Økosystemprosesser Flashcards Preview

Økologi > Økosystemprosesser > Flashcards

Flashcards in Økosystemprosesser Deck (31)
Loading flashcards...
1
Q

Energiens første stopp er primærprodusentene

A

Energiens første stopp er primærprodusentene

  • Autotrofe organismer (grønne planter, bakterier, alger) omdanner uorganiske forbindelser til organiske ved hjelp av sollys gjennomfotosyntesen:

6CO2 + 12H2O + sollys → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

  • Brutto primærproduksjon (‘Gross Primary Production (GPP)’)
    • Den totale fotosynteseproduksjonen (total assimilering av energi)
  • Netto primærproduksjon (‘Net Primary Production
    • (NPP)’)NPP = GPP – respirasjon (celleånding)
    • Energi som kan observeres og overføres til høyere trofisk nivå
2
Q

Produktivitet er mål på netto primærproduksjon

A
  • Hastigheten organisk materiale produseres gjennom fotosyntesen
  • Måles i biomasse (g/m2/år)
  • Alle grønne planter er resultat av primærproduksjon
  • Nedbør og temperatur er faktorer som styrer primærproduksjonen
3
Q

Temperatur + fuktighet + næring er avgjørende for produktiviteten

A

Temperatur + fuktighet + næring er avgjørende for produktiviteten

  • Temperatur + lengde på vekstsesong
  • Fuktighet/regn + sesongvariasjoner
    • Aktuell evapotranspirasjon (AET) (fordamping + transpirasjon)
  • Næringstilgang
    • Planter tar opp uorganiske næringsstoffer via røttene (N, P, mineraler)
  • biomasse øker med varme og næring, alpin og arktisk tundra blir grønnere
4
Q

Primærproduksjon varierer over tid

A

Primærproduksjon varierer over tid

  • Årstider
  • Regntid og tørketid
  • Forstyrrelser
    • Brann, insektangrep, stormfall, beiting
  • Unge skoger har høy primærproduksjon
  • Gamle skoger har minkende produksjon
    • Mer energi til vedlikehold istedenfor økt mengde av biomasse
5
Q

Ulike skoger (karbon-lagring)

A
  • Creosote busk (ørken)
    • 50 g karbon per m2 per år
  • Alpin tundra
    • 200 g karbon pr m2 per år
  • Boreal furuskog
    • 700 g karbon per m2 per år
6
Q

Primærproduksjon i havet

A

Primærproduksjon i havet

  • Global primærproduksjon og breddegrad
  • Høy produktivitet på grunt vann og nær land
  • Konsentrasjon av organisk karbon bestemmes ikke bare av produktiviteten
    • Organisk karbon kan bli produsert i økosystemet (=autochthonous) eller bli tilført (=allochthonous)
    • En stor andel av den organisk karbon som flytter seg gjennom næringskjeden i akvatiske økosystem kan være tilført
7
Q

Solenergiens neste stopp: heterotrofe organismer

A
  • Organismer som får sin energi fra å konsumere andre organismer
    • Planteetere
    • Rovdyr
    • Nedbrytere
8
Q

Sekundær produksjon

A

Energi fra primærprodusentene brukes til:

  • Stoffskifte (varme)
  • Matinntak
  • Muskelarbeid
  • Vedlikehold
  • Avfallsprodukter
  • Etc……

Energi som er igjen til vekst og reproduksjon hos heterotrofe organismer = sekundær produksjon

  • Gram per areal per tidsenhet
9
Q

Energitap i næringskjeder

A
  • Ca 10 % av energien som er lagret (biomasse) i et trofisk nivå føres videre til det neste
  • Minkendebiomasse oppover i trofiske nivå
10
Q

Bottom-up regulering og top-down (kaskadeeffekter)

A

Bottom-up regulering

  • Høy primærproduksjon gir høy sekundærproduksjon

Top-down

  • Predatorer (og parasitter/sykdommer) regulerer populasjonen av plantetere og sørger derfor for mer planter.
11
Q

Hva er en nedbryter?

A
  • Bryter ned kjemiske bindinger i organiske forbindelser (frigir energi)
    • spiser, fordøyer, fragmenter, skiller ut avfallsstoff, endrer kjemiske strukturer etc.
    • Uorganiske forbindelser dannes fra organiske
  • Alle heterotrofe organismer er en form for nedbrytere
  • Egentlige nedbrytere: organismer som lever av dødt eller delvis nedbrutt organisk materiale
12
Q

Mikrobielle nedbrytere

A
  • Bakterier bryter i hovedsak ned rester av dyr
  • Sopper bryter i hovedsak ned planterester
  • Bakterier og sopp skiller ut enzymer som starter nedbrytning og næring blir tilgjengelig for andre arter -> suksesjon!
    • Trebukker i furu ville brukt 40-80 år på å utvikle seg fra larve til voksen om de ikke fikk hjelp av sopp (normal utvikling tar maks 3 år)
13
Q

Økosystemer har to hovedtyper næringskjeder

A
  • Beite-næringskjeden
  • > Starter med primærprodusenter
  • Nedbryter næringskjeden
  • > Starter med dødt organisk materiale
14
Q

Detrivorer

A

Detrivorer bryter ned planter, dyr og ekskrementer

  • ‘Detrivor’ = organisme som ikke er bakterie ellersopp og som lever av dødt organisk materiale
  • Mikroflora og fauna (< 100 μm)
    • protozoer og nematoder/rundormer
  • Mesofauna (100 μm - 2mm)
    • midd og spretthaler
  • Makro- (2-20mm) og megafauna (>20 mm)
    • Land: skolopendere, meitemark, snegler, insekter, skrukketroll
    • Vann: muslinger, akvatiske krepsdyr

Suksesjon av arter: bearbeiding og nedbryting fra en art gjør næring tilgjengelig for andre arter

15
Q

Insekter er livsviktige (møkk)

A
  • 1788: kuer innført til Australia
  • Australske møkkbiller kunne ikke bryte ned møkka….
  • En ku => 9 tonn møkk/år (5 tennisbaner)
  • Hard skorpe på møkk hindrer spiring av gress => 2000 km2 beitemark forsvant årlig + fluer et stort problem
  • Fra slutten av 60-tallet til midten av 90-tallet: innført 53 billearter til Australia, 23 av disse har etablert seg
16
Q

Sirkulering av næringsstoffer

A
  • Næringen i organisk materiale utgjør en stor del av et økosystems totale næringsbank
  • Næringen i dødt organisk materiale blir frigjort av nedbrytere (mineralisering) og kan deretter på nytt opptas av levende planter
17
Q

Mineralisering og Immobilisering

A

Mineralisering

  • Nedbrytere omdanner nitrogen og andre organiske forbindelser til uorganiske forbindelser (mineraler)

Immobilisering

  • Nedbrytere tar opp uorganisk nitrogen til vekst og reproduksjon
  • Netto mineralisering = mineralisering – immobilisering => overskudd gjødsler jorda
18
Q

Boral og tropisk skog

A

Boreal skog

  • Langsom omsetning av dødt organisk materiale og langsomt næringsopptak
  • Mest næring i jordsmonnet (humuslag)

Tropisk skog

  • • Rask omsetning næringsopptak
  • • Mest næring i plantene
19
Q

Omfordeling av næring

A
  • Før bladet visner trekker planten ut næring og vann
  • opptil 70 % av N kan tilbakeføres til treet
    • Klorofyllproduksjonen avtar, fargepigmenter blir synlige (tanniner, karotenoider, anthophyller)
20
Q

Kvaliteten på dødt organisk materiale varierer

A

Kvaliteten på dødt organisk materiale varierer

  • De fleste blader har et N innhold på mellom 0,5 og 1,5%
  • Jo høyre N innhold jo bedre kvalitet har bladene for nedbryterne
  • Nitrogeninnhold i nedbrytere er mye høyere enn i plantemateriale
    • C:N ratio i løv: 50:1 – 100:1
    • C:N ratio i bakerier og sopp: 10:1 – 15:1
  • I vekstsonen til planterøtter (‘the rhizophere’) skilles det utkarbohydrater til å stimulere mikrobiell nedbrytning -> Økt predasjon som frigir nitrogen til plantene.
21
Q

Bladkvalitet

A

Bladkvalitet

  • Karbonforbindelser:
    • Glukose
    • Cellulose
    • Lignin
  • Glukosebrytesnedraskt, cellulose er tar litt lengre tid, mens lignin er vanskelig å bryte ned
  • Sammensetningenbestemmer hvor raskt et blad nedbrytes
22
Q

Suksesjon i nedbrytningen

A
  • Suksesjon av nedbrytere i plantemateriale
  • Hvordan et tre dør er viktig for suksesjon (stormfall, bever, biller, sopp, brann)
  • Nedbrytning påvirkes av jordforhold, pH, og hvilke nedbrytere som er tilstede
23
Q

Abiotiske faktorer påvirker økosystemet

A
  • Til nå fokusert på de biologiske prosessene og intern sirkulering i økosystemet
  • Abiotiske ytre forhold påvirker økosystemene• Kjemiske reaksjoner finner også sted i de
  • abiotiske delene av et økosystem- Atmosfære, vann, jord og fjell
24
Q

Det er to hovedtyper biokjemiske sykluser

A

To hovedtyper biokjemiske sykluser

Gass og sedimenter er kilder til næring i økosystemene

Gasser

  • Næring finnes i atmosfæren og de store havene.
  • Nitrogen, oksygen og karbon

Sedimenter

  • Næring finnes i jord, stein og sediment
  • Stein forvitrer og det dannes næringssalter– Vulkaner
  • Transporteres av vann

Kalsium og fosfor

25
Q

Import av næringsstoffer

A
  • Gjennom forvitring
  • Gjennom nedfall
    • Tørravsetninger:
      • luftbårne støvpartikler spredt med vinden
    • Våtavsetninger (eks. N2, SO2 og NOx)
26
Q

Regn

A
  • Mellom 70 og 90% av regnvannet som faller over en skog kommer ned til bakken
  • Vanndråpene akkumulerer næringsstoffer fra blader, nåler og trestammer og er derfor rikere på næringssalter (eks. kalsium, natrium og kalium) enn da de traff kronedekket
27
Q

Sur nedbør

A
  • Svoveldioksid (SO2) finnes naturlig i atmosfæren
  • Brenning av fossilt brensel øker mengde SO2
  • Dreper mikroorganismer, mindre nedbrytning, mindre tilgjengelig næring
  • Kalking av vassdrag
28
Q

Mindre forsuring i vassdrag

A
  • Sur nedbør førte til stor reduksjon av biologisk mangfold i vann og vassdrag. Minst 25 laksebestander døde ut på Sørlandet
  • Laksebestandene i 12 vassdrag er reddet av kalking og det er reetablert laksebestander i ti elver hvor laksen ble borte
  • Ca. 7 % av arealet i Norge i dag har innsjøer som er betydelig påvirket av forsuring.
29
Q

Eksport av næringsstoffer

A
  • Karbon forsvinner gjennom respirasjon (CO2)
  • Nedbrytning omgjør en del av næringen fra organiske forbindelser til gass
  • Utvasking av uorganisk materiale
  • Organisk materiale kan flyttes, f.eks. via vann
  • Herbivorer eksporterer (og importerer) mye næring mellom økosystemer
  • Tidligere var gjødsel fra husdyrene like viktig som melken
30
Q

Karbonkretsløpet

A

Gjennom fotosyntese hos produsentene blir karbondioksid tatt opp i næringskjedene. Det blir frigjort ved celleånding hos alle levende organismer og ved forbrenning av fossile brennstoffer.

  1. I fotosyntesen bruker produsentene CO2 til å danne glukose. Overskuddet omdannes til andre organiske stoffer produsentene trenger for eksempel karbohydrater, fett og proteiner.
  2. Konsumentene spiser produsentene og karbon overføres til neste trofiske nivå. I celleåndingen rytes glukose ned og CO2 frigis.
  3. Døde organismer brytes ned av nedbrytere som frigir CO2.
  4. Noe organisk materiale brytes ikke ned pga mangel på oksygen=ingen celleånding. Karbonet lagres da som olje og gass.
  5. Brenning av fossile brennstoffer frigir karbonforbindelsene til atmosfæren som CO2.
31
Q

Nitrogenkretsløpet

A

De fleste planter og dyr kan kun ta opp nitrogen i form av ammoniumioner (NH4+) eller nitrationer(NO3-).

Nitrogenfiksering:

  1. Lynnedslag eller nitrogenfikserende bakterier i symbiose med blant annet frittlevende bakterier omdanner N2 fra lufta til ammoniakk(NH3). Løses i vann til ammoniumioner(NH4+).
  2. Produsenter inntar ammoniumioner(NH4+) som brukes til oppbygning av proteiner og nukleinsyrer i planten. Planten spises av konsumenter, slik at nitrogenforbindelsene overføres fra ledd til ledd i næringskjedene.
  3. Nitrogen i avfallsstoffer brytes ned av nedbrytere som bakterier, sopp og blågrønnbakterier til aminosyrer og videre til ammoniakk (NH3) og ammoniumioner(NH4+)
  4. Nitrifiserende bakterier lever kjemoautotroft. Noen oksiderer ammoniumioner (NH4+) til nitrattioner (NO2-) og andre oksiderer nitrattioner til nitrationer (NO3-)
  5. Organismer i vann fikserer og omdanner nitrogen. Eget kretsløp der arkeer gjør nitrogenet tilgjengelig igjen. NH4+ omdannes til NO3- som kan taes opp av planteplankton.
  6. Denitrifiseringsbakterier omdanner nitrationer tilbake til atmosfærisk nitrogen, N2. Nitrogenkretsløpet er fullført