Dinsdag en Donderdag POSTER PRESENTATIES • • • • •
Buys Ballot BBL-001 9-11u Indeling volgt practicumgroepen Neem A3-print mee Print vooraf, kan op GISkamer
• Na afloop practicum opdr 1-3
Vegetatie
Wat heeft een plant nodig om te groeien? • • • • •
Licht CO2 Water Nutrienten Standplaats
Fotosynthese en Respiratie • Fotosynthese: 6H2O + 6CO2 + licht → C6H12O6 (glucose) + 6O2 • Licht golflengte 680 nm Respiratie: • C6H12O6 + O2 → CO2 + H2O + energie
Fotosynthese • 2 stappen – Licht opname – CO2 opname, kan in het donker plaatsvinden
Fotosynthese • CO2 opname – Stomata (poriën in het blad, plant reguleert grootte van de opening) – Celwanden in het blad bedekt met dun laagje water, vergemakkelijkt opname en transport in blad. • Water verdampt (transpiratie) • Balans CO2 opname en waterverlies (extreem 400mol H2O tegen 1 mol CO2)
Stomata reguleren: -CO2 opname -Water en O2 uitstoot
Stomata
3 soorten fotosynthese • C3 • C4 • CAM (Crassulacean acid metabolism )
C3 fotosynthese – Meest voorkomende vorm (85% planten) – CO2 en licht opname gelijktijdig – Opgenomen CO2 komt direct in reactieketen – Optimaal bij 15-25 ºC – CO2 vastgelegd door C3-molecuul
C4 fotosynthese – 5% van alle soorten, maar bijna 30% ijsvrij landoppervlak – CO2 en lichtopname gescheiden in ruimte – CO2 opgenomen door C4 molecuul – CO2 getransporteerd naar C3 reactieketen – Optimaal bij 25-35 ºC
CAM fotosynthese (Crassulacean acid metabolism) – CO2 en lichtopname gescheiden in tijd – CO2 en ’s nachts opgenomen, veel minder waterverlies – Overdag C3 reactieketen – Extreem droge en warme gebieden • Als er voldoende vocht is, kunnen CAM planten overschakelen op C3 fotosynthese
Water opname door wortels
Mycorrhiza • Symbiose schimmel-plant • Verlenging haarwortels • Mycorrhiza leveren plant nutriënt en water, plant levert suikers aan schimmels
Bodemvocht en korrelgrootte
Nutrienten • C, H en O • N, P, K, Ca, Mg, S (eiwitten en nucleinezuren) • Na, Mn, Si, Fe, Zn, Cu, B en Mo (enzymen)
Minerale Elementen Element
Symbool
mg/kg
%
Relatief aantal atomen
Stikstof
N
15,000
1.5
1,000,000
Kalium
K
10,000
1
250,000
Calcium
Ca
5,000
0.5
125,000
Magnesium
Mg
2,000
0.2
80,000
Fosfor
P
2,000
0.2
60,000
Zwavel
S
1,000
0.1
30,000
Chloor
Cl
100
--
3,000
IJzer
Fe
100
--
2,000
Borium
B
20
--
2,000
Mangaan
Mn
50
--
1,000
Zink
Zn
20
--
300
Koper
Cu
6
--
100
Molybdeen
Mo
0.1
--
1
Nikkel
Ni
0.1
--
1
Nutriententransport naar plant • Diffusie • Water stroming • Wortel interceptie
Cation Exchange - how plants “mine” soils clay particle
opposite charges attract
Ca2+
Root Ca2+
Mg2+ Zn+
Ca2+
Cu2+ Mg2+
Mo2+
2+ H Fe3+ Ca Ca2+Ca2+ H +
+
hydrogen cation H secreted H Ca2+ Ca2+ root hair
+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
hydrogen cation replaces metal cation
+
Ca2+
released metal cation available for root uptake
metal cations move up xylem
Cation Exchange - how acid rain depletes soil H+ H+ H+
Root
H+
H+
H+
+ + H+ H H
H+ H+ H+ H+
+ H+ H
+ H+H
+
H2+ Ca H 2+ H CaH H 2+ H Mg H 2+ H Cu2+ hydrogen H H 2+ Ca H H 2+ 2+ MgH Mo H Cu 2+ 2+ 2+ Ca H MgH cations H H Mo2+H 2+ Mg Cu H +H Mo2+ Mg2+ H H replace the Zn 2+ 2+ Mg 2+ Mg H + 2+ Ca Cu H Zn 2+ metal H 2+ Fe+ 3+H3+Ca Mo Zn Ca H 2+ 2+ FeMg 3+ Ca2+ Mg cations Cu2+ + 2+ Fe 2+ Zn Mo Ca 2+ Ca Mg2+ 3+ Fe 2+ + released metal 2+ ZnMg Cu 2+ 2+ Mo Ca cations wash 2+ 3+ 2+ FeCa Mg into streams, root hair + ZnMg2+ 2+ 2+ Cu Ca rivers, and Long 3+ 2+ FeMo2+ Ca Mg2+ Island Sound + 2+ ZnMg 2+ 2+ Cu Ca 3+ 2+ FM + + H H+H+ H+ H +
+ +
+
+
+ + +
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+ +
roots have nothing left to mine!
Soil is left without metal cations! Fertilizers with micronutrients are needed.
H+
+
+
+
+
+
+
+
+
Stikstofkringloop
N2
Patronen 3 oorzaken ruimtelijke patronen • Verschillende combinaties geofactoren • Verstoring • Verspreiding
Algemeen • Gradient temperatuur – Koud-warm weinig-veel soorten
• Wind – Versnelt verdamping, aangepaste soorten
• Licht – Evenaar-polen • Groeiseizoen bij polen verkort door vorst, maar lange dagen in zomers compenseren dit deels.
Veranderingen Temporele patronen • Successie – Pioniersvegetatie ontwikkelt zich tot climax vegetatie
Pioniersvegetatie • • • • •
Meestal éénjarigen Snelle groei Klein Korte levensduur Productie van grote hoeveelheden zaad
Climax vegetatie • Eindstadium of volgroeid, gestabiliseerd systeem • Bestaat tot volgende verstoring • Soortensamenstelling niet geschikt als aanduiding • Constante biomassa betere aanduiding
Successie • Autogeen – Interne processen (vegetatieontwikkeling)
• Allogeen – Externe processen (storm, brand)
Primaire Successie • Successie op niet eerder begroeid substraat (duinen, lavastroom, massabeweging, etc)
Duinen • • • •
Grassen, wilgen, populieren Dennen Eiken Gemengd loofbos
• Beginstadium successie vaak gefrustreerd door zandbedekking door wind • Bodem – Kaal, extreem droog, grote temperatuurverschillen en nutrientenarm – Gesloten bos, vochtig en beperkte temperatuurschommeling, diepe humusrijke bodem
Secundaire Successie • Successie op plaats waar al eerder ecosysteem gevestigd was (verlaten akker, boskap, bosbrand, etc)
Verlaten landbouwgebieden • Toestand voor verlaten – Gewassen in rijen => één- en tweejarigen – Granen => meerjarigen en grassen – Begrazing => voorsprong onaantrekkelijke soorten – Recent geploegd => dennen
successie pionier > climax • • • • • • •
Biomassaproductie neemt af Totale biomassa neemt toe Organisch materiaal neemt toe Soortensamenstelling verandert steeds langzamer Soorten worden groter Soortendiversiteit neemt toe (en aan het eind iets af) Herstellend vermogen na verstoring neemt af (Resilience) • Weerstand tegen verstoring neemt toe (Resistance) • Omzettingssnelheid organische stof neemt toe • Grotere voorraad bodemnutriënten
Ecologische niche • Habitat van een organisme: – De plaats waar een soort voorkomt of – De plaats waar je een soort zou zoeken
Ecologische niche • De plaats die een soort inneemt in de multidimensionale variabelen-ruimte die door omgevingsvariabelen wordt gevormd • Andere weergave van de eisen die een soort stelt aan zijn omgeving.
Drie typen plantensoorten • Sterk in concurrentie • Sterk onder marginale omstandigheden (licht, water, nutrienten, zuurgraad, verontreiniging, etc)
• Bestand tegen verstoring
Indicatorsoorten • Als de ecologische niche van een bepaalde soort bekend is, levert de aanwezigheid van die soort informatie over het abiotisch milieu. • Bij smalle ecologische niche wordt de informatie over de omgevingsfactoren specifieker.
Indicatorsoorten Aanwezigheid van een indicatorsoort betekent dat omgevingsfactoren (gedeeltelijk) overeenkomen met ecologische niche van die soort. !! Afwezigheid van een soort betekent NIET per definitie het omgekeerde.
Vegetatiepatronen op hellingen
Somalie
Spanje
Niger
Vegetatiepatronen op hellingen Zuidoost Spanje
Klimaatdiagram Guadalentin
Vegetatie • Speelt grote rol bij processen aan het aardoppervlak • Heeft licht, CO2, water, nutrienten en plek nodig • Patronen • Successie • Indicatorsoorten
