Hydrobiologia Produktywność ekosystemów wodnych

Prezentacja na temat: "Hydrobiologia Produktywność ekosystemów wodnych"— Zapis prezentacji:

1 Hydrobiologia Produktywność ekosystemów wodnych

2 Poziomy troficzne w zbiorniku wodnym
Organizmy autotroficzne - fitoplankton, makrofity, mikrofitobentos i epifity. Konsumentami I rzędu - zooplankton roślinożerny, bakterie i fauna denna roślinożerna. Konsumenci II rzędu - zooplankton mięsożery i fauna denna mięsożerna. Następny poziom konsumentów stanowią ryby planktonożerne oraz ryby żerujące na drobnej faunie dennej. Ostatnie ogniwo stanowią drapieżne ryby i inni drapieżnicy.

3 Produkcja biologiczma
Produkcja biologiczna w zbiorniku wodnym potocznie kojarzy się z ilością ryb, które można wyłowić i skonsumować. Aby jednak ten końcowy efekt mógł zaistnieć musi przede wszystkim nastąpić przetworzenie składników nieorganicznych i energii promienistej w procesie fotosyntezy w materię organiczną.

4 Produkcja podstawowa lub pierwotna
Przetworzenie składników nieorganicznych i energii promienistej w procesie fotosyntezy w materię organiczną. Zmierzenie ilości wytworzonych w tym procesie związków organicznych węgla przez rośliny jest dość proste, chociażby poprzez określenie ilości związanego podczas fotosyntezy dwutlenku węgla lub równoważnie wydzielonego tlenu

5 Produkcja wtórna wielkość biomasy wyprodukowanej przez konsumentów.
Do jej określenia stosuje się odpowiednie przeliczenia.

6 Istota Produkcji biologicznej Przyrost materii organicznej na danej przestrzeni w określonym czasie
Może być w ciągu dnia, miesiąca albo roku. W przypadku bentosu odniesienie do jednostki powierzchni (np. m2), a dla innych formacji ekologicznych do jednostki objętości (np. m3). W procesie fotosyntezy wiązane jest jedynie 2% energii świetlnej. Natomiast przy przejściu na każdy następny poziom troficzny starty sięgają 90%. Straty te związane są z metabolizmem, w którym oddychanie odgrywa podstawową rolę

7 Ze względu na procesy metaboliczne wyróżnia się dwa rodzaje produkcji.
Pierwsza z nich to produkcja ogólna (brutto), czyli ta ilość energii, która zostaje ogólnie pobrana i przerobiona. Druga to produkcja czysta (netto), a więc ilość energii pobranej i przerobionej, czyli produkcja brutto zmniejszona o straty energii związane z procesem oddychania oraz energię wydaloną w postaci odchodów, moczu itp.

8 Produktywność zbiornika
Wydajność biologiczną określona przez potencjał produkcyjny = sprawność przyrostu biomasy. Produktywność jest efektem produkcyjnym danego zbiornika, mówi się o dużej lub małej produktywności wybranych jezior, rzek lub mórz. Najczęściej ten potencjał produkcyjny wyrażony jest w postaci wielkości produkcji pierwotnej, a to ze względu na dość dużą łatwość pomiaru eksperymentalnego. Do tego celu służy kilka metod, z których najczęściej stosowane są metody: tlenowa i węgla radioaktywnego.

9 Metoda tlenowa I Metoda tlenowa zastosowana w latach dwudziestych do badań produkcji planktonu w morzach, przystosowana została w latach trzydziestych do badań w wodach słodkich. Polega ona na ekspozycji przez określony czas (np. dobę) na danej głębokości dwóch butelek z wodą pochodzącą z tej głębokości. Jedna z butelek jest umieszczona w osłonie ciemnej (np. pomalowana czarną farbą) - dlatego właśnie pomiar ten często określany jest jako metoda jasnych i ciemnych butelek.

10 Metoda tlenowa II Metoda tlenowa polega ona na ekspozycji przez określony czas (np. dobę) na danej głębokości dwóch butelek z wodą pochodzącą z tej głębokości. Jedna z butelek jest umieszczona w osłonie ciemnej (np. pomalowana czarną farbą) - dlatego właśnie pomiar ten często określany jest jako metoda jasnych i ciemnych butelek. Czułość tej metody jest ograniczona. Stosować ją można, gdy wielkość produkcji wynosi powyżej 10 mg C/m3.

11 Metoda węgla radioaktywnego C14 jest czulsza i umożliwia dokładniejszy pomiar, tj. do 0,1 mg C/m3 wody Po raz pierwszy została zastosowana w 1952 roku przez Duńczyka Steemanna-Nielsena w badaniach morskich, a potem znalazła powszechne zastosowanie także w badaniach słodkowodnych. Polega ona na wprowadzaniu do butelek, służących do ekspozycji, znakowanego kwaśnego węglanu sodu. Węglan ten zostaje pobrany przez glony w trakcie fotosyntezy. Po ekspozycji zawartość butelki przesącza się i wylicza radioaktywność próby w liczniku Geigera

12 Produkcja pierwotna różnych typów wód (0,01-24 g C/m2 na dobę).
Różnice są więc bardzo duże; Zależą przede wszystkim: od strefy klimatycznej, Zasobności wody w substancje mineralne.

13 Produkcja pierwotna w zbiornikach śródlądowych
Jeziora oligotroficzne strefy umiarkowanej charakteryzują się niską produkcją wynoszącą około 100 mg C/m2 na dobę. Jeziora eutroficzne wykazują produkcję pierwotną około mg C/m2 na dobę. Rzeki, ze względu na warunki środowiskowe (niestabilny biotop), dają znacznie mniejsze wartości

14 Produkcja pierwotna w oceanach
W procesach produkcyjnych oceanów podstawową rolę odgrywa fitoplankton stanowiący ponad 90% zasobów pożywienia zwierząt morskich. Rejonizacja produkcji pierwotnej w oceanach jest bardzo zbliżona do rozmieszczenia ilościowego fitoplanktonu. Najbardziej produktywne rejony to te, gdzie najszybciej zachodzi odnawianie biogenów. Są więc to obszary przybrzeżnego wynoszenia wód (upwelling) i dywergencji prądów. Dlatego też obraz produkcji pierwotnej w oceanach odzwierciedla dwa typy strefowości: równoleżnikowej i wzdłużkontynentalnej.

15 Produkcja pierwotna w oceanach I
W Oceanie Atlantyckim znaczna większość wód odznacza się umiarkowaną produkcją pierwotną wynoszącą średnio mg C/m2 na dobę. Zróżnicowanie tej wartości jest jednak dość znaczne i waha się od 0,02-0,03 g C/m2 na dobę w Morzu Sargassowym do 3-5 g C/m2 na dobę u wybrzeży Namibii.

16 Produkcja pierwotna w oceanach II
W Oceanie Spokojnym wielkość produkcji pierwotnej waha się od kilkudziesięciu miligramów do 650 mg węgla pod 1 m2 na dobę. Najmniejszą produkcją charakteryzują się rejony subtropikalne i tropikalne. Największe wartości produkcji, sięgające 500 mg C/m2 na dobę, notowane są w północnych wodach krainy borealnej, przy brzegach Kamczatki, Japonii i Alaski.

17 Produkcja pierwotna w oceanach III
Najbardziej produktywny jest Ocean Indyjski, gdzie średnia wielkość produkcji pierwotnej wynosi 222 mg C/m2 na dobę, Atlantyk mg C/m2 na dobę, Oceanu Spokojnego mg C/m2 na dobę. Globalna produkcja pierwotna wód jest o około 2,5 raza mniejsza od produkcji szaty roślinnej na lądzie, mimo iż wody zajmują 2/3 powierzchni kuli ziemskiej.