Ekologie EKOLOGIE je biologická věda, která se zabývá vztahem organismů a jejich prostředí a vztahem organismů navzájem.
STSTÉM EKOLOGICKÝCH VĚD
obecná ekologie: zabývá se obecně platnými ekologickými principy. ekologie mikroorganismů, ekologie rostlin, ekologie živočichů, ekologie člověka: zabývají se vztahy mezi příslušnými organismy a prostředím. ekologie moře: vztahy mezi organismy a prostředím v mořích. ekologie lesa: vztahy mezi organismy a prostředím v lese. ekologie krajiny: souvislosti mezi částmi krajiny, změny v krajině (včetně důsledků činností člověka). ekologie globální: souvislosti a změny na celé planetě Zemi a jejich vliv na život.
Ekologie vychází z: biologie, meteorologie, klimatologie, geologie, geografie, fyziky, chemie, antropologie, lékařských věd (hygiena), ekonomiky, práva, historie, psychologie, technické vědy.
STUPNĚ INTEGRACE (SJEDNOCENÍ, SPOJENÍ) BIOTICKÝCH MATERIÁLŮ BIOTICKÉ MATERIÁLY (proteiny, nukleové kyseliny, lipidy...). BUŇKA. ORGANISMUS (INDIVIDUUM). POPULACE (DEMOS) = skupina jedinců TÉHOŽ DRUHU, žijících v určitém časovém intervalu a v určitém prostředí (BIOTOP = stanoviště). 5. SPOLEČENSTVO (CENÓZA) = soubor populací, mikrobiocenóza: mikroorganismy (baktérie...), fytocenóza: soubor rostlinných populací, zoocenóza: soubor živočišných populací, biocenóza: soubor všech populací. 6. EKOSYSTÉM = biocenóza se svým prostředím (jezero, rybník, moře, bažina, louka, les, tundra, městský park, pole...). 7. BIOSFÉRA = soubor ekosystémů, v moři - biohydrosféra, na pevninách biogeosféra. 1. 2. 3. 4.
ORGANISMY A PROSTŘEDÍ Každý organismus žije v určitém místě, v němž má vše, co potřebuje k životu (biotop = stanoviště). V prostředí působí na organismus: 1. ABIOTICKÉ FAKTORY: sluneční záření, teplota vzduchu, vítr, atmosférická vlhkost = KLIMA (podnebí). SUBSTRÁT: původní - sladká, teplá voda v praoceánu, současný - sladká, brakická (poloslaná), slaná voda, půda. JEDNÁ SE TEDY O FAKTORY KLIMATICKÉ, HYDRICKÉ, EDAFICKÉ.
2. BIOTICKÉ FAKTORY: ostatní živé organismy, vliv člověka, TEDY FAKTORY VNITRODRUHOVÉ, MEZIDRUHOVÉ, ANTROPOGENNÍ. Organismy a prostředí jsou v interakci, abiotické a biotické faktory působí na organismy současně. Soubor všech faktorů prostředí, které organismus využívá pro průběh svých životních funkcí (nároky na výživu, prostor, teplotu, vlhkost, světlo, pH, salinitu vody) = NIKA. Schopnost organismů snášet určité rozpětí libovolného faktoru = TOLERANCE (SNÁŠENLIVOST). Vzdálenost mezi minimem a maximem vyjadřuje EKOLOGICKOU VALENCI (EKOLOGICKÁ PŘIZPŮSOBIVOST) faktoru a jí je vymezena tolerance druhu. Druhy:
stenoekní: mají úzkou ekologickou valenci. euryekní: mají širokou ekologickou valenci.
stenotermní, eurytermní (teplota), stenohalinní, euryhalinní (salinita), stenofágní, euryfágní (potrava)... . Stenoekní druhy jsou vzácné, žijí na speciálních stanovištích a mívají menší plochu rozšíření = AREÁL.
Abiotické složky prostředí 1. Sluneční záření Na svrchní obal atmosféry dopadá stále během dne sluneční záření o průměrné hustotě 1,38 kJ.m-2.s-1 (-solární konstanta). Část záření se odrazí od mračen (33%) a od zemského povrchu. UV záření pohlcuje z velké části ozonosféra. Na zemský povrch na plochu kolmou ke slunečním paprskům dopadá asi 50% ze solární konstanty. Tato průměrná hodnota závisí na oblačnosti a čistotě ovzduší. Hory - vyšší hustota záření (kratší průchod atmosférou, čistší a řidší vzduch). Vlhké tropy - snížená hustota záření (větší obsah vodní páry ve vzduchu). Pouště - snížená hustota záření (zvýšený obsah prachu). Pro organismy má největší význam viditelné záření (vidění, fotosyntéza). Infračervené záření - z velké části pohlceno v atmosféře vodní párou a prachem a otepluje ovzduší, zbývající část dopadá na zemský povrch - pohlcena v tělech organismů, v půdě, ve vodě a je přeměněna v teplo. Pohybem Země dochází periodicky ke změnám v hustotě záření během dne a roku, což se projevuje v periodicitě životních projevů u rostlin a živočichů. Délka dne (fotoperioda) vyvolává například pohlavní aktivitu organismům hnízdění, tah ptáků, rozkvétání rostlin (rostliny dlouhodenní, krátkodenní). Teplota Pohlcené záření se mění v teplo, ohřívá těla organismů a jejich prostředí. Ptáci a savci: homoiotermní (řízená tělesná teplota). Ptáci: kolem 43oC, savci: kolem 37oC. V zimním období netopýři, ježci, sysli, křečci, plši a další upadají do zimního spánku, hibernují, snižují teplotu těla až na teplotu svého bezprostředního okolí (například jeskyně, nory apod.). Ostatní živočichové: poikilotermní (proměnlivá tělesná teplota), mění tělesnou teplotu v závislosti na teplotě svého okolí, při nepříznivé teplotě upadají do stavu strnulosti, během něhož se snižují všechny životní projevy, tzv. kviescence. Rostliny: organismy poikilotermní.
Na přímém slunci se přehřívají, vyšší rostliny snižují svou teplotu transpirací. Optimální teplota pro organismy: 15-30oC. Vodní organismy na teplotu citlivější než suchozemské (koráli). Druhy: studenomilné (psychrofilní) - arktičtí ptáci a savci (tučňáci), dřeviny východní Sibiře (až -70oC). Druhy: kryofilní (žijí trvale na sněhu a ledovcích) řasy, chvostoskoci. Druhy: teplomilné (termofilní) - suché teplo - polopouště, vlhké teplo tropické pralesy. Energetika biosféry Záření vysílané Sluncem: 1. Sluneční záření: krátkovlnná E, symbol: Qc 1. ultrafialové záření 280-348 nm 2. viditelné světlo 380-780 nm 3. infračervené záření 780-3000 nm 2. Tepelné záření: dlouhovlnná E, symbol: Ql delší složka infračerveného záření 3000 - 100 000 nm Celková bilance záření: Q = Qc + Ql
G...globální záření, S...přímé sluneční záření, D...rozptýlené sluneční záření (radiace oblohy), aS...sluneční záření odražené od povrchu, A...atmosférické tepelné záření, anA...tepelné záření z atmosféry odražené od povrchu, T...tepelné záření Země. Qc = G - aS - aD Qc = S + D - a.(S + D) Ql = A - anA -T Ve dne nejčastěji: Q > 0, vždy v noci: Q < 0, během celého dne nebo celého roku: Q > 0. Závěr: Atmosféra chladne, povrch země se otepluje, život nemožný! Skutečnost: Klima dlouhé období relativně stálé! Proč? Symbol K - stoupání teplého vzduchu, nahrazování studeným, vzniká vítr. Symbol V - odpařování vody, kondenzace, déšť. Symbol B - absorpce tepla substrátem. Symbol PNB - fotosyntéza. Platí vztah: Q + V + K + B + PNB = 0
2. Atmosféra Z plynů největší význam: KYSLÍK (dýchání), OXID UHLIČITÝ (fotosyntéza), méně DUSÍK
(Azotobacter, Rhizobium). Kyslík tvoří asi 21% vzduchu, vznikl činností - fotosyntéza - sinic a zelených řas. Kyslík ze vzduchu proniká do půdy a vody (dýchání vodních organismů). Oxid uhličitý tvoří asi 0,035% vzduchu. Jeho koncentrace v atmosféře vlivem spalování fosilních paliv stoupá. Je rozpuštěn rovněž ve vodě. Dusík tvoří asi 78% vzduchu. Většina organismů ho neumí využít. Ve vzduchu dále obsažen argon (asi 1%), vodní páry, pevné částice (např. pyl, výtrusy, cysty, mikroorganismy, krystalky solí nad mořskou hladinou...), kapky vody. Atmosféru tvoří TROPOSFÉRA (8 - 18 km) - zde se "vytváří" počasí, STRATOSFÉRA (20 50 km), jejíž součástí je OZONOSFÉRA (24 km). Ozonosféra pohlcuje podstatnou část UV záření. Bez ní by nedošlo k přechodu života z moře na souš. Znečišťování ovzduší lidskou činností -EMISE (vypouštění plynných, kapalných, pevných odpadních látek, tepla, hluku, radioaktivních látek). LÁTKY:
jednoduché plynné anorganické sloučeniny (oxid siřičitý, dusnatý, dusičitý, uhelnatý, uhličitý, chlorovodík, fluorovodík). organické sloučeniny (uhlovodíky, halogenderiváty organických sloučenin - freony, PCB - polychlorované bifenyly). látky s obsahem radionuklidů (pokusy s jadernými zbraněmi, havárie jaderných zařízení: nuklidy: 131I, 137Cs, 134Cs, 90Sr...). látky obsahující těžké kovy. látky biologického původu s toxickými účinky.
Kyselý déšť spalovací procesy: 1. SO2 --O2--> SO3 + H2O -----> H2SO4 (déšť, sníh, námraza) 2. NOx -----> HNO3 Opatření: 1. odsiřovací technologie tepelných elektráren (SO2 + Ca(OH)2 -----> CaSO3 -----> CaSO4) 2. ostraňování NOx přidává se NH3, pak průchod vrstvou katalyzátoru (oxidy Ti, Fe, aktivní C), při teplotě 300 - 400oC -----> N2 + H2O Důsledky kyselých dešťů: 1. podporuje korozi. 2. ničí vegetaci (jehličnany...). 3. ohrožuje lidské zdraví (zánět průdušek, rozedma plic, selhání srdeční činnosti).
VZNIK SMOGU Typy: 1. fotochemický smog los angelského typu Podmínky pro vznik: zvýšená koncentrace výfukových a jiných plynů (NO x, nenasycené uhlovodíky - R), slabé proudění vzduchu, nízká vlhkost vzduchu, teplota 25 - 30oC, intenzivní sluneční záření. NO2 --slun. zář.--> NO + O O + O2 -----> O3 (v přízemní vrstvě škodlivý) NO2 + O + R ==O3==> R-C00-0-NO2 (peroxyacylnitráty, např. jedovatý peroxyacetylnitrát: CH3-C00-0-NO2 (PAN)) 2. smog londýnského typu (u nás obvyklejší!) obsahuje: pevné částice, kapičky H2SO4, plynný SO2, vyznačuje se hustou mlhou, vzniká v zimním období, největší koncentrace dosahuje ráno a při teplotě 0 - 5oC. FREONY A OZONOSFÉRA 1. chladiva 2. aerosolové přípravky o vypuzují náplň o rozprašují do kapiček Např.: freon 11: trichlorfluormethan CCl3F, freon 12: dichlordifluormethan CCl2F2 Freonový kód:
C - 1 = 0 se neuvádí H+1=1 F=1
V atmosféře působí na freony UV záření, štěpí je, fragmenty rozkládají ozón. Množství ozónu není velké. Za tlaku 100 kPa (při zemském povrchu) by měla ozonosféra tloušťku 3 mm. Reakce: 1. O2 -----> O + O O2 + O -----> O3 2. CF2Cl2 -----> .CF2Cl + Cl. (radikál) Cl. + O3 -----> O2 + ClO ClO + O -----> O2 + Cl. 1 atom Cl rozloží 100 000 molekul O3. Důsledky: lidé: poškození zraku, rakovina kůže, snižuje výnosy plodin, ohrožuje živočichy, ohrožuje fytoplankton (hlavní producent kyslíku), roste koroze povrchů.
SKLENÍKOVÝ EFEKT CO2, freony, CH4 způsobují, že atmosféra působí jako střecha skleníku, tzn., že zachycuje část sluneční energie odražené zemským povrchem, která by byla vyzářena do vesmírného prostoru. Důsledek: zvyšování průměrné teploty na Zemi (následky: tání ledovců, zatopení pobřežních oblastí, rozšiřování pouští). MIKROKLIMA OBYTNÝCH PROSTOR
z horninového podloží stoupá do bytů RADON (rakovina plic). z vnitřního zařízení se uvolňuje např. HCHO (formaldehyd) např. z nábytku. z údržby bytu - rozpouštědla (benzín, aceton) kouření tabáku o alkaloid NIKOTIN (z 1 cigarety kuřák vstřebá 1-2 mg, smrtelná dávka pro člověka: 50-60 mg.). o oxid uhelnatý (pevná vazba na Fe hemoglobinu erytrocytů) o karcinogenní látky - PAU - polycyklické aromatické uhlovodíky
(benzo(a)pyren)
.
3. Hydrosféra Život ve vodním prostředí je hlavně limitován obsahem ve vodě rozpuštěného kyslíku, oxid uhličitý se zde vyskytuje vždy v dostatečném množství. Hustota slunečního záření je mnohem nižší než ve vzduchu. Část záření se odrazí od hladiny a od pevných částic rozptýlených ve vodě, část záření je pohlceno a přeměněno v teplo, takže pouze horní vrstvy vody jsou dobře prokysličeny a ohřáty. Žije zde větší část organismů, hlavně sinice a řasy. Ve spodních vrstvách vody je nízká hustota záření, nižší teplota a obsah kyslíku, organismů je zde málo. Limitujícím faktorem života v oceánech a mořích je také SALINITA (slanost) vody. Znečišťování vody: Voda (podle původu):
přírodní (atmosférická, povrchová, podzemní) odpadní
Složení přírodní vody: plyny, anorganické a organické látky, KYSLÍK (pro samočištění povrchových vod, pro vodní živočichy - např. kapr: 2 mg/l, pstruh: 5 mg/l), OXID UHLIČITÝ: 1% reaguje s vodou (H2O + CO2 -----> H2CO3) ovlivňuje příznivě chuť vody, N2, H2S, CH4, Ca2+, Mg2+, K+, Na+, HCO3-, SO42-, Cl-, NO3-, NO2-, fosfáty. Látky znečišťující vody Sloučeniny Hg, Pb, As, Cd, Zn, Al, Ni, Mn, Se, Mo..., kyanidy CN-, dusitany NO2-, splachem
z polí - NO3-, fosfáty, důsledkem dusičnanů a fosfátů ve vodě je nadměrný rozvoj řas a sinic a z toho vyplývá: ucpávání vodárenských filtrů, pronikání mikroorganismů do upravené vody, vznik toxických sloučenin (produkty metabolismu sinic), pak je znemožněno rekreační využití vody ("vodní květ" - záněty kůže, vyrážky). Organické látky: fenoly. PITNÁ VODA: NO3- - mezní hodnota: 50 mg/l DOBRÁ VODA: NO3-: 0,4 mg/l norma pro kojence: 15 mg/l (Nezapomeň, že NO3- se váže na FeII hemoglobinu erytrocytů a vzniká methemoglobin, železo s oxidačním číslem II přechází na III, znemožněna vazba O2, pozor tedy na pitnou vodu a rychlenou zeleninu s velkým obsahem dusičnanů). ODPADNÍ VODY
průmyslové splaškové
obsahují: TENZIDY (prací prostředky) - způsobují silné pěnění, zpomalují průnik O2 do vody, ve vyšších koncentracích působí toxicky na vodní organismy. Fenoly, oleje, úniky ROPNÝCH LÁTEK.
4. Pedosféra Spolu s litosférou (horniny a nerosty) je základním zdrojem anorganických látek nutných pro život rostlin i živočichů. Půda představuje systém anorganických látek tvořených zvětráváním geologického substrátu (horniny), dále vody, vzduchu, živých i mrtvých organismů a jejich rozkladných produktů. Z fyzikálních vlastností je důležitá PÓROVITOST. V půdních pórech se udržuje vzduch nebo voda. Důležitou složkou půdy je HUMUS. Jsou to zbytky rostlinných a živočišných těl v různém stupni rozkladu. Humus v půdě zadržuje srážkovou vodu, zmenšuje kolísání teploty a vlhkosti v půdě, ovlivňuje reakci půdních roztoků (pH), je zdrojem potravy půdních živočichů. EDAFON (půdní společenstvo) tvoří mikroorganismy (aktinomycety, další půdní bakterie, řasy, houby, prvoci), chvostoskoci, různý hmyz, jeho larvy, žížaly, hraboši, krtci. Znečišťování půd Látky poškozující půdu
SO2 -----> kyselé deště (pH < 4,6) -----> okyselování půd. Z toho vyplývá: špatný příjem Ca, vyšší příjem těžkých kovů, zpomalování humifikace a mineralizace, ubývá heterotrofních bakterií, narušení mykorrhizy (např. řepa cukrovka vyžaduje pH: 6,8 7,5). těžké kovy z nekvalitních hnojiv, z popílku (As, Cd, Cr, Pb, Ni...). PAU - spalování fosilních paliv, výroba koksu, spalování odpadů. PCB - polychlorované bifenyly, obsaženy např. v nátěrových látkách, zjištěny v potravinách. pesticidy - hubení škůdců, insekticid: DDT 2,2-bis-(4-chlorfenyl)-1,1,1-trichlorethan, zakázán, jeho zbytky jsou v potravních řetězcích, herbicidy, fungicidy.
POPULACE - demos je soubor jedinců téhož druhu, kteří žijí v určitém časovém intervalu v určitém prostředí. Je to soubor všech jedinců: dospělců, larev, vajíček, spor apod. Soubor všech populací příslušného druhu zaujímá oblast rozšíření druhu - areál.
Charakteristika populace: 1. DISPERZE - rozmístění jedinců v prostoru populace 2. DENZITA - hustota - populace - počet jedinců na jednotce plochy nebo objemu (počet střevlíků na 1 m2 povrchu půdy, množství zooplanktonu na 1 litr vody) - hmotnost jedinců (BIOMASA) na jednotce plochy nebo objemu 3. NATALITA - množivost počet nových jedinců za jednotku času 4. MORTALITA - úmrtnost počet uhynulých jedinců za jednotku času 5. MOBILITA - pohyblivost pohyb jedinců v prostoru populace (VNITŘNÍ MIGRACE) pohyb jedinců mimo uvažovanou plochu populace (VYSTĚHOVÁNÍ - EMIGRACE) pohyb z okolí na plochu populace (PŘISTĚHOVÁNÍ - IMIGRACE) Šíření populace o aktivně - větší živočichové o pasivně - menší živočichové, rostliny, mikroorganismy (větrem, vodními proudy, jinými živočichy, člověkem) 6. STRUKTURA POPULACE 1. poměr pohlaví - nemusí být 1:1 (např. partenogeneze) 2. věková struktura 7. RŮST POPULACE (zvětšování počtu jedinců) souvisí s natalitou a mortalitou 8. KOLÍSÁNÍ POČETNOSTI 0. v průběhu jednoho roku (OSCILACE) jaro: hustota populace nízká, narůstání do podzimu, klesání přes zimu. 1. v průběhu více let (FLUKTUACE) Organismy suchých stanovišť - suchomilné (XEROFILNÍ) druhy. Organismy vlhkých stanovišť - vlhkomilné (HYGROFILNÍ) druhy. Maximální možný počet vajíček, mláďat nebo semen, který může populace vyprodukovat za určitou dobu, označujeme jako BIOTICKÝ POTENCIÁL. Snižování počtu jedinců v populaci rostlin následkem vnitrodruhové konkurence se označuje jako SAMOZŘEĎOVÁNÍ POPULACE. Příkladem vnitrodruhové konkurence u živočichů je vytváření hájených území (TERITORIÍ) zejména v období rozmnožování.
Vztahy mezi populacemi různých druhů název vztahu
populace populace A B
poznámka
NEUTRALISMUS
0
0
(jsou na sobě nezávislé)
PROTOKOOPERACE
+
+
(nejvolnější případy kladných vztahů: hnízdění různých ptáků na jednom místě úspěšnější obrana)
ALIANCE
+
+
(dočasné sdružování jedinců různých druhů - zlepšená obrana před nebezpečím - jedni dobrý zrak, druzí dobrý čich pštrosi a zebry, žirafy a sloni, ptáci a kopytníci)
KOMENZALISMUS
+
0
(hyeny, šakali, supi - velké šelmy)
MUTUALISMUS SYMBIÓZA
+
+
(trvalá, nezbytná vazba: hlízkovité bakterie a kořeny bobovitých rostlin, rostliny a opylovači, sasanka a rak poustevníček, mšice a mravenci, mykorrhiza, lichenismus)
AMENZALISMUS
-
0
(sinice produkující toxiny a ryby, obojživelníci, savci)
KOMPETICE KONKURENCE
-
-
(dospělci chrousta a housenky obaleče dubového, rak behenní vytlačí raka říčního, veverka popelavá vytlačí veverku obecnou)
PREDACE
+
-
(dravec a kořist)
PARAZITISMUS
+
-
(parazit a hostitel)
HYPERPARAZITISMUS
+
-
(parazit a parazit)
Společenstvo - CENÓZA je soubor populací různých druhů mikroorganismů, rostlin a živočichů, kteří jsou vzájemně spjati složitými vztahy. Je to BIOCENÓZA žijící na určitém BIOTOPU (stanovišti). Společenstva mohou být různě velká, od nejmenších souborů organismů žijících na zahnívajícím pařezu až po rozsáhlá společenstva tropických deštných lesů nebo savan. Příkladem půdní biocenózy je EDAFON. Společenstva vodního prostředí jsou např. PLANKTON a BENTOS. První tvoří soubor organismů vznášejících se ve vodě, druhý osídluje dno. U suchozemských biocenóz jsou hranice nejčastěji vymezeny rozsahem vegetace, např. lesní biocenózy určuje okraj lesa. U vodních biocenóz jsou hranice vymezeny břehy rybníka nebo nádrže. Společenstva mohou mít různý počet druhů, což závisí také na podmínkách biotopu, např. na množství živin nebo potravy. Druhově velmi bohaté jsou např. tropické deštné lesy (1 ha - např. přes 100 druhů stromů). Druhově bohatá jsou také
společenstva vznikající na přechodu jedné biocenózy do druhé. Jsou to tzv. LEMOVÁ SPOLEČENSTVA, která s abiotickým prostředím tvoří EKOTONY. Např. ekoton mezi loukou a lesem. Zde se vyskytují druhy lesní, luční i specifické druhy lemové.
Struktura společenstva je dána prostorovým rozmístěním jednotlivých populací v biotopu. Společenstva vykazují VERTIKÁLNÍ (svislé) rozvrstvení do jednotlivých pater (tzv. STRATIFIKACE SPOLEČENSTVA). V lese např. rozlišujeme stromové, keřové, bylinné a přízemní patro, v půdě pak kořenová patra. V každém patru žijí specifické skupiny živočichů. Ve směru HORIZONTÁLNÍM (vodorovném) jsou jednotlivé populace různě rozmístěny po ploše společenstva a podmiňují jeho HORIZONTÁLNÍ strukturu, např. okraj lesa má jinou strukturu než střed.
Vzájemné vztahy mezi populacemi (interakce): 1. přímé - KORELACE (jeden druh přímo ovlivňuje jiný druh, např. dravec a kořist nebo cizopasník a hostitel). 2. nepřímé - INTERRELACE (jeden druh ovlivňuje jiný druh prostřednictvím třetího, např. ryby ovlivňují rozvoj fytoplanktonu požíráním některých druhů zooplanktonu, které se fytoplanktonem živí). Cenóza vázána na určité prostředí - CENOTOP, např. cenóza střevních bakterií, prvoků cenotop: trávící soustava živočichů. Cenózy: 1. ustálené - složením se podstatně nemění v časovém intervalu (společenstva lesů, travnatých porostů, moří, řek...) 2. proměnlivé - složením se pomalu nebo rychle mění (obnovování lesního společenstva po požáru) Každá biocenóza se mění během dlouhého období, trvajícího často mnoho až tisíce let. Společenstvo se mění od strukturně jednoduchého s jedním patrem a malým počtem druhů ve společenstvo strukturně složité, které má větší počet pater a větší počet druhů i vzájemných mezidruhových vztahů. Tento vývoj společenstva se nazývá EKOLOGICKÁ SUKCESE. 1. primární - probíhá na obnažené skále, na vychladlé lávě... směřují nejvíce k biocenóze lesa. 2. sekundární - probíhá v pokáceném a spáleném lese, na opuštěném poli. Konečné stádium vývoje biocenózy - KLIMAX (lesní biocenóza).
EKOSYSTÉMY Základní funkční jednotka v přírodě je EKOSYSTÉM. Je to ekologický systém, v němž jsou ve vzájemných vztazích všechny živé složky se souborem fyzikálních a chemických faktorů, které vytvářejí prostředí těchto organismů. Je to otevřený systém, poněvadž do něho stále přicházejí toky energie slunečního záření, dále voda dešťovými srážkami a různé anorganické
látky z ovzduší, půdy i vody. Naproti tomu vznikají v ekosystému určité ztráty energie především vyzařováním, přeměnou skupenství, přenosem v důsledku turbulencevzduchu a vody, biochemickými procesy (zvláště respirací) apod. Ekosystém může mít různý rozměr. Největší a nejúplnější ekosystém je biosféra Země. Další ekosystémy: tropický deštný prales, rašeliniště, jezero, louka i umělý výtvor člověka, např. pole, městský park (sad), město, výsypka, halda... .
Složky ekosystému 1. EKOTOP (biotop) - prostředí jako soubor všech abiotických faktorů (sluneční energie a všechny fyzikální a chemické vlastnosti ovzduší, vody a půdu). 2. PRODUCENTI - autotrofní organismy, tvoří organické látky z látek anorganických v procesech fotosyntézy zelených rostlin. 3. KONZUMENTI - heterotrofní organismy, konzumenti I. řádu - býložravci, konzumenti II. řádu - masožravci... . 4. DESTRUENTI (REDUCENTI) - rozkládači (dekompozitoři), heterotrofní mikrokonzumenti, živí se mrtvou organickou hmotou v různém stupni rozkladu. Baktérie, plísně, houby, organické látky postupně přecházejí na anorganické. ZÁKLADNÍ FUNKČNÍ VLASTNOSTÍ EKOSYSTÉMU JE KOLOBĚH LÁTEK A JEDNOSMĚRNÝ TOK ENERGIE. Přenos látek a energie v ekosystému se uskutečňuje v POTRAVNÍCH (TROFICKÝCH) ŘETĚZCÍCH. Potravní řetězec je přenos látek a energie z rostliny sérií organismů konzumujících a konzumovaných. Počet článků v potravním řetězci je obvykle 4 - 5. Existují při typy potravních řetězců: 1. DRAVCŮ: vojtěška-hraboš-káně; řasy, perloočky, nedravé ryby, dravé ryby, člověk. 2. PARAZITŮ: člověk-Glossina palpalis-Trypanosoma gambiense; člověk-AnophelesPlasmodium malariae. 3. SAPROFYTŮ: rozklad uhynulých organismů-baktérie, houby, žížaly, hrobaříci, supi, šakali, hyeny... . Jednotlivé potravní úrovně (organismy, které získávají potravu ve stejném potravním článku) lze hodnotit kvantitativně a graficky znázornit EKOLOGICKOU PYRAMIDU (početnosti, biomasy, energie).
EKOLOGICKÉ (POTRAVNÍ, TROFICKÉ) PYRAMIDY
BIOGEOCHEMICKÉ CYKLY Chemické látky cirkulují mezi živými a neživými složkami ekosystému, stávají se součástí koloběhů látek, které nazýváme BIOGEOCHEMICKÉ CYKLY. K biogeochemickým cyklům patří: cykly C, O, H2O, N, P, S... i Pb, As, Hg, Cd (nebezpečné, znečišťování prostředí). Např.: tetraethylolovo - olovnatý benzín, lze použít jiné antidetonátory: terc. butylmethylether - bezolovnatý benzín (CH3)3C-O-CH3.
HOMEOSTÁZE EKOSYSTÉMU homeostáze: stabilita, úzce souvisí s potravní sítí (propojení potravních řetězců). Např.: populace predátora potravně vázána na populaci jediného druhu kořisti.
Tento ekosystém je velmi labilní. Malá početnost predátora-přemnožení kořisti-velká početnost predátora-vyhubení kořisti-zánik predátora. V jiném ekosystému bude populace predátora potravně vázána na populace dvou druhů kořisti.
Ekosystém je stabilnější. Při nedostatku jedné kořisti, loví druhou v té době hojnější, první kořist se UVOLNÍ Z PREDAČNÍHO TLAKU a její početnost vzroste. Čím bohatší a rozmanitější je potravní síť, tím je stabilnější ekosystém. Bohatost a rozmanitost potravní sítě je určena druhovou pestrostí (DIVERZITA) biocenózy. INTRODUKCE - záměrné nebo neúmyslné zavlečení druhů organismů člověkem do oblastí, kde nežili. Např.: zavlečení krys, koček, králíkům psů, v novém prostředí se stávají vážnou hrozbou pro místní flóru a faunu (např. králík v Austrálii). Rozsáhlé ekologické systémy jsou BIOMY, např.: tropické deštné lesy, stepi (pusta prérie, pampa), pouště, listnaté lesy mírného pásma, tajga, tundra.
BIOSFÉRA A ČLOVĚK Růst lidské populace - nutné zabezpečit výživu (kácení lesů, odvodňování mokrých luk a močálů, proměna lesů na pole a pastviny). Kácení tropických deštných lesů - následky: změny klimatu Země. Regulace vodních toků. Výstavba měst. Intenzivní lov - velryby, kožešinové druhy. Introdukce. Znečišťování ovzduší (prach, SO2, NOx, CO, slouč. Pb, freony, CO2). Znečišťování půdy (zvyšování acidity půdy, změny v edafonu, přehnojování, těžké kovy). Znečišťování sladkých vod (městské a odpadní vody, ze zemědělství, potravinářského průmyslu, průmyslových závodů). Znečišťování moře (vrty ropy, doprava, vyvážení odpadů, např. jedy, radioaktivní látky, voda z průmyslových závodů, havárie tankerů). Radioaktivní látky, voda z průmyslových závodů, havárie tankerů). Radioaktivní zamoření (pokusy s atomovými zbraněmi, atomové elektrárny). Pesticidy (herbicidy, fungicidy, insekticidy...). ANTROPOCENÓZA: společenstvo lidí, potkanů, myší, plevelů molů, vlaštovek... .
OCHRANA PŘÍRODNÍHO PROSTŘEDÍ Zákon České národní rady ze dne 19. února 1992 o ochraně přírody a krajiny (sbírka zákonů č. 114/1992).
Národní parky: ŠUMAVA, PODYJÍ, KRKONOŠSKÝ NÁRODNÍ PARK. Chráněné krajinné oblasti: Beskydy, Bílé Karpaty, Blaník, Blanský les, Broumovsko, České Středohoří, Český kras, Český ráj, Jeseníky, Jizerské hory, Kokořínsko, Křivoklátsko, Labské pískovce, Litovelské Pomoraví, Lužické hory, Moravský kras, Orlické hory, Pálava, Poodří, Slavkovský les, Šumava, Třeboňsko, Žďárské vrchy, Železné hory. Státní přírodní rezervace: Boubínský prales, Lednické rybníky... Chráněné naleziště: Barrandovy jámy, Zábřežské louky... Chráněná studijní plocha Chráněný přírodní výtvor nebo památka: Čedičová Panská skála u České
Kamenice... Chráněný park nebo zahrada: Průhonický park... Chráněné druhy rostlin a živočichů
