Hydrobiologia Produktywnosc ekosystem

1
HydrobiologiaProduktywnosc ekosystemów wodnych
2
Poziomy troficzne w zbiorniku wodnym

• Organizmy autotroficzne - fitoplankton,
  makrofity, mikrofitobentos i epifity.
• Konsumentami I rzedu - zooplankton roslinozerny,
  bakterie i fauna denna roslinozerna.
• Konsumenci II rzedu - zooplankton miesozery i
  fauna denna miesozerna.
• Nastepny poziom konsumentów stanowia ryby
  planktonozerne oraz ryby zerujace na drobnej
  faunie dennej.
• Ostatnie ogniwo stanowia drapiezne ryby i inni
  drapieznicy.

3
Produkcja biologiczma

• Produkcja biologiczna w zbiorniku wodnym
  potocznie kojarzy sie z iloscia ryb, które mozna
  wylowic i skonsumowac. Aby jednak ten koncowy
  efekt mógl zaistniec musi przede wszystkim
  nastapic przetworzenie skladników nieorganicznych
  i energii promienistej w procesie fotosyntezy w
  materie organiczna.

4
Produkcja podstawowa lub pierwotna

• Przetworzenie skladników nieorganicznych i
  energii promienistej w procesie fotosyntezy w
  materie organiczna.
• Zmierzenie ilosci wytworzonych w tym procesie
  zwiazków organicznych wegla przez rosliny jest
  dosc proste, chociazby poprzez okreslenie ilosci
  zwiazanego podczas fotosyntezy dwutlenku wegla
  lub równowaznie wydzielonego tlenu

5
Produkcja wtórna

• wielkosc biomasy wyprodukowanej przez
  konsumentów.
• Do jej okreslenia stosuje sie odpowiednie
  przeliczenia.

6
Istota Produkcji biologicznej Przyrost materii
organicznej na danej przestrzeni w okreslonym
czasie

• Moze byc w ciagu dnia, miesiaca albo roku.
• W przypadku bentosu odniesienie do jednostki
  powierzchni (np. m2), a dla innych formacji
  ekologicznych do jednostki objetosci (np. m3).
  
• W procesie fotosyntezy wiazane jest jedynie 2
  energii swietlnej. Natomiast przy przejsciu na
  kazdy nastepny poziom troficzny starty siegaja
  90.
• Straty te zwiazane sa z metabolizmem, w którym
  oddychanie odgrywa podstawowa role

7
Ze wzgledu na procesy metaboliczne wyróznia sie
dwa rodzaje produkcji.

• Pierwsza z nich to produkcja ogólna (brutto),
  czyli ta ilosc energii, która zostaje ogólnie
  pobrana i przerobiona.
• Druga to produkcja czysta (netto), a wiec ilosc
  energii pobranej i przerobionej, czyli produkcja
  brutto zmniejszona o straty energii zwiazane z
  procesem oddychania oraz energie wydalona w
  postaci odchodów, moczu itp.

8
Produktywnosc zbiornika

• Wydajnosc biologiczna okreslona przez potencjal
  produkcyjny sprawnosc przyrostu biomasy.
• Produktywnosc jest efektem produkcyjnym danego
  zbiornika, mówi sie o duzej lub malej
  produktywnosci wybranych jezior, rzek lub mórz.
• Najczesciej ten potencjal produkcyjny wyrazony
  jest w postaci wielkosci produkcji pierwotnej, a
  to ze wzgledu na dosc duza latwosc pomiaru
  eksperymentalnego.
• Do tego celu sluzy kilka metod, z których
  najczesciej stosowane sa metody tlenowa i wegla
  radioaktywnego.

9
Metoda tlenowa I

• Metoda tlenowa zastosowana w latach dwudziestych
  do badan produkcji planktonu w morzach,
  przystosowana zostala w latach trzydziestych do
  badan w wodach slodkich. Polega ona na ekspozycji
  przez okreslony czas (np. dobe) na danej
  glebokosci dwóch butelek z woda pochodzaca z tej
  glebokosci. Jedna z butelek jest umieszczona w
  oslonie ciemnej (np. pomalowana czarna farba) -
  dlatego wlasnie pomiar ten czesto okreslany jest
  jako metoda jasnych i ciemnych butelek.

10
Metoda tlenowa II

• Metoda tlenowa polega ona na ekspozycji przez
  okreslony czas (np. dobe) na danej glebokosci
  dwóch butelek z woda pochodzaca z tej glebokosci.
  Jedna z butelek jest umieszczona w oslonie
  ciemnej (np. pomalowana czarna farba) - dlatego
  wlasnie pomiar ten czesto okreslany jest jako
  metoda jasnych i ciemnych butelek.
• Czulosc tej metody jest ograniczona. Stosowac ja
  mozna, gdy wielkosc produkcji wynosi powyzej 10
  mg C/m3.

11
Metoda wegla radioaktywnego C14 jest czulsza i
umozliwia dokladniejszy pomiar, tj. do 0,1 mg
C/m3 wody

• Po raz pierwszy zostala zastosowana w 1952 roku
  przez Dunczyka Steemanna-Nielsena w badaniach
  morskich, a potem znalazla powszechne
  zastosowanie takze w badaniach slodkowodnych.
  Polega ona na wprowadzaniu do butelek, sluzacych
  do ekspozycji, znakowanego kwasnego weglanu sodu.
  Weglan ten zostaje pobrany przez glony w trakcie
  fotosyntezy. Po ekspozycji zawartosc butelki
  przesacza sie i wylicza radioaktywnosc próby w
  liczniku Geigera

12
Produkcja pierwotna róznych typów wód (0,01-24 g
C/m2 na dobe).

• Róznice sa wiec bardzo duze
• Zaleza przede wszystkim
• od strefy klimatycznej,
• Zasobnosci wody w substancje mineralne.

13
Produkcja pierwotnaw zbiornikach sródladowych

• Jeziora oligotroficzne strefy umiarkowanej
  charakteryzuja sie niska produkcja wynoszaca
  okolo 100 mg C/m2 na dobe.
• Jeziora eutroficzne wykazuja produkcje pierwotna
  okolo 200-2000 mg C/m2 na dobe.
• Rzeki, ze wzgledu na warunki srodowiskowe
  (niestabilny biotop), daja znacznie mniejsze
  wartosci

14
Produkcja pierwotnaw oceanach

• W procesach produkcyjnych oceanów podstawowa role
  odgrywa fitoplankton stanowiacy ponad 90 zasobów
  pozywienia zwierzat morskich.
• Rejonizacja produkcji pierwotnej w oceanach jest
  bardzo zblizona do rozmieszczenia ilosciowego
  fitoplanktonu.
• Najbardziej produktywne rejony to te, gdzie
  najszybciej zachodzi odnawianie biogenów.
• Sa wiec to obszary przybrzeznego wynoszenia wód
  (upwelling) i dywergencji pradów.
• Dlatego tez obraz produkcji pierwotnej w oceanach
  odzwierciedla dwa typy strefowosci
  równoleznikowej i wzdluzkontynentalnej.

15
Produkcja pierwotna w oceanach I

• W Oceanie Atlantyckim znaczna wiekszosc wód
  odznacza sie umiarkowana produkcja pierwotna
  wynoszaca srednio 100-250 mg C/m2 na dobe.
  Zróznicowanie tej wartosci jest jednak dosc
  znaczne i waha sie od 0,02-0,03 g C/m2 na dobe w
  Morzu Sargassowym do 3-5 g C/m2 na dobe u
  wybrzezy Namibii.

16
Produkcja pierwotna w oceanach II

• W Oceanie Spokojnym wielkosc produkcji pierwotnej
  waha sie od kilkudziesieciu miligramów do 650
  mg wegla pod 1 m2 na dobe. Najmniejsza produkcja
  charakteryzuja sie rejony subtropikalne i
  tropikalne. Najwieksze wartosci produkcji,
  siegajace 500 mg C/m2 na dobe, notowane sa w
  pólnocnych wodach krainy borealnej, przy brzegach
  Kamczatki, Japonii i Alaski.

17
Produkcja pierwotna w oceanach III

• Najbardziej produktywny jest Ocean Indyjski,
  gdzie srednia wielkosc produkcji pierwotnej
  wynosi 222 mg C/m2 na dobe,
• Atlantyk - 190 mg C/m2 na dobe,
• Oceanu Spokojnego - 127 mg C/m2 na dobe.
• Globalna produkcja pierwotna wód jest o okolo 2,5
  raza mniejsza od produkcji szaty roslinnej na
  ladzie, mimo iz wody zajmuja 2/3 powierzchni kuli
  ziemskiej.