Hoofdstuk 8 Ecosysteem en evenwicht
Samenvatting
8.1 Energiestromen
Door overbevissing is de kabeljauwstand dramatisch laag geworden. Het loont
daarom kabeljauwen te gaan kweken. Kabeljauwvangst gebeurt niet altijd
duurzaam. Bij duurzaam gevangen vis blijft de visstand op peil en de
voedselketens en leefomgeving intact. Internationaal zijn afspraken over meer
duurzame vangstmethoden gemaakt. Dit heeft geleid tot een keurmerk van het
MSC.
Garnalen eten van de enorme voorraden dood organisch materiaal: eencellige
algen en kleine diertjes. Algen zijn producenten (P). De hoeveelheid energie uit
zonlicht die zij vastleggen in hun organische stoffen, heet de bruto primaire
productie (BPP).Door dissimilatie maken de algen energie vrij, die ze bijvoorbeeld
gebruiken om bladgroen te maken of hun DNA te kopiëren. Daarbij ontstaat
warmte. De rest gebruiken de algen als bouwstof voor voortgezette assimilatie en
vormt de netto primaire productie (NPP). NPP = BPP – D. Garnalen zijn
consumenten van de eerste orde (C1). Voor de C1 is de NPP van de algen een
bron van organische stoffen. En het is bouwstof voor de C1: secundaire
productie. In voedselketens vormen vissen een volgende schakel: het volgende
trofische niveau. Zij zijn consumenten van de tweede orde. Net als algen en
garnalen, gebruiken vissen een groot deel van de energie uit de organische
stoffen voor activiteiten. De rest van de organische stof is bouwstof. Deze
voedselketen begint bij de algen, maar na elke schakel blijft er van de energie die
door de algen als NPP is vastgelegd, steeds minder over. In een voedselketen
daalt per schakel de energie afhankelijk van factoren zoals het type voedsel en
de consument. Elke schakel van de voedselketens ‘verliest’ gemiddeld 90% van
de energie-inhoud, vooral door dissimilatie.
Viskwekers willen graag zo goedkoop mogelijk zoveel mogelijk vis kweken. Het
blijkt dat uit twee kg opgegeten voer één kg consumptiegarnaal of -vis kan
groeien. Dit is een gunstige voedselconversie, namelijk 2 (2kg voer : 1kg vis).
Voedselconversie is de hoeveelheid voer die nodig is om 1 kg aan lichaamseigen
organische stoffen bij een organisme te laten toenemen.
Naast producenten en consumenten is er een derde groep organismen, de
reducenten (Binas 93A en B). Dit zijn bacteriën en schimmels. Hun ‘voedsel’
bestaat uit dode organismen en organische resten van organismen.
Meten hoeveel energie er in organismen is opgeslagen: Je begint met het bepalen
van het drooggewicht. Dat bestaat uit organische stoffen, de biomassa, en uit
mineralen. De energie zit vooral in de organische stoffen: de vetten, de
koolhydraten en de eiwitten. Je bepaalt van de biomassa het gewicht aan vetten,
eiwitten en koolhydraten en kunt de hoeveelheid energie (in joules) berekenen.
Per gram bevat vet 38 kJ en eiwitten en koolhydraten 17 kJ.
In een model geven biologen de biomassa van een trofisch niveau weer in vorm
van een rechthoek. De breedte van de rechthoek is een maat voor de biomassa.
, Stapel je de rechthoeken op elkaar, producenten onder en consumenten daar
bovenop, dan krijg je een piramide van biomassa, die aangeeft hoe de
biomassa is verdeeld over de trofische niveaus. Werk je met jaargemiddelden,
dan krijg je een piramide van productiviteit (Binas T93 E2). Door de biomassa
naar zijn energie inhoud om te rekenen, krijg je een piramide van energie. De
aantallen organismen per trofisch niveau geef je in een piramide van aantallen
weer.
Door migratie en visvangst verdwijnt ook weer energie uit het ecosysteem.
Gebeurt die bevissing duurzaam, dan is het ecosysteem stabiel. De
energiestromen, de toename en afname van energie in de vorm van
organische stoffen, zijn met elkaar in evenwicht. Dat verandert na een
verstoring, een gebeurtenis waardoor een snelle, blijvende verandering in een
ecosysteem plaats vindt.
8.2 Koolstofkringloop
Planten maken van CO2 en H20, onder invloed van
zonlicht, glucose: fotosynthese (koolstofassimilatie).
Glucose is de basis voor alle organische stoffen.
Wanneer jij die planten eet, gebruik je die stoffen weer
als brandstof bij je dissimilatie en als bouwstof voor
secundaire productie. Bij de dissimilatie komt weer
CO2 vrij, die de lucht in gaat. Dat vormt een kringloop
van voortdurend hergebruikte koolstof: van jou naar
lucht, naar plant, naar konijn, naar lucht, naar plant.
Koolstof kan rechtstreeks van producenten of
consumenten weer naar producenten gaan in de vorm van CO 2 of via een
kringloop van reducenten. Andere elementen, zoals S, N en P kunnen dat
uitsluitend via een kringloop met reducenten. Reducenten (schimmels en
Bacteriën) breken de organische afvalstoffen of dode organismen af tot
anorganische stoffen (H20, CO2 en mineralen). Planten gebruiken deze
elementen voor de secundaire productie van organische stoffen uit glucose.
De route van het element koolstof in een ecosysteem heet de
koolstofkringloop. Bij een snelle C-kringloop gaat de C van producenten naar
consumenten en rechtstreeks of via reducenten weer terug naar de producenten.
Bij een langzame C-kringloop gaat het om C die miljoenen jaren is opgeslagen
in de bodem. Dat gebeurt in de vorm van fossiele brandstoffen als steenkool
en aardolie (Binas 93F) en als kalkgesteente.
Samenvatting
8.1 Energiestromen
Door overbevissing is de kabeljauwstand dramatisch laag geworden. Het loont
daarom kabeljauwen te gaan kweken. Kabeljauwvangst gebeurt niet altijd
duurzaam. Bij duurzaam gevangen vis blijft de visstand op peil en de
voedselketens en leefomgeving intact. Internationaal zijn afspraken over meer
duurzame vangstmethoden gemaakt. Dit heeft geleid tot een keurmerk van het
MSC.
Garnalen eten van de enorme voorraden dood organisch materiaal: eencellige
algen en kleine diertjes. Algen zijn producenten (P). De hoeveelheid energie uit
zonlicht die zij vastleggen in hun organische stoffen, heet de bruto primaire
productie (BPP).Door dissimilatie maken de algen energie vrij, die ze bijvoorbeeld
gebruiken om bladgroen te maken of hun DNA te kopiëren. Daarbij ontstaat
warmte. De rest gebruiken de algen als bouwstof voor voortgezette assimilatie en
vormt de netto primaire productie (NPP). NPP = BPP – D. Garnalen zijn
consumenten van de eerste orde (C1). Voor de C1 is de NPP van de algen een
bron van organische stoffen. En het is bouwstof voor de C1: secundaire
productie. In voedselketens vormen vissen een volgende schakel: het volgende
trofische niveau. Zij zijn consumenten van de tweede orde. Net als algen en
garnalen, gebruiken vissen een groot deel van de energie uit de organische
stoffen voor activiteiten. De rest van de organische stof is bouwstof. Deze
voedselketen begint bij de algen, maar na elke schakel blijft er van de energie die
door de algen als NPP is vastgelegd, steeds minder over. In een voedselketen
daalt per schakel de energie afhankelijk van factoren zoals het type voedsel en
de consument. Elke schakel van de voedselketens ‘verliest’ gemiddeld 90% van
de energie-inhoud, vooral door dissimilatie.
Viskwekers willen graag zo goedkoop mogelijk zoveel mogelijk vis kweken. Het
blijkt dat uit twee kg opgegeten voer één kg consumptiegarnaal of -vis kan
groeien. Dit is een gunstige voedselconversie, namelijk 2 (2kg voer : 1kg vis).
Voedselconversie is de hoeveelheid voer die nodig is om 1 kg aan lichaamseigen
organische stoffen bij een organisme te laten toenemen.
Naast producenten en consumenten is er een derde groep organismen, de
reducenten (Binas 93A en B). Dit zijn bacteriën en schimmels. Hun ‘voedsel’
bestaat uit dode organismen en organische resten van organismen.
Meten hoeveel energie er in organismen is opgeslagen: Je begint met het bepalen
van het drooggewicht. Dat bestaat uit organische stoffen, de biomassa, en uit
mineralen. De energie zit vooral in de organische stoffen: de vetten, de
koolhydraten en de eiwitten. Je bepaalt van de biomassa het gewicht aan vetten,
eiwitten en koolhydraten en kunt de hoeveelheid energie (in joules) berekenen.
Per gram bevat vet 38 kJ en eiwitten en koolhydraten 17 kJ.
In een model geven biologen de biomassa van een trofisch niveau weer in vorm
van een rechthoek. De breedte van de rechthoek is een maat voor de biomassa.
, Stapel je de rechthoeken op elkaar, producenten onder en consumenten daar
bovenop, dan krijg je een piramide van biomassa, die aangeeft hoe de
biomassa is verdeeld over de trofische niveaus. Werk je met jaargemiddelden,
dan krijg je een piramide van productiviteit (Binas T93 E2). Door de biomassa
naar zijn energie inhoud om te rekenen, krijg je een piramide van energie. De
aantallen organismen per trofisch niveau geef je in een piramide van aantallen
weer.
Door migratie en visvangst verdwijnt ook weer energie uit het ecosysteem.
Gebeurt die bevissing duurzaam, dan is het ecosysteem stabiel. De
energiestromen, de toename en afname van energie in de vorm van
organische stoffen, zijn met elkaar in evenwicht. Dat verandert na een
verstoring, een gebeurtenis waardoor een snelle, blijvende verandering in een
ecosysteem plaats vindt.
8.2 Koolstofkringloop
Planten maken van CO2 en H20, onder invloed van
zonlicht, glucose: fotosynthese (koolstofassimilatie).
Glucose is de basis voor alle organische stoffen.
Wanneer jij die planten eet, gebruik je die stoffen weer
als brandstof bij je dissimilatie en als bouwstof voor
secundaire productie. Bij de dissimilatie komt weer
CO2 vrij, die de lucht in gaat. Dat vormt een kringloop
van voortdurend hergebruikte koolstof: van jou naar
lucht, naar plant, naar konijn, naar lucht, naar plant.
Koolstof kan rechtstreeks van producenten of
consumenten weer naar producenten gaan in de vorm van CO 2 of via een
kringloop van reducenten. Andere elementen, zoals S, N en P kunnen dat
uitsluitend via een kringloop met reducenten. Reducenten (schimmels en
Bacteriën) breken de organische afvalstoffen of dode organismen af tot
anorganische stoffen (H20, CO2 en mineralen). Planten gebruiken deze
elementen voor de secundaire productie van organische stoffen uit glucose.
De route van het element koolstof in een ecosysteem heet de
koolstofkringloop. Bij een snelle C-kringloop gaat de C van producenten naar
consumenten en rechtstreeks of via reducenten weer terug naar de producenten.
Bij een langzame C-kringloop gaat het om C die miljoenen jaren is opgeslagen
in de bodem. Dat gebeurt in de vorm van fossiele brandstoffen als steenkool
en aardolie (Binas 93F) en als kalkgesteente.
