Ökoloogia materjal (2)

Mis on Ökoloogia?
Ökoloogia on teadusharu , mis uurib ökosüsteeme ja nendes toimuvaid muutusi.
Isereguleerimine-kui eraldada mingi ökosüsteem, siis allesjäävad reguleerivad end ise.
1)Üldökoloogia
2)Autökoloogia-kuidas on üks konkreetne liik ja kuida on tema nõuded keskkonnas
3)demökoloogia-populatsiooniökoloogia, dünaamika(liikumine)
4)sünökoloogia-vaatab liikide vahelisi suhteid mitme liigiliste kooselamise dünaamika
5)geoökoloogia-maastikuökoloogia geograafia ja bioloogia maastikusisesed ja vahelised probleemid
6) globaal ökoloogia-kogu biosföör ja seal toimuvad muutused
Biosfäär-maaala kus leiame elu.: 40km /maakoor/20km
Mida tähenab Ökoloogia?
*mõiste ökoloogia kasutusel 1866.a
*Esmakasutaja sakslane Ernst Henckel
Ökoloogiline ja keskkonnakaitselise mõtlemise kujunemisest.

varajane looduskaitse

dateeritud looduskaitse

klassikaline looduskaitse

teadliklooduskaitse
Varajane looduskaitse.
*looduslike rituaalide sõilitamine iidsetest aegadest tänaseni
*eestalstele ,kui metsarahvale olid paljud puud salud(hiied), allikad, kivid , jõed,järved, pühadpaigad
*loodust käsitleti kui elusat ja hingestatut- kasutamatta seadused
Dateeritud looduskaitse
* 1297 - Taani kuningas keelas metsaraie väikestel saartel( tuulekaitse,erosion,mulla viljakus)
*1644- talupoegaade ülestõus Pühajõe reostamise vastu
* 1664 -Rootsi metsaseadus ohjeldas säästvale metsaraiele,andis korraldusi mõnele puuliikide säilitamiseks ( mets-õunapuu, tammed jt)
*17-19 saj rajati umbes 1300 mõisaparki , millega rikastati maastikke ja anti eeskuju taluümbruste haljastamiseks.
*1845- C.E von Baeri Peipsi kalavarude dünaamika uuringutel põhinev esimene kalakaitseseadus + metsaseadus.
Artur toom
*1883-1943
*rentis kuus kaljusaart
*”linnukuningas”
*linnuhotell
*hahamunade korjamise keeld
*hukkus NSVL vangilaagris 1943a
*1920- loodi LUS-i juurde looduskaitsesektsioon, mille eesmärk: arvele võtta ja uurida ja hoida meie loodusmälestisi
*1924a- loodi Järveselja loodusreservaat
Eesti Vabariigi Aaegsed looduskaitseseadused
*1935- esimene Eesti Looduskaitseseadus
*1938- teine Eesti Looduskaitse seadus “Loodushoiuseadus” laienes turismile ja kodukaunistamisele..
Teise Eesti Vabariigi Looduskaitse seadused.
*1994a- kolmas looduskaitseseadus” kaitstavate loodusobjektide seadus”
*2004- 4lk sead.
- loodusliku mitmekesisuse säilitamine
-liikide ja nende elupaiga kaitse
- määrati kindlaks kaitstavad loodusobjektid ja nende kaitsekorraldus
* natura 2000(Elu ja pesakaitse)
*loodusobjektid 1) kaitsealad a) rahvuspargid
b) maastikukaitsealad
c)looduskaitsealad
2)liigid
3)üksikobjektid
Endermne liik- paiga peal tekkinudliik , ainulaadsed maailmas
Keskonnakaitse:
1)looduskaitse(sh elus-eluta ja ürgloodus)
2)maastikukaitse ja hooldus
3)puhkemajanduse korraldamine looduses
4)saastekontroll
5)taastuvate loodusvarade kaitse ja hooldamine
Rekreatsioon -puhkemajandus
Tänapäeval tuntakse
*ca 1,5 mil loomaliiki
*ca 1 milj taimeliiki
Mis on keskkond?
Kõik see mille keskel organism eksisteerib
Abiootilised tegurid( õhk ,vesi, muld)
Biootilised tegurid( teised organismid)
Keskkonna Abiootiline pool
Abiootilise tegurid

mehhaaniline toime

füüsiline toime

keemiline toime
a)valgus- olmasolu, puudus, intensiivsus, koostis
b)temperatuur- kõhukeskkonnas , veekeskkonnas, pinnases
c)sademed-vihm, rahe ,lumi
d)rõhk- õhumasside liikumine(tuul), sügavus pinnases, sügavus vees
f)keskkonna vesinik ioonide sisaldus- vee pH , mulla pH
g)Elukeskkonna koostis-mehhaaniline toitainete sisaldus
Keskkonna biootiline pool
Biootilised tegurid avalduvad läbi toitumissuhete
1)sümbioos
2) kommensalism
3)parasitism
4)kamnivooria
5)herbivooria
6) omnivooria
Organismile mõjub korraga palju tegureid

kõige rohkem piirab tegur mis rahuldab vajadust kõige rohkem

limiteeriv tegur-rahuldav ellujäämisvõimalust kõige vähem

igale liigile on omne Amplituud

organismi taluvuspiirkond olenevalt teguri intensiivsusest
Ökoloogiline amplituud.

LAI AMPLITUUD( erütroopne liik)
*eurühaliin-lai soolsustaluvus
*erüfaag-lai toiduspekter
*erüretm-lai temp taluvus jne
b) KITSAS AMPLITUUD(stenotroopne liik)
*senohaliin-kitsas soolsustaluvus
*stenofaag-kitsas toiduspekter
*stenoterm-kitsas temp taluvus jne
Garrfiline väljendus Tolerantsuskõver taluvuskõver.
Keskkonna tingimuste suhtes arenevad organismi evulutsioonis välja kohastumused
Lindude noka ehitus vastab tema toitumistüübile
Ellujäämisseadusi
Liebigi Miinimumseadus
Organismi elutegevus piinab kõige rohkem see tegur, mis hoolimatta teistele tegurite optimaalsusest rahuldab liigi nõudlusi kõige vähem.
“KETI KÕIGE NÕRGEM LÜLI”
Shelfordi tolerantsuseadus
Organismi elutegevust piirab kõige rohkem see tegur, mis hoolimata teiste tegurite optimaalsusest eemaldub kõige enam optimumist.
“TÜNNI KÕIGE MADALAM LAUD”
PLANEET MAA
Liik-˃
Areaal
Sama liigi populatsiionid
Eri liikide populatsioonid
Biotsönoos
Ökotoop
Ökosüsteem iseregulatsioon tasakaal
Ökoloogiline niss- liigi roll koosluses (suhtumuslik positsioon), mis kujuneb välja suhetes teiste liikide ja eluta keskkonna
ga. Lihtsustatult vaadeldav kooslusliikide ökoloogiliste amplituudide summana.
Nisse kirjeldadatkse dimensioonidena ka (graafiku telgedena)mis esindavad ökoloogiliste tegurite muutuvaid väärtusi:

organismi elu ajalugu

organismi kasvukoht

organismi troofiline tasand

organismi levila
Konkurentsi välistamise reegel:
Kaks liiki ei saa üheaegselt hõivata pikemaks ajaks samas keskkonnas sama ökoloogilist nissi .
Suktsessioonid-samas kasvukohas aja jooksul toimuvad koosluste vahetumised (asendumised).

Primaarsed-elupaiga esmaasustamisel toimuv muutus.

Sekundaarsed- koosluse taastumisel.
Põhjused:

Autogeensed- ökosüsteemi sisetegurite muutustest

Allogeensed- ökosüsteemi välistegurite muutstest
BIOSFÄÄR-MAA (elukeskkond)
Bioomid e. makroökosüsteemid- geograafiliselt piiritletevad alad mingi kliimavööndi piirides või jaotatakse eluvormide jm. näitajate järgi.
Bioome

Tundra

Kõrb: liiva,-savi,-ja kivikõrbed

Rohtla : stepp , preeria , selva

Ookean: netriitiline vöönd, mandrilava jne

Parasvöötme metsad : põhja,-lõuna parasvöötme metsad, taiga

Troopilised vihmametsad.
VEEÖKOSÜSTEEMID

Meri

Jõed => Eutrofeerumine

Järved isepuhastusvõime
Järvede tüübid:

Oligotroofsed- vähetoitelised

Düstroofsed-huumustoitelised ( rabad )

Eutroofsed-rohketoitelised

Hüpertroofsed- liigitoitelised
Järvede elustik :

Plankton: füto,-ja zooplankton

Bentos: füto,-ja zoobentos

Nekton: füto,-ja zoonekton
MAISMAAÖKOSÜSTEEMID

Metsad

Niidud =>Karakterliik

Rabad Indikaatorliik
Metsad
Eristamine kasvukohatüüpide järgi:

Pinnase niiskussisalduse järgi

Pinnase toitainetesisalduse järgi

Karakterliikide järgi
Metsatüüpe:
1)

Loometsad

Nõmme (kuiv)

Palu (männimets, pohl)

Salu (lehtpuumetsad)

Laane (kuusemetsad)

Lodu (liigniiske koht)
2)

Lehtmetsad-laialehelised, kitsalehelised

Okasmetsad
3)

Kuusikud

Kaasikud

Lepikud

Tammikud

Männikud

Haavikud
NIIDUD:

Primaarsed
On alati olnud lage kasvuala.

Lamminiidud- jõgede ääres, liigirikas

Rannaniidud- kasvavad tavaliselt kadakad

Looniidud- metsa sees on rohumaad

Sekundaarsed
Kujunenud lagedaks kasvualaks reeglina inimmõju metsadele.

Aruniidud

Puisniidud-kõige liigirikkam

Soostunud niidud

• Puisniit-pärandkooslus (UNESCO kaitse alla võetud), ei ole mujal kui Eestis.
  

RABA :

SOOD

Põhjaveetoiteline

Eutroofne (rohketoiteline)

RABAD

Atmosfääritoiteline

Oligotroofne (vähetoiteline)
Rabatüübid erinevad:

Elukoosluste

Toitumistüübi

Turba koostise poolest!
Meie rabatüüpe:

Madalsoo

Siirdesoo

Raba e. Kõrgsoo
Rabade tähtsus:

Magevee varu

Vee puhastamine

Hapniku tootmine

Eripäraste liikide kasvukoht
AINERINGE -Ökosüsteemis toimuv keemiliste elementide tsükliline liikumine orgaaniliste ühendite koostisest anorgaaniliste ühendi koostisesse.

• Liikumapanev jõud- organismides toimuvad ensüümireaktsioonid
  
• Energiaallikas- Päikese,-ja keemiliste sidemete energia
  

Kemo (keemilistest sidemetest saadav energia)
Tähtsamad aineringed :

• Süsisnikuringe
  
• Lämmastikuringe
  
• Fosforiringe
  
• Hapnikuringe
  
• Väävliringe
  

SÜSINIKURINGE-s.o süsiniku liikumine eri ökosüsteemi komponentide vahel.

• Komponendid- atmosfäär, produtsendid, konsumendid , destruendid, varis, huumus (nende vahel toimub)
  
• Süsisniku koguhulk on suletud ringes muutumatu, s.t valitseb ökoloogiline tasakaal.
  

Süsinikuringe???

• Fotsosüntees
  
• Hingamine : aeroobne, anaaeroobne
  

LÄMMASTIKRINGE- on lämmastiku ja tema ühendite tsükliline liikumine eluta ja eluslooduse elementide vahel ökosüsteemis.

• Ringes muutub lämmastiku o/a
  
• Moodustuvad lämmastiku orgaanilised ühendid
  
• Õhulämmastik (N2) on kättesaadav vähestele organismidele (nt. Mügarbakterid)
  

Mügarbakterid redutseerivad e. ammonifitseeruvad lämmastiku ammooniumiks.

• Suur osa orgaanilisest lämmastikust oksüdeerub kergelt e. nitrifitseerub NITRAATIDEKS (omastavad taimed)
  

C(-4)
N(-1...-4)
FOSFORIRINGE- biokeemiline tsükkel, mis kujutab fosfori ringkäiku Maa lito ,-hüdro,-ja biosfääris ning nende vahel.
Erinevus teistest aineringetest:
Atmosfääril ei ole fosforiringluses suurt tähtsust- fosfor ( ja ühendid) on Maal esinevatel temperatuuridel/ rõhkudel tahkes olekus.
Olulisus:

• DNA-koostises
  
• Universaalne energiaülekandja ATP/ADP koostises
  
• Anatoomiliste tugistruktuuride koostises
  

HAPNIKURINGE- on hapniku liikumine eluta loodusest elusasse ja tagasi.

• Atmosfäärne hapnik on fotosünteesijate elutegevuse tulemus (vee fotolüüs).
  
• Aeroobsetes organismides ühendatakse hapnik uuesti vee molekuli.
  
• Hapniku-ja süsihappegaasi sisalduse muutused atmosfääris on omavahel stöhhiomeetrilised (mõlemad osalevad fikseeritud vahekorras nii fotosünteesis ja hingamises ).
  

VÄÄVLIRINGE- biokeemiline tsükkel, kus ringlevad väävel ja tema ühendid, elusa ja eluta looduse vahel.
Eripära:
Muutub väävli o/a.
Etapid:

• Orgaanilise väävli muutumine anorgaaniliseks ( divesiniksulfiid H2S)
  
• Sulfiidi, elementaarväävli jt. väävliühendite oksüdatsioon sulfaatideks.
  
• Sulfaatide redutseerimine sulfiidideks
  
• Väävliühendite konsentreerumine ja inkorporeerimine mikroobides orgaaniliseks väävliks.
  

Inkoporeerimine- muutma oma keha omasteks, võtma vastu, omaks tunnistama.
Inimese mõju väävliringele:

• Avaldub peamiselt väävel(TRI)dioksiidi vabrikutest ja sisepõlemismootorites.
  
• Vääveldioksiidid võivad olla sademete koostisosana HAPPEVIHAMDES( jõuab maapinnale ning oksüdeerub sulfaatideks, mis on toksiline taimedele).
  
• Redutseerudes atmosfääris sulfiidideks või oksüdeerides sulfaatideks, tekitab happevihmasid (väävelhape, väävlishape).
  

LIIK, INDIVIID, ÖKOSÜSTEEM
Liik- taksonoomiline mõiste, mida kasutatakse kindlal viisil sarnanevate organismide kohta.

• Morfoloogiline konseptsioon -ehitus e.kuju
  

Organismide rühm, kellel on eristatav vorm: kana, part

• Bioloogiline liik
  

Omavahel vabalt ristuvate paljunemisvõimeliste isendite kogum (ka nende järglase on paljunemisvõimelised).

• Tüpoloogiline konseptsioon
  

Organismide süstemaatika väikseim üksus, mis peab teistest erinema mitme tunnuse poolest.
ISEND e. INDIVIID- (ladina keeles individuum- mittejaotatav), isend on iseseisev, sõltumatu üksikorganism.
Üksik teiste seas

• Homogeniseerumine- mass ühtlustab, sarnane käitumine, sarnased reaktsioonid.
  
• Heterogeniseerumine- massist eristuv
  

ORGANSIM- (ladina keeles organismus e. elusolend), on elav terviklik rakuline süsteem.
Jaotamine:

Rakkude ehitus

• Prokarüoodid
  
• Eukarüoodid
  

rakkude arv

• Ainuraksed : funktsionaalne struktuur-ORGANELL
  
• Hulkraksed : funktsionaalne struktuur- ELUND, ELUNDKOND
  

Organismid grupeeruvad:

• Populatsioonid
  
• Kooslused
  

Organismide atribuudid :

• Liikumine
  
• Toitumine
  
• Hingamine
  
• Paljunemine
  
• Ärritus/ erutus
  

Organismide üldised talitused:
Metabolism - e. üldine ainevahetus

• Anabolism- lagundamine
  
• Katabolism- ülesehitamine
  

Ontogenees- e. individuaalne areng
Fülogenees- e. evolutsiooniline areng (ajalooline areng)
IGAL LIIGIL ON OMA ÖKOLOOGILINE NISS (kuidas liik elupaigas hakkama saab)

• Näitab liigi rolli koosluses
  
• KUJUNEB suhetes teiste liikidega,
  
• KUJUNEB suhetes eluta keskkonnaga
  

BERGMANNI reegel:
Jahedas kliimas elutsevate taksonite mõõtmed on suuremad kui soojematel aladel.
ALLENI juhis:
Suurtel laiustel levinud liigid on tumedamad
KOHANEMINE (käitumine) & KOHASTUMINE ( adaptatsioon )

• Adaptatsioon-pärilik kohastumine, loodusliku valiku tulemus
  
• Aklimatsioon- fenotüüpne kohastumine, toimub reakstsiooninormi piires
  
• Õppimine- sotsiaalne kohastumine, kaasneb sotsiaalse keskkonnaga
  

Resistentsus - vastupanuvõime teatavatele keemilistele ainetele , mürkidele.

• Lühike elutsükkel: nt malaariasääsk – DDT
  
• Kõrge sigivus : nt ränd,-ja kodurott – FARIIN
  

• Vead kasutustehnoloogias: Kochi kepike - PENETSILIIN
  

Tööstusmelanism-Tööstuse ja linnade saastatuse kasvuga kaasnev tumeda värvusega isendite arvu kasv populatsioonis.
Saastetolerants
Bioindikatsioon ( elusorganismide kaudu keskkonnas olevate ainete sisalduse kindlakstgemine).
INDIKAATORVORM
Vask
Põisrohi, hapuoblikas , valge kastehein, punane pusurohi
Tina
Lamba- aruhein , soo-kastehein, valge-kastehein
Tsink
Hapuoblikas, valge kastehein, aaslina, ümarleheline kellukas
Kultuurliigistik

• Inimtegevusele tuginev liigiline koosseis
  
• Sünantroopsus-kaasnevad inimesega (nt. Kärbes)
  
• Linnastumine- raudkull
  
• Prügistumine
  

Keskonnamuutuste tagajärjed

Looduslikud

• Aastaaegade vaheldumine
  
• Õhuniiskuse muutus
  
• Kiirgusfooni muutumine
  

antropogeensed

• co, emissioon
  
• jõgede veereziimi muutumine
  
• kaevandamine
  

Keskonnamuutused

• liigub mujale
  
• sureb välja
  
• kohastumused
  

Liikumine mujale

• lindude ränded
  

• kalade ränded
  

uus koht-sobiv ökoloogiline niss

või väljasuremine
Aga taimed???

• Kohanemine muutunud keskonnaga
  
• Väljasuremine
  

Kohanemine uute tingimustega

• adaptatsioon
  
• aklimatsioon
  
• õppimine e. sotsiaalne kohastumine
  
• resistentsus
  
• tööstusmelanism
  
• saastetolerants
  
• kultuuriliigistik
  

NB!Muutunud tingimustel kohastumine on mõeldav vaid juhul, kui see algselt ei ületa organismi reaktsiooninormi. Tingimus ei jää alla alumist taluvusläve ja ei ületa ülemist taluvusläve.
VÄLJASUREMINE

• igale liigile on antud oma aeg
  
• iga liik sureb välja omal ajal
  

NB! Väljasuremine pole liigi ebaõnnestumine!
Väljasuremine

Lokaalne

Globaalne:

• 95% taustväljasuremine
  
• väljasuremislained (77%-96%)
  
• Inimese põhjustatud hävimine- 20-50 tuhat liiki aastas
  

Millistel liikidel on oht välja surra???

• Suur kasv- megafauna on atraktiivne (mammut, mastodon).
  
• Aeglane sigimine -muudab kohanemise raskeks ( hateeria )
  
• Kõrge spetsialiseeritud toiduvalik- hiidpanda
  
• Kõrge troofiline tase- tiiger , merikotkas
  
• Kitsas areaal- Mitsigani metssäälik 2000000ha/ 200 paari
  
• Kindlad rännuteed- vaalad, lõhed, forellid .
  
• Elutsükli iseärasused- merikilpkonnad, hiidalk
  
• Struktuuri iseärasused
  
• Käitumise erijooned - Põhja-Ameerika papagoi
  
• Ohtlikuks inimesele- mürkmaod, kiskjad
  

Bioindikaatorid -väljendavad keskkonnas toimuvaid muutusi
Nõuded indikaatoritele:

• Liik peab olema hästi laialt levinud
  
• Liik peab olema kergesti äratuntav
  
• Selgelt väljendunud sõltuvus keskkonnamõjust
  
• Kitsas või kindel taluvusala
  
• Liik peab alati reageerima kiirelt ja ühtmoodi!!!