ΤΜΗΜΑ ΟΙΚΟΛΟΓΙΑΣ & ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΧΕΙΜΕΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ

Transcript

1 ΑΡΧΕΣ ΟΙΚΟΛΟΓΙΑΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 5 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΤΗΤΑ Δρ. Κώστας Ποϊραζίδης, Δασολόγος ΤΜΗΜΑ ΟΙΚΟΛΟΓΙΑΣ & ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΧΕΙΜΕΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ

2 ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΤΗΤΑ ΣΤΑ ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

3 Τί είναι το οικοσύστημα? Σύστημα = Ένα ενοποιημένο σύνολο αλληλεξαρτημένων αντικειμένων που αλληλεπιδρούν σε τακτική βάση Οικοσύστημα = ένα οικολογικό σύστημα

4 Οικοσύστημα Ένα σύστημα όπου οι πληθυσμοί των ειδών ομαδοποιούνται σε κοινότητες και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους αλλά και με το αβιοτικό περιβάλλον Το συνολικό βιοτικό και αβιοτικό περιεχόμενο ενός βιότοπου Η μικρότερη γεωγραφική μονάδα που μπορεί να οριστεί με συγκεκριμένα όρια = +

5 Ή, ΠΙΟ ΑΠΛΑ ένα οικοσύστημα αποτελείται από τους οργανισμούς και το φυσικό περιβάλλον σε μια προσδιορισμένη έκταση. ΜΕΓΕΘΟΣ: μικρό σε μέγιστο

6 ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΖΩΗΣ Επίπεδο οργάνωσης Οργανισμός Περιγραφή Ένα άτομο ενός είδους Πληθυσμός Ομάδα ατόμων ενός μόνο είδους σε συγκεκριμένη περιοχή Βιοκοινότητα Όλοι οι πληθυσμοί συγκεκριμένης περιοχής Οικοσύστημα Βιοκοινότητα και φυσικό περιβάλλον - αλληλεπιδράσεις Μεγαδιάπλαση Βιόσφαιρα Οικοσυστήματα παρόμοιων συνθηκών σε μεγάλες γεωγραφικές περιφέρειες Σύνολο βιοκοινοτήταν και μεγαδιαπλάσεων Οικόσφαιρα Γη Βιόσφαιρα και φυσικό περιβάλλον αλληλεπιδράσεις

7 Οικοσύστημα Πιθανά ερωτήματα εξετάσεων: 1.Τι είναι βιοκοινότητα και τι οικοσύστημα; Ποια η σχέση μεταξύ των δύο αυτών εννοιών; 2. Ιεραρχήστε κατά σειρά τάξης τις παρακάτω έννοιες: βιοκοινότητα, τοπίο, βιόσφαιρα, οικοπεριοχή, οικοσύστημα. Αναφέρατε ένα παράδειγμα για την κάθε έννοια.

8 Προβλήματα με την έννοια «οικοσύστημα» Δεν υπάρχει εσωτερική ομοιομορφία Δεν ορίζονται εύκολα τα όρια στο χώρο Πολύ σύνθετη έννοια για να αναλυθεί Περιλαμβάνει πολλούς απρόβλεπτους παράγοντες

9 Προβλήματα με την έννοια «οικοσύστημα»

10 Οικοσύστημα Οργάνωση ζωής σε επίπεδο οικοσυστήματος Οριοθέτηση οικοσυστήματος αυθαίρετη, αναλόγως ερευνητικού ενδιαφέροντος - φυσικά όρια, π.χ. ένα νησί. ολόκληρη βιόσφαιρα Ολόκληρη η γη Μία λίμνη ένα νησάκι μέσα στη λίμνη Ένας απλός νερόλακκος

11 ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΡΟΗ ΣΤΑ ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Όλοι οι οργανισμοί απαιτούν ενέργεια, για αύξηση, διατήρηση, αναπαραγωγή, μετακινήσεις κλπ. Επομένως, για όλους τους οργανισμούς πρέπει να υπάρχει: Μια πηγή ενέργειας Ένα χάσιμο της μη χρησιμοποιούμενης ενέργειας

12 ΤΥΠΟΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Ηλεκτομαγνητική ενέργεια Φωτεινή ενέργεια του ήλιου Χημική ενέργεια Η ενέργεια που βρίσκεται αποθηκευμένη στους δεσμούς των ιστών Κινητική ενέργεια (+ ενέργεια της βαρύτητας κλπ) Θερμική ενέργεια Απελευθερώνεται σε κάθε περίπτωση παραγωγής έργου

13 Μετασχηματισμοί της ενέργειας Πως η ηλιακή ενέργεια μετατρέπεται σε χημική ενέργεια; Πως αυτή η διαδικασία επηρεάζει τη ζωή όπως την ξέρουμε στη γη; Οι μετασχηματισμοί της ενέργειας από την ηλιακή ακτινοβολία σε χημική και κινητική ενέργεια και τελικά πίσω σε θερμότητα είναι ένα από τα παραδοσιακά χαρακτηριστικά της Οικοσυστημικής Οικολογίας.

14 Ένα οικοσύστημα έχει αβιοτικά και βιοτικά συστατικά: ΑΒΙΟΤΙΚΑ συστατικά: Η ηλιακή ενέργεια παρέχει πρακτικά όλη την ενέργεια για τα οικοσυστήματα. Ανόργανες πηγές, π.χ. θείο, φώσφορος έχουν την τάση να ανακυκλώνονται μέσα στα οικοσυστήματα.

15 ΒΙΟΤΙΚΑ συστατικά: Τα βιοτικά συστατικά ενός οικοσυστήματος μπορούν να ταξινομηθούν ανάλογα με το τύπο της ενεργειακής απόκτησης τους. Σε αυτό το τύπο της ταξινόμησης υπάρχουν: Αυτότροφοι (Autotrophs) και Ετερότροφοι (Ηeterotrophs)

16 Αυτότροφοι Αυτότροφοι καλούνται πρωταρχικοί παραγωγοί. Φωτοαυτότροφοι μετατρέπουν την ενέργεια από τον ήλιο και την αποθηκεύουν σε σύνθετες οργανικές ενώσεις (= πράσινα φυτά, πλακτόν, μερικά βακτήρια) ΦΩΣ Απλές ανόργανες πηγές Φωτοαυτότροφοι Σύνθετες οργανικές ενώσεις

17 Χημειο-αυτότροφοι (χημειο-συνθέτες) είναι βακτήρια Που οξειδώνουν απλές ανόργανες πηγές (κυρίως ενώσεις θείου και αζώτου) και παράγουν σύνθετες οργανικές ενώσεις Οξυγόνο Ανόργανες πηγές Χημειο-αυτότροφοι Σύνθετες Οργανικές ενώσεις

18 Αζωτοποιούχα βακτήρια στο έδαφος κάτω από τα πόδια μας

19 Ετερότροφοι Οι ετερότροφοι δεν μπορούν να παράγουν τη δική τους τροφή από τον ήλιο + τις ανόργανες πηγές. Απαιτούν ενέργεια αποθηκευμένη από πριν σε σύνθετα μόρια. θερμότητα Σύνθετες οργανικές ενώσεις Ετερότροφοι Απλές οργανικές ενώσεις (αυτό μπορεί να περιλαμβάνει πολλά στάδια, με αρκετά διαφορετικούς τύπους οργανισμών)

20 Οι Ετερότροφοι μπορούν να ταξινομηθούν σε: Καταναλωτές Αποδομητές

21 ΚΑΤΑΝΑΛΩΤΕΣ ΦΥΤΟΦΑΓΟΙ Ειδικές μορφές: Σποροφάγοι Φρουτοφάγοι ΣΑΡΚΟΦΑΓΟΙ ΠΑΜΦΑΓΟΙ ΣΑΠΡΟΦΑΓΟΙ

22 Aσπόνδυλα που τρέφονται με οργανικά υπολλείματα και νεκρούς οργανισμούς (τρίμματα) από όλα τα τροφικά επίπεδα

23 ΑΠΟΔΟΜΗΤΕΣ (DECOMPOSERS)

24 Οι αποσυνθετές εκμεταλλεύονται σύνθετες ενώσεις σε νεκρό πρωτόπλασμα (σαπροφυτικοί οργανισμοί) και τα αποσυνθέτουν (ανοργανοποιούν) σε απλά ανόργανα στοιχεία ξανά διαθέσιμα για τα φυτά.

25 Τα Βακτήρια και οι μύκητες είναι οι κύριες ομάδες των αποσυνθετών (Decomposers). Τα βακτήρια είναι οι κύριοι καταναλωτές στη ζωϊκή ύλη. Οι μύκητες τρέφονται κυρίως με φυτά, αν και τα βακτήρια είναι επίσης σημαντικά για την αποδόμηση μερικών φυτικών διαδικασιών.

26 Συστατικά οικοσυστήματος ΑΠΟΔΟΜΗΤΕΣ (DECOMPOSERS) Ανακύκλωση της ύλης (ανοργανοποίηση) Η γη κλειστό σύστημα από άποψη υλικών (ανοικτό από ενεργειακή άποψη ύψιστης σπουδαιότητας) προβλήματα που απορρέουν από την ανικανότητα αποδομητών ποσότητες αστικών λυμάτων πλαστικά

27

28 Ενεργειακή ροή Απλουστευμένα: θερμότητα Παραγωγοί Καταναλωτές Αποδομητές θερμότητα

29 Σχέσεις μεταξύ παραμέτρων

30 Σχέσεις μεταξύ παραμέτρων

31 Οικοσύστημα Πιθανά ερωτήματα εξετάσεων: Περιγράψτε τα βασικά συστατικά ενός οικοσυστήματος χρησιμοποιώντας ως παράδειγμα α) ένα απλό λιμναίο οικοσύστημα β) ένα απλό δασικό οικοσύστημα.

32 Συστατικά οικοσυστήματος Διαμορφώστε μερικά παραδείγματα απλών οικοσυστημάτων: Για λίμνη Για δάσος

33 Οργάνωση ζωής σε επίπεδο οικοσυστήματος Η εξέταση σε επίπεδο οικοσυστήματος και όχι απλά σε επίπεδο φυτών ή ζώων βασική για τη διαχείριση και τη διατήρηση του περιβάλλοντος

34 ΕΙΔΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΕΡΩΤΗΣΗ: Ποια από τα βασικά συνθετικά στοιχεία των οικοσυστημάτων είναι ζωτικής σημασίας για τη συνέχιση της ζωής;

35 Τροφικά στάδια Ακατέργαστη μάζα Βιομάζα Βιομάζα Βιομάζα Βιομάζα Νεκρομάζα

36 ΕΙΔΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Ατελή οικοσυστήματα: απουσία κάποιου συστατικού βιοτικού παράγοντα αβυσσαία συστήματα, βάθη ωκεανών: απουσία παραγωγών, καταναλωτές-αποδομητές, κατακρημνίσματα πόλη: παρουσία μόνον καταναλωτών ζωολογικός κήπος σπήλαια

37 Οι νόμοι της Θερμοδυναμικής Η ροή ενέργειας είναι μια διαδικασία μιας κατεύθυνσης ήλιος---> θερμότητα (ευρύ φάσμα ηλεκτομαγνητικών κυμάτων) Ο πρώτος νόμος της Θερμοδυναμικής: Η ενέργεια μπορεί να μετατραπεί από μια μορφή σε άλλη, αλλά δεν μπορεί να δημιουργηθεί ή να καταστραφεί.

38 Μορφές ενέργειας Σημαντικές μορφές ενέργειας για τη λειτουργία των οικοσυστημάτων: Φωτεινή ενέργεια (ηλιακή) σε μορφή φωτονίων που έρχονται μέσω της ηλιακής ακτινοβολίας Χημική ενέργεια που υπάρχει στους δεσμούς μεταξύ των ατόμων των μορίων. Θερμότητα συνήθως δηλώνει την απώλεια ενέργειας

39 Ο δεύτερος νόμος της Θερμοδυναμικής: Κατά την μετατροπή της ενέργειας από τη μία μορφή στην άλλη έχουμε πάντα απώλεια σε μορφή θερμότητας.

40 Στις ενεργειακές ανταλλαγές σε ένα κλειστό σύστημα, η δυνητική ενέργεια στο τελικό στάδιο θα είναι μικρότερη από αυτό του αρχικού σταδίου. ή Η εντροπία (ακαταστασία ακανονιστία) τείνει να αυξηθεί (εντροπία = ποσότητα μη διαθέσιμης ενέργειας σε ένα σύστημα) Σε κάθε κλειστό σύστημα η εντροπία τείνει να αυξάνει τα οικοσυστήματα χρειάζονται συνεχή εισροή ενέργειας για να λειτουργήσουν.

41 Παράδειγμα Οι μηχανές εσωτερικής καύσης στα αυτοκίνητα χρησιμοποιούν μόνο το 25% της χημικής ενέργειας σε κινητική ενέργεια. Το υπόλοιπο είτε δεν χρησιμοποιείται είτε χάνεται ως θερμότητα.

42 ΤΡΟΦΙΚΗ ΑΛΥΣΙΔΑ Τροφική αλυσσίδα (Food chain): απλό διάγραμμα ροής ενέργειας μεταξύ παραγωγών καταναλωτών Σαρκοφάγο Φυτοφάγο Παραγωγός

43 ΤΡΟΦΙΚΗ ΑΛΥΣΙΔΑ Απλή γραμμική μορφή: φυτά φυτοφάγα σαρκοφάγα αποδομητές Σε λιβάδι χορτάρι αρουραίοι νυφίτσες σκουλήκια & βακτήρια Στη θάλασσα: φυτοπλαγκτόν ζωοπλαγκτόν φάλαινες - βακτήρια Πιο πολύπλοκο: φυτά φυτοφάγα σαρκοφάγα (1) σαρκοφάγα (2) σαρκοφάγα (3) αποδομητές

44

45 ΤΡΟΦΙΚΗ ΑΛΥΣΙΔΑ Τροφική αλυσσίδα (Food chain): απλό διάγραμμα ροής ενέργειας μεταξύ παραγωγών καταναλωτών Τροφικό επίπεδο (trophic level): τμήμα τροφικής αλυσσίδας, όπου ανήκουν οργανισμοί με ίδιες ανάγκες, λειτουργικότητα & τρόπους διασφάλισης ενέργειας στο ίδιο τροφικό επίπεδο ανήκουν: 1. όλα τα φυτά (παραγωγοί) 2. όλα τα ζώα (μεγάλα ή μικρά, σπονδυλωτά ή μη) που τρώνε μόνο φυτά (φυτοφάγα) 3. όλα τα ζώα που τρώνε μόνο φυτοφάγα ζώα

46 Τροφικές αλυσίδες Τροφικά επίπεδα αριθμός βημάτων μεταφοράς ενέργειας από την αρχική της πηγή: 1. παραγωγοί 2. πρωτογενείς καταναλωτές = φυτοφάγοι 3. δευτερογενείς καταναλωτές = σαρκοφάγοι 4. τριτογενείς καταναλωτές = σαρκοφάγοι

47 Παραγωγοί Καταναλωτές φυτοφάγοι 1ο επίπεδο Σαρκοφάγοι 3ο επίπεδο Καταναλωτές σαρκοφάγοι 2ο επίπεδο

48

49

50 Στη φύση, τα πράγματα σπάνια είναι τόσο απλά όπως το χορτάρι, ο λαγός και το γεράκι, ή κάθε απλή γραμμική αλληλουχία των οργανισμών. Σαρκοφάγο Φυτοφάγο Παραγωγός

51 ΤΡΟΦΙΚΗ ΑΛΥΣΙΔΑ Κάποια ζώα δεν ανήκουν σε ένα μόνο τροφικό επίπεδο Μία αλεπού ανήκει στο επίπεδο του φυτοφάγου καταναλωτή (1ο επίπεδο) όταν τρέφεται με καρπούς-φρούτα και στο επίπεδο του σαρκοφάγου καταναλωτή (2ο επίπεδο) όταν τρέφεται με κοτόπουλα.. Τότε και η αλυσίδα γίνεται πλέγμα (πολλαπλές αλληλεπιδράσεις)

52 ΤΡΟΦΙΚΗ ΑΛΥΣΙΔΑ Τροφικό πλέγμα ή δίκτυο (food web, trophic structure): σύνολο τροφικών επιπέδων ενός οικοσυστήματος

53 Μεταφορά ενέργειας μέσω τροφής Από τους παραγωγούς, η ενέργεια περνά πλέον στους καταναλωτές Η μεταφορά γίνεται μέσω της τροφής Τροφικά δίκτυα και τροφικές πυραμίδες

54 ΤΡΟΦΙΚΕΣ ΠΥΡΑΜΙΔΕΣ Η αποτελεσματικότητα της μεταφοράς της ενέργειας ανάμεσα σε τροφικά επίπεδα μας δίνει μια τροφική πυραμίδα.

55 Τροφικές Πυραμίδες Εξαιτίας των νόμων της Θερμοδυναμικής, κάθε υψηλότερο επίπεδο πρέπει να είναι μικρότερο από τα χαμηλότερα επίπεδα, εξαιτίας της απώλειας ενέργειας ως θερμότητα (μέσω αναπνοής) μέσα σε κάθε επίπεδο. Ο αριθμός των τροφικών επιπέδων σε μια τροφική αλυσίδα περιορίζεται από την ενέργεια Σαρκοφάγα Φυτοφάγα Παραγωγοί

56 Πυραμίδες αριθμών Η πυραμίδα των αριθμών δείχνουν τον αριθμό των ατόμων σε κάθε τροφικό επίπεδο. Επειδή το μέγεθος των ατόμων μπορεί να διαφέρει έντονα και δε λαμβάνουν υπόψη το μέγεθος των οργανισμών, δεν μας λένε πολλά πράγματα για την ποσότητα της ενέργειας που μεταφέρεται μέσα στο οικοσύστημα. (σεγκόια φυτοπλανκτον) # σαρκοφάγων # φυτοφάγων # παραγωγών

57 Πυραμίδες βιομάζας (standing crop) Οι πυραμίδες βιομάζας υποδεικνύουν το πόσο βιομάζα είναι παρών σε κάθε τροφικό επίπεδο κάθε συγκεκριμένη χρονική στιγμή. Όπως και οι πυραμίδες αριθμών, μια πυραμίδα βιομάζας μπορεί να μην αντανακλά καλά τη ροή ενέργειας στο σύστημα, εξαιτίας των διαφορετικών μεγεθών και ρυθμών αύξησης των οργανισμών. Βιομάζα σαρκοφάγων Βιομάζα φυτοφάγων Βιομάζα παραγωγών (σε μια χρονική στιγμή)

58 Αναστροφή πυραμίδας Μια πυραμίδα Βιομάζας (ή αριθμών) μπορεί να αντιστραφεί, π.χ. Ένα υψηλότερο τροφικό επίδεδο να έχει περισσότερη βιομάζα από ένα χαμηλότερο. Αυτό μπορεί να συμβεί όταν στα χαμηλότερα επίπεδα έχουμε υψηλούς ρυθμούς ανανέωσης των πληθυσμών τους. Βιομάζα σαρκοφάγων Βιομάζα φυτοφάγων Βιομάζα παραγωγών (σε μια χρονική στιγμή)

59 Αναστροφή πυραμίδας Νόμος της αντίστροφης σχέσης μεγέθους μεταβολικού ρυθμού Κατάσταση διατηρείται αν τα φυτά παράγουν βιομάζα με ένα πολύ γρήγορο ρυθμό > από τη μέση ποσότητα υδατανθρακών που χρειάζονται οι καταναλωτές. Βιομάζα σαρκοφάγων Βιομάζα φυτοφάγων Βιομάζα παραγωγών (σε μια χρονική στιγμή)

60 Πυραμίδες βιομάζας (standing crop) Οι πυραμίδες βιομάζας χρήσιμες στη μέτρηση ενέργειας αποθηκευμένη σε κάθε τροφικό επίπεδο διαφορές μικρές Ενεργειακό περιεχόμενο ανά γραμμάριο ξηρού βάρους Φυτά = 4 χιλιοθερμίδες Ζώα = 5 χιλιοθερμίδες

61 Πυραμίδα ενέργειας Στις πυραμίδες ενέργειας υπολογίζονται τα ποσά της ενέργειας που χρησιμοποιούνται από τους οργανισμούς σε δεδομένο χώρο (π.χ. 1m 2 ) και για δεδομένη χρονική περίοδο (π.χ. ένας χρόνος).

62 Ανταλλαγές ενέργειας ανάμεσα στα τροφικά επίπεδα Πόση ενέργεια περνάει από το ένα τροφικό επίπεδο στο επόμενο; Πόσο αποτελεσματική είναι αυτή ανταλλαγή;

63 ΠΥΡΑΜΙΔΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 1 Kcal 3 0 επίπεδο καταναλωτών Κυρίως σαρκοφάγα και λίγα παμφάγα 10 Kcal 100 Kcal 2 ο επίπεδο καταναλωτών σαρκοφάγα & παμφάγα 1000 Kcal 1 ο επίπεδο καταναλωτών φυτοφάγα 10,000 Kcal Παραγωγοί: Πράσινα φυτά φτιάχνουν τη δική τους ενέργεια από το ηλιακό φως. Kcal: Χιλιοθερμίδα = ποσό θερμότητας για αύξηση 1 λίτρου νερού κατά 1 0 C.

64 1 Kcal 0.01% Λιγότερη διαθέσιμη ενέργεια λιγότερη βιομάζα 10 Kcal 0.1% 100 Kcal 1% 1000 Kcal 10% 10,000 Kcal 100%

65 Πλανκτοφάγα Ζωοπλανκτόν Φυτοπλανκτόν Άνθρωπος Ανώτεροι θηρευτές Ψαροφάγα 0.01 unit 0.1 unit 1 unit 10 units 100 units 1000 units Αποτελεσματικότητα ανταλλαγής 10%

66

67

68

69

70

71

72 Παραγωγοί πηγή ενέργειας κατανάλωση Περίσσια Τροφή Ομογενοποίηση Έκκριση Χώνευση & ομογενοποίηση Παραγωγή Αναπνοή Νεκρομάζα Αύξηση και αναπαραγωγή

73 Δάση καταναλωτές σαπρόφυτα παραγωγοί νεκρομάζα

74 Λιβάδια καταναλωτές σαπρόφυτα παραγωγοί νεκρομάζα

75 Πλανκτονικές κοινότητες καταναλωτές σαπρόφυτα παραγωγοί νεκρομάζα

76 Ποτάμια οικοσυστήματα καταναλωτές σαπρόφυτα παραγωγοί νεκρομάζα

77 Συνολική αποτελεσματικότητα καταναλωτών (οικολογική αποτελεσματικότητα) Αποτελεσματικότητα = παραγωγή / διαθέσιμη ενέργεια Η ενέργεια μεταφέρεται από το επίπεδο των παραγωγών στο επίπεδο των καταναλωτών Γενικά μικρές τιμές στα χερσαία οικοσυστήματα (10 20%) Περιορίζουν τα επίπεδα των καταναλωτών «αρχή του 10%»

78 ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ ΘΡΕΠΤΙΚΩΝ ΒΙΟΓΕΩΧΗΜΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ

79 ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ ΘΡΕΠΤΙΚΩΝ - ΒΙΟΓΕΩΧΗΜΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ Η ηλιακή ενέργεια που δεσμεύεται από τα φυτά, καταναλώνεται γρήγορα μέσα από τις τροφικές αλυσίδες και τελικά διαφεύγει από το σύστημα.

80 ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ ΘΡΕΠΤΙΚΩΝ - ΒΙΟΓΕΩΧΗΜΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ Αντίθετα, τα θρεπτικά τα οποία είναι αναγκαία για την παραγωγή της οργανικής ύλης, κυκλοφορούν μέσα στο σύστημα και ξαναχρησιμοποιούνται αρκετές φορές.

81 ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ ΘΡΕΠΤΙΚΩΝ - ΒΙΟΓΕΩΧΗΜΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ Αποσύνθεση απελευθέρωση θρεπτικών στο αβιοτικό περιβάλλον. Για τα στοιχεία διατηρείται μία δεξαμενή η ενέργεια αποβάλλεται Στο έδαφος η απελευθέρωση στοιχείων Μέσω των φυτών η είσοδος ενέργειας και θρεπτικών στο σύστημα

82 ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ ΘΡΕΠΤΙΚΩΝ - ΒΙΟΓΕΩΧΗΜΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ ΟΙ ΔΥΟ ΘΕΜΕΛΙΩΔΕΙΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΤΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ ΤΩΝ ΘΡΕΠΤΙΚΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΓΙΑ ΟΛΗ ΤΗ ΒΙΟΣΦΑΙΡΑ

83 ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ ΘΡΕΠΤΙΚΩΝ - ΒΙΟΓΕΩΧΗΜΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ Από τα 92 στοιχεία της φύσης τα είναι απαραίτητα για τη ζωή Μακροθρεπτικά = μεγάλες ανάγκες Υδρογόνο, άνθρακας, οξυγόνο, άζωτο = 95% του ξηρού βάρους της ζώσας ζωής Ατμόσφαιρα Κάλιο, θείο, φώσφορος έδαφος

84 ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ ΘΡΕΠΤΙΚΩΝ - ΒΙΟΓΕΩΧΗΜΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ Μικροθρεπτικά (σίδηρος, χαλκός, ψευδάργυρος, βόριο) Αποσάθρωση πετρωμάτων

85 ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ ΘΡΕΠΤΙΚΩΝ - ΒΙΟΓΕΩΧΗΜΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ C, O, H (ατμοσφαιρικά) N (75% της ατμόσφαιρας + αζωτοδέσμευση από μικροοργανισμούς) P, Ca, S, Mg, K, Na, Cl (κυρίως ιζηματογενείς κύκλοι) B, Si, V, Mn, Fe, Co, Zn, Mo, I (από αποσάθρωση πετρωμάτων - κυρίως ιζηματογενείς κύκλοι )

86 ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ ΘΡΕΠΤΙΚΩΝ - ΒΙΟΓΕΩΧΗΜΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ ΒΙΟΓΕΩΧΗΜΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ καθορίζουν τη διαθεσιμότητα θρεπτικών υλικών ποικίλες φάσεις: αέρια, ιζηματογενής, υδάτινη, βιολογική

87 ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ ΘΡΕΠΤΙΚΩΝ - ΒΙΟΓΕΩΧΗΜΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ ΒΙΟΓΕΩΧΗΜΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ Αέριοι κύκλοι μεγαλύτερη ικανότητα αυτορύθμισης ταχύτερη η ανακύκλωση Ιζηματογενείς κύκλοι διαταράσσονται εύκολα τοπικές διακυμάνσεις δεν αντιμετωπίζονται εύκολα πολύ αργή η αντικατάσταση στοιχείου που χάνεται στη δεξαμενή αποθήκευσης δεξαμενή αποθήκευσης ο φλοιός της γης εισέρχονται από τα πετρώματα, εξέρχονται ως ιζήματα

88 Ο ΚΥΚΛΟΣ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ

89 Ο ΚΥΚΛΟΣ ΤΟΥ ΑΝΘΡΑΚΑ

90 Ο ΚΥΚΛΟΣ ΤΟΥ ΑΝΘΡΑΚΑ

91 Ο ΚΥΚΛΟΣ ΤΟΥ ΑΖΩΤΟΥ

92 Ο ΚΥΚΛΟΣ ΤΟΥ ΑΖΩΤΟΥ

93 Ο ΚΥΚΛΟΣ ΤΟΥ ΦΩΣΦΟΡΟΥ

94 Ο ΚΥΚΛΟΣ ΤΟΥ ΦΩΣΦΟΡΟΥ

95 Ο ΚΥΚΛΟΣ ΤΟΥ ΘΕΙΟΥ

96 ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΤΗΤΑ

97 ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΤΗΤΑ Η ροή της ενέργειας και η κυκλοφορία των θρεπτικών είναι δύο ζωτικής σημασίας διαδικασίες Για την ανάπτυξη των οργανισμών και τη λειτουργία των οικοσυστημάτων.

98 ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΤΗΤΑ Σημαντικό ρόλο στο ρυθμό παραγωγής νέας οργανικής ύλης = ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΤΗΤΑ Παραγωγικότητα = ο ρυθμός παραγωγής βιομάζας και ιστάμενη μάζα = ποσότητα βιομάζας μια δεδομένη στιγμή

99 ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΤΗΤΑ Πρωτογενής παραγωγικότητα ΠΠ = φυτά Δευτερογενής παραγωγικότητα ΔΠ = ζώα

100 Πρωτογενής παραγωγικότητα Ενέργεια που αποθηκεύεται από τους παραγωγούς (φυτά) στη μονάδα του χώρου / στη μονάδα του χρόνου Μικτή πρωτογενής παραγωγικότητα ΜΠΠ = σύνολο Καθαρή πρωτογενής παραγωγικότητα ΚΠΠ ΚΠΠ = ΜΠΠ αναπνοή ΚΠΠ συνήθως εκφράζεται ως βιομάζα (g/m 2 /yr)

101 Κλίμα και παραγωγικότητα Σε παγκόσμια κλίμακα, το κλίμα είναι καλός τρόπος εκτίμησης της παραγωγικότητας Σε τοπικό επίπεδο είναι σημαντική και η κατάσταση του εδάφους.

102 Βροχόπτωση και παραγωγικότητα

103 Θερμοκρασία και παραγωγικότητα

104 Εξατμισοδιαπνοή και παραγωγικότητα Εξατμισοδιαπνοή = το ποσό του νερού που επιστρέφει στην ατμόσφαιρα

105

106 Παραγωγικότητα χερσαίων οικοσυστημάτων

107