Dział
Ekologia lasu
Ilość znalezionych haseł: 458
(Ekologia lasu, podstawowe zasady, prawa i teorie ekologiczne), [gr. oíkos = dom, domostwo + lógos = nauka], zasada biocenotyczna mówiąca, że pleocen jest układem przyrodniczym znajdującym się stanie równowagi dynamicznej. Oznacza to, że istnieje wzajemne dopasowanie składników biologicznych ekosystemu i ich adaptacji do przeciętnych warunków środowiska. Równowaga ekologiczna jest utrzymywana dzięki odpowiedniej organizacji pleocenu. Mechanizmy regulujące służą układowi jako całości, a nie jego pojedynczym elementom. Dzięki ich istnieniu zostaje zabezpieczone trwanie pleocenu w czasie. W wypadku naruszenia mechanizmów regulacyjnych następuje załamanie równowagi biocenotycznej, pleocen rozpada się, a na jego miejsce powstaje nowy, dostosowany do aktualnie panujących warunków.
Zobacz więcej...
(Ekologia lasu, podstawowe zasady, prawa i teorie ekologiczne), [łac. successio = następstwo, gr. oíkos = dom, domostwo + lógos = nauka], zasada biocenotyczna mówiąca, że rozwój pleocenu odbywa się etapowo, przez zwiększanie stopnia integracji jego elementów składowych, a także przez dostosowanie do zmieniających się w czasie warunków środowiska. Procesy te to tzw. sukcesja ekologiczna, która zmierza w kierunku trwałości pleocenu.
Zobacz więcej...
(Ekologia lasu, samoregulacja w ekosystemach leśnych), procesy samoregulacyjne na poziomie biocenozy przebiegają w różnych aspektach. Zależności troficzne regulują liczebność i biomasę roślinożerców, grabieżców, drapieżców czy destruentów w biocenozie - może ich być tylko tyle, na ile pozwala ich baza pokarmowa, której fundamentem jest biomasa producentów. Regulująco na strukturę i funkcjonowanie biocenozy wpływają również wszystkie interakcje (konkurencja, komensalizm, kooperacja, mutualizm) między tworzącymi ją gatunkami – dzięki nim kontrolują one nawzajem swoją liczebność i zagęszczenie. Ważnymi objawami samoregulacji biocenoz są wszystkie zachodzące w nich procesy dynamiczne, takie jak regeneracja, sukcesja czy fluktuacja. Generalnie polegają one na wymianie i doborze gatunków, odpowiadających aktualnemu rozwojowi biocenozy (patrz ryc.). Wszystkie te procesy przyczyniają się do zachowania jej dynamicznej równowagi i trwania, pomimo zmieniających się wewnętrznych i zewnętrznych uwarunkowań środowiskowych.
Zobacz więcej...
(Ekologia lasu, samoregulacja w ekosystemach leśnych), w ekosystemie leśnym funkcjonują wszystkie mechanizmy regulacyjne niższych poziomów organizacji przyrody (komórka, osobnik, populacja, gatunek, biocenoza), ale ponadto mechanizmy związane wyłącznie z tym poziomem. W ujęciu globalnym, typy ekosystemów należące do poszczególnych biomów leśnych wykazują przystosowanie do warunków (termicznych, wodnych, glebowych) będących pochodną ich położenia geograficznego. Z tegoż położenia wynika potencjał ich biomasy i bioróżnorodności. Fakt ten jest wyrazem działania mechanizmów regulacji występowania poszczególnych typów ekosystemu w biosferze. Podstawowe mechanizmy samoregulacyjne w samym ekosystemie leśnym związane są z ich zdolnością pochłaniania i magazynowania energii słonecznej oraz sterowania jej przepływem przez skomplikowaną sieć troficzną. Przepływ energii jest ściśle sprzężony z krążeniem materii w tej sieci. Krążąca w ekosystemie leśnym materia i niesiona z nią energia pozwalają organizmom rosnąć, rozwijać się i rozmnażać. Dzięki temu życie w ekosystemach leśnych stale odradza się i trwa. Ekosystem leśny stanowi nierozerwalne połączenie biocenozy i jej siedliska, przy czym suma obu tych składowych tworzy warunki życia bytujących w nim organizmów (środowisko leśne, czyli biotop). Między czynnikami klimatycznymi i glebowymi a składnikami biocenozy istnieją w ekosystemie leśnym wielorakie sprzężenia zwrotne. Na przykład drzewa, poprzez kształtowanie klimatu wnętrza lasu i dostarczanie detrytusu tworzą korzystne warunki życia dla edafonu, którego aktywność wpływa pozytywnie na żyzność gleby, co z sprzyja wzrostowi drzew, a to znowu wpływa korzystnie na aktywność edafonu. Inny przykład dotyczy gospodarowania wodą przez las. Otóż drzewostan korzystnie wpływa na zdolności retencyjne gleb leśnych (ochrona ich wierzchniej warstwy, zwiększanie porowatości i drenażu), dzięki czemu zostają jednocześnie zabezpieczone jego potrzeby w zakresie pobierania wody. Podobnych przykładów można by podać znacznie więcej.
Zobacz więcej...
(Ekologia lasu, samoregulacja w ekosystemach leśnych), na tym poziomie modulator (zlokalizowany na przykład w jądrze komórkowym), pod odebraniu i przeanalizowaniu informacji o rodzaju i natężeniu bodźca, włącza lub wyłącza aktywność genów strukturalnych (odpowiedzialnych za fenotypowe cechy organizmu), dzięki czemu możliwa jest synteza odpowiednich białek, a następnie enzymów, co umożliwia przebieg określonej reakcji chemicznej i reakcję komórki, a tym samym jej powrót do względnego stanu równowagi (patrz ryc. 1). Osiąganie tego stanu nie odbywa się jednak od razu, bowiem pierwsza reakcja jest zazwyczaj nieprecyzyjna. Modulator analizuje ją (podobnie jak pierwotny bodziec), dzięki czemu następuje stopniowe dostrojenie natężenia reakcji (patrz ryc. 2). Geny strukturalne są włączane lub wyłączane przez geny operujące i regulujące, tworzące razem z nimi zespół zwany operonem (patrz ryc. 3). Geny strukturalne stanowią zaledwie około 5% całego DNA w operonie, pozostałe około 95% to geny regulujące i operujące, które decydują o włączeniu lub wyłączeniu ich działania, a zatem o ich ekspresji. Cały proces wyłączania (represji) jest dość skomplikowany, ale generalnie polega na tym, że produkty reakcji chemicznej (po przekroczeniu ich optymalnego stężenia) łączą się z białkiem produkowanym przez gen regulujący, a powstający z nich związek blokuje gen operujący, który z kolei wyłącza poszczególne geny strukturalne. W przypadku włączania genów strukturalnych (indukcji) z białkiem genu regulującego łączy się (po przekroczeniu optymalnego poziomu) substrat potrzebny do rozpoczęcia reakcji biochemicznej, a ich związek odblokowuje gen operujący, dzięki czemu ciąg reakcji biochemicznych może zostać wznowiony. Cały proces włączania i wyłączania przebiega cyklicznie, aż do ustalenia właściwego stężenia substancji, niezbędnej komórce do prawidłowego funkcjonowania. Ogólnym przykładem samoregulacji na tym poziomie może być otwieranie się aparatów szparkowych po wpływem padającego na nie promieniowania świetlnego. Światło pobudza fotosyntezę w komórkach przyszparkowych, dzięki czemu zwiększa się w nich stężenie glukozy i ciśnienie osmotyczne, co skutkuje otworzeniem szparki i bardziej intensywną wymianą gazową.
Zobacz więcej...
(Ekologia lasu, samoregulacja w ekosystemach leśnych), w przypadku zwierząt receptorami są zmysły, przesyłające informacje o bodźcach np. do centralnego ośrodka nerwowego, który po ich przeanalizowaniu wydaje polecenia działania np. do mięśni, dzięki czemu zwierzę, zauważywszy jakieś niebezpieczeństwo może podjąć ucieczkę lub podjąć walkę. Mięśnie korzystają z zapasów energii w organizmie (ATP), jednak po ustaniu wysiłku zapasy te są uzupełniane w komórkach, dzięki uruchamianiu odpowiednich reakcji biochemicznych przez operony. W przypadku roślin ośrodkami zawiadującymi reakcjami na bodźce (modulatorami) są zazwyczaj merystemy wierzchołkowe korzeni i pędów (stożki wzrostu). Pod wpływem bodźców (wewnętrznych i zewnętrznych) operony komórek merystemowych uruchamiają produkcję hormonów (auksyny, gibereliny), które regulują procesy życiowe w roślinach. Hormony (transportowane wraz z wodą i sokami) zapewniają kontakt między tkankami i organami roślin, np. między korzeniami i aparatem asymilacyjnym. Tak system korzeniowy drzew informuje koronę o zwiększonym zapotrzebowaniu na cukry, a korona informuje system korzeniowy o zwiększonym zapotrzebowaniu na wodę i sole mineralne.
Zobacz więcej...
(Ekologia lasu, samoregulacja w ekosystemach leśnych), samoregulacja na poziomie populacji polega między innymi na coraz lepszym dostrajaniu jej struktury genetycznej w kolejnych pokoleniach, poprzez eliminację lub nie dopuszczanie do rozrodu osobników gorzej przystosowanych, dzięki czemu w genetycznej puli pokolenia potomnego największy udział mają osobniki najlepiej przystosowane, a jednocześnie najbardziej plenne (dobór naturalny). Wzrost populacji zwierzęcych w biocenozach jest regulowany między innymi przez mechanizm pogarszania się jakości osobników w miarę zwiększania się jej zagęszczenia. Po osiągnięciu zagęszczenia równowagi, przy którym śmiertelność równoważy rozrodczość, wielkość populacji pozostaje na poziomie odpowiadającym pojemności środowiska. Pojemność ta oscyluje w pewnych granicach, co wywołuje pulsację liczebności i areału populacji. U zwierząt nasilenie konkurencji zmusza słabsze osobniki do opuszczenia terytorium zajmowanego przez populację. Między osobnikami tworzącymi populacje roślinne obserwuje się zazwyczaj silną konkurencję, ponieważ osobniki tego samego gatunku mają podobne wymagania i korzystają z tych samych, ograniczonych zasobów środowiska. Konkurencja między osobnikami jest główną przyczyną samoprzerzedzania się zbiorowisk roślinnych, jak też eliminowania młodego pokolenia w zasięgu oddziaływania koron i systemów korzeniowych starszych drzew.
Zobacz więcej...
(Ekologia lasu, samoregulacja w ekosystemach leśnych), polega zasadniczo na zdolności reagowania żywych organizmów (systemów biologicznych) i układów ekologicznych (systemów ekologicznych) na bodźce środowiska wewnętrznego i zewnętrznego. Dzięki właściwej reakcji na bodźce pozostają one w stanie dynamicznej równowagi (homeostazy). Brak właściwej reakcji oznacza niewydolność systemu, a jednocześnie ją pogłębia – prowadząc ostatecznie do śmierci organizmu lub dezintegracji układu ekologicznego. Do wyjaśniania mechanizmów samoregulacyjnych w przyrodzie stosuje się zazwyczaj modele cybernetyczne, oparte na zasadzie sprzężenia zwrotnego. Ogólny model dotyczący systemów przyrodniczych przedstawia się następująco: bodziec – receptor – modulator – efektor – reakcja. W dużym uproszczeniu można przyjąć, że receptor odbiera bodziec i przekazuje informację do modulatora, modulator ją analizuje i przekazuje polecenie do efektora, który je odbiera i wykonuje pracę, dzięki której możliwa jest reakcja systemu na bodziec. Stosując powyższy model można podjąć próbę wyjaśnienia mechanizmów samoregulacji na różnych poziomach organizacji przyrody: komórki, osobnika, populacji, gatunku, biocenozy czy ekosystemu. Można przyjąć (ponownie w dużym uproszczeniu), że: w żywych komórkach i organizmach jednokomórkowych elementami regulacji są organelle; w bardziej złożonych organizmach – komórki, tkanki czy narządy; w populacjach – osobniki; w obrębie gatunku – populacje; w biocenozie – gatunki (populacje różnych gatunków); w ekosystemie – biocenoza i jej nieożywione środowisko; w krajobrazie natomiast – ekosystemy różnego typu. Podstawę samoregulacji w przyrodzie stanowią geny, gdyż to właśnie one sterują metabolizmem żywej komórki oraz funkcjami życiowymi osobników. Od genów zależy zdolność przeżycia osobnika w danym środowisku, a osobniki tworzą przecież populacje i biocenozy. Procesy samoregulacyjne przebiegają najszybciej i najbardziej precyzyjnie na poziomie komórki i organizmu. Na wyższych poziomach przebiegają wolniej i mniej dokładnie. Wydaje się, że im dalej od genów, tym mniejsza szybkość i precyzja procesów samoregulacyjnych. Są one jednak wszechobecne w całej przyrodzie, bowiem bez samoregulacji nie ma życia. Mechanizmy samoregulacyjne (homeostatyczne) zapewniają zdolność powracania do stanu dynamicznej równowagi na wszystkich poziomach organizacji przyrody.
Zobacz więcej...
(Ekologia lasu, siedlisko i środowisko leśne), gleba leśna pozwala rozwijać się korzeniom drzew i innych roślin, zapewniając im stabilność. W niej zgromadzone są zapasy wody i soli mineralnych, pobierane przez rośliny i wykorzystywane przez nie do budowy swoich tkanek i podtrzymywania funkcji życiowych. Obecność soli mineralnych, kwasów humusowych i innych związków zawdzięcza gleba aktywności edafonu, który stanowi ważny element biocenozy leśnej i ekosystemu leśnego, odpowiedzialny za dekompozycję detrytusu gromadzącego się na dnie lasu. Edafon tworzy wręcz niezależną podbiocenozę ekosystemu leśnego, realizującą swoje procesy życiowe w heterotroficznym łańcuchu detrytusowym. Niektóre gatunki (na przykład owady czy gryzonie) występują zarówno w glebie jak i na jej powierzchni. Między glebą a pozostałymi składnikami ekosystemu leśnego (fitoklimatem, biocenozą nadziemną) działają silne sprzężenia zwrotne, przyczyniające się do sprawnego funkcjonowania całego systemu. Gleby w każdym ekosystemie leśnym są inne, co wynika z jego złożonej, mozaikowej struktury, wynikającej m. in. z rzeźby terenu, rodzaju skały macierzystej, warunków wodnych czy różnorodności flory i fauny. Niemniej można znaleźć pewne ogólne właściwości gleb leśnych, które odróżniają je od pozostałych gleb. Gleby leśne odznaczają się mianowicie: obecnością dużej ilości materii organicznej, charakterystycznymi typami próchnic (mull, moder, mor) i gleb (m. in. bielicowe, brunatne, rdzawe, płowe), dużą aktywnością edafonu (zwłaszcza grzybów), stosunkowo niskim pH (przeważnie od 4 do 7), dużą porowatością oraz zdrenowaniem przez edafon i korzenie (co wzmaga ich właściwości retencyjne), mniejszymi amplitudami temperatur i szybszym odmarzaniem na wiosnę, pionowym zróżnicowaniem stosunków wodnych (wierzchnia warstwa wilgotna – osłaniana przez okap koron, rizosfera mniej wilgotna - silnie eksploatowana przez korzenie drzew, poziom wód gruntowych zmienny (wysoki poziom obniżany – dzięki transpiracji drzew, niski poziom podwyższany – dzięki retencji).
Zobacz więcej...
(Ekologia lasu, siedlisko i środowisko leśne), pod pojęciem klimatu leśnego należałoby rozumieć klimat masy powietrza w jego wnętrzu wraz z warstwą powietrza przylegającą do niego od zewnątrz. Klimat wnętrza lasu jest przez ekosystem leśny dosłownie kształtowany, natomiast klimat przyległy warstw powietrza jest silnie modyfikowany. W jednym i drugim przypadku można mówić o fitoklimacie leśnym, czyli klimacie znajdującym się pod przemożnym wpływem roślinności leśnej.
Fitoklimat leśny jest bardzo zróżnicowany, zarówno w poziomie jak i pionie, co przyczynia się do bogactwa nisz ekologicznych w ekosystemie leśnym. Na przykład występujące w dnie lasu zacienienie, brak wiatru, podwyższona wilgotność, mniejsze amplitudy temperatur, czy podwyższona koncentracja dwutlenku węgla – sprzyjają wielu gatunkom roślin runa i naturalnemu odnowieniu wielu gatunków drzewiastych. Wprawdzie każdy ekosystem leśny ma inny klimat, wynikający z jego złożonej struktury (w tym składu gatunkowego i zwarcia drzewostanu), niemniej można się pokusić o pewne uogólnienie cech klimatu leśnego, w porównaniu z przestrzenią otwartą. Fitoklimat kształtowany przez las w jego wnętrzu się odznacza się w zakresie:
a) warunków świetlnych – mniejszą intensywnością światła (nawet stukrotnie), przewagą światła rozproszonego i występowaniem osłabionego światła bezpośredniego w postaci wędrujących plam (obrazków), zubożonym widmem (w tym zwiększonym udziałem promieni zielonych, nieprzydatnych w fotosyntezie);
b) warunków termicznych – średnią roczna temperatura nieznacznie niższa (około 1°C), średnią okresu wegetacyjnego wyraźnie niższa (około 1,5°C), średnią okresu spoczynku nieco wyższa (około 0,5°C), amplitudą roczną mniejszą o kilka a dobową nawet o kilkanaście stopni, nie występowaniem przymrozków radiacyjnych;
c) warunków wodnych - większą wilgotnością powietrza (średnio około 5%), znacznie mniejszą ewaporacją (około 50%), intercepcją opadów w koronach rzędu 25% (do dna lasu dociera około 75% opadów), znacznie większym udziałem opadów poziomych (do ~ 50%);
d) warunków anemometrycznych - wnikaniem do zwartego drzewostanu z okrajkiem na głębokość około 30-50 m natomiast do rozrzedzonego drzewostanu bez okrajka na głębokość około 250 m, występowanie pionowych ruchów powietrza (ze względu na różnice temperatur między dnem lasu i jego sklepieniem).
Zobacz więcej...
(Ekologia lasu, siedlisko i środowisko leśne), położenie dowolnego miejsca na kuli ziemskiej określa się podając jego: szerokość i długość geograficzną, wysokość nad poziomem morza (wzniesienie) oraz azymut i nachylenie stoku. Czasami te elementy położenia dzieli się na geograficzne (pierwsze dwa) i topograficzne (ostatnie dwa); wzniesienie może być traktowane zarówno jako element geograficzny, jak i topograficzny.
Szerokość i długość geograficzna wyznaczają położenie punktu na powierzchni kuli ziemskiej. Od szerokości geograficznej zależy kąt padania promieni słonecznych, który wprawdzie jest zmienny (w związku z nachyleniem osi Ziemi do ekliptyki), ale przyjmuje się, że na równiku zbliżony jest do 90° a na biegunach do 0°. Im mniejszy kąt padania promieni, tym mniejsza ilość energii słonecznej otrzymywana przez jednostkę powierzchni. Z tego wynika oziębianie się klimatu od równika ku biegunom. Szerokość i długość geograficzna decydują m. in. o położeniu względem lądów i mórz, co warunkuje stopień kontynentalizmu czy oceaniczności klimatu. W danym położeniu, wyznaczonym przez szerokość i długość geograficzną, klimat jest silnie modyfikowany przez wysokość nad poziomem morza.
Temperatura z wysokością nad poziomem morza szybko spada (około 0,6°C/100m), na skutek adiabatycznego ochładzania się powietrza, co związane jest z jego rozprężaniem się w warunkach malejącego ciśnienia atmosferycznego. Oprócz temperatury, ze wzniesieniem rosną opady (zazwyczaj tyko do górnej granicy lasu), intensywność promieniowania (zwłaszcza krótkiego i UV) oraz prędkość wiatru. To sprawia, że zmiany warunków klimatycznych, a w ślad za tym pięter roślinnych przebiegają bardzo gwałtownie. Okres wegetacyjny w naszych górach skraca się o około dwa miesiące na 1000 m wzniesienia. Można przyjąć (w przybliżeniu), że 1 km na niżu odpowiada 1 m w górach.
Azymut i nachylenie stoku decydują (jednocześnie) o jego ekspozycji na promieniowanie słoneczne, czyli o jego wystawie. Na stokach południowych o nachyleniu równym szerokości geograficznej danego miejsca promienie padają pod takim samym kątem jak na równiku. Stok taki otrzymuje znacznie więcej ciepła (nawet pięciokrotnie) niż silnie ocieniony stok północny. Wystawa wpływa też na ilość opadów, ponieważ stok może być eksponowany na wiatry wiejące znad morza, albo może być w cieniu tych wiatrów. Wystawa (suma azymutu i nachylenia) jest ważnym czynnikiem, kształtującym klimat lokalny (topoklimat).
Zatem zarówno szerokość geograficzna, wzniesienie, jak i wystawa decydują o ilości energii słonecznej, a szerokość długość geograficzna oraz wzniesienie i wystawa decydują o ilości opadów w dowolnym miejscu na kuli ziemskiej.
Zobacz więcej...
« 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 »
Wszystkich stron: 31
