostora: nacionalni park, park prirode, strogi rezervat, posebni rezervat, regionalni park, spomenik prirode, zaštićeni krajolik, parkšuma i spomenik parkovne arhitekture. Zaštićena područja danas obuhvaćaju 7,95 % ukupne površine Republike Hrvatske, odnosno 11,4 % kopnenog teritorija i 1,3 % teritorijalnog mora.

66 Tri su nacionalna parka na otocima (Kornati, Brijuni i Mljet), dva prikazuju zanimljivosti krške hidrografije i morfologije (Plitvička jezera i Krka) a tri su tipično planinski prostori s raznolikom vegetacijom i reljefom (Risnjak, Paklenica i Sjeverni Velebit)

67 Sadržaj Utjecaj Sunca na Zemlju Biomi Populacija i odnosi Biocenoze (životne zajednice) Ekosustavi Utjecaj čovjeka za biosferu Zaštita prirode i okoliša