Universiteit Antwerpen Schakelprogramma Milieuwetenschappen
Docent: Ivan Nijs en Matteo Campioli Ecologie: UA_1005WETECO
Ecologie
Schooljaar: 2020 - 2021 1
,Inhoud
1 Algemene inleiding tot en bereik van de ecologie................................................. 1
1.1 Wat is ecologie? Ecologie is een wetenschap? ............................................. 1
1.2 De basiseenheid van de ecologie = het ecosysteem ..................................... 1
1.3 Componenten van een ecosysteem vormen een hiërarchie .......................... 1
1.4 Ecologie maakt gebruik van andere wetenschapsdisciplines ....................... 1
1.5 Ecologen gebruiken wetenschappelijke methoden ...................................... 1
1.6 Ecosysteem: nog even samenvatten............................................................ 1
2 Het fysisch milieu/energie en klimaat ................................................................ 2
2.0 Vooraf........................................................................................................ 2
2.1 Zonnestraling en interceptie door de aarde................................................. 2
2.2 De geïntercepteerde zonnestraling varieert over het oppervlak van de aarde 3
2.3 Het globale neerslagpatroon ....................................................................... 3
2.4 Microklimaat ............................................................................................. 3
3 Het abiotisch milieu ........................................................................................... 4
3.0 Vooraf........................................................................................................ 4
3.1 Zonnestraling en zichtbaar licht ................................................................. 4
3.2 Planten en vegetatie intercepteren het invallend licht ................................. 5
3.3 Water ........................................................................................................ 5
3.4 Transfer van water en de waterkringloop .................................................... 6
3.5 Energie-uitwisselingen tussen organismen en hun omgeving ..................... 7
3.6 Macro-en micronutriënten zijn essentieel ................................................... 7
4 Aanpassingen van planten aan hun omgeving .................................................... 8
4.0 Vooraf........................................................................................................ 8
4.1 Fotosynthese is de conversie van koolstofdioxide in eenvoudige suikers ..... 8
4.2 Fotosynthese en respiratie: gasuitwisslingen met de atmosfeer................... 8
4.3 Energiebalans van de planten in relatie tot hun omgeving .......................... 9
4.4 Allocatie van koolstof naar de productie van verschillende plantenorganen
10
4.4.1 Adaptaties van planten aan hun omgeving ............................................ 10
4.5 Adaptaties van planten aan de lichthoeveelheid (PAR) .............................. 11
4.6 Waterbeschikbaarheid en temperatuur beïnvloeden plantadaptaties ........ 11
4.7 Adaptaties van planten aan de omgevingstemperatuur ............................. 12
4.7.1 Aanpassingen van planten tegen vriezen ............................................... 13
2
,Samenvatting Ecologie
4.8 Adaptaties van planten aan de beschikbaarheid van nutriënten ............... 13
4.9 Study case: plant aanpassingen een de poolomgeving (tundra) ................. 14
5 Adaptaties van dieren aan hun omgeving ......................................................... 15
5.0 Vooraf...................................................................................................... 15
5.1 Dieren verwerven hun voedsel op verschillende manieren ........................ 15
5.2 Dieren hebben uiteenlopende behoeften aan voedingsstoffen en nutriënten
16
5.3 Zuurstofopname ...................................................................................... 16
5.4 Regulatie van interne condities en energie-uitwisselingen met de omgeving
16
5.5 Poikilothermen, homeothermen en heterothermen ................................... 17
5.6 Bijzondere reacties van dieren op hun thermische omgeving .................... 18
5.7 Fysiologische reacties op de thermische omgeving en op water ................. 18
5.7.1 Fysiologische reacties op de thermische omgeving ................................. 18
5.7.2 Fysiologische reacties op water ............................................................. 19
13 Gemeenschappen – Algemeen ........................................................................ 20
13.1 Definities ................................................................................................. 20
13.2 Interacties tussen soorten ........................................................................ 20
13.3 Structuurkenmerken van een gemeenschap ............................................. 21
13.3.1 Biologische structuurkenmerken........................................................ 21
13.3.2 Fysische structuurkenmerken............................................................ 22
13.4 Begrenzing van gemeenschappen en verschil ........................................... 25
13.5 Temporele veranderingen in gemeenschapsstructuur: successie .............. 26
13.6 Enige ecologische theorie omtrent ‘de gemeenschap’ ................................ 27
13.7 Outlook ................................................................................................... 28
18 Gemeenschappen – Interacties met de mens .................................................. 29
18.1 Inleiding .................................................................................................. 29
18.2 Duurzame exploitatie en natuurlijke populaties ....................................... 29
18.3 Duurzame oogst of vangst is niet eenvoudig te realiseren ......................... 31
18.4 Duurzame oogst in bosbouw .................................................................... 31
18.5 Andere interacties tussen populaties en de mens ..................................... 31
18.5.1 Voedselproductie bevoordeelt soorten maar benadeelt vele andere ...... 31
18.5.2 De mens introduceert uitheemse invasieve soorten............................. 32
18.5.3 Bestrijding van pestsoorten ................................................................ 32
19 Gemeenschappen – Landschapsecologie ........................................................ 34
3
, 19.1 Definities ................................................................................................. 34
19.2 Ecologische gevolgen van de structuur van het landschap........................ 35
19.2.1 Randeffecten ...................................................................................... 35
19.2.2 Effecten van ‘patch’ grootte en vorm ................................................... 36
19.3 De theorie van de eilandbiogeografie is toepasbaar op patches in het
landschap .............................................................................................................. 37
19.4 Via corridors kunnen organismen migreren tussen patches ..................... 38
19.5 Het resultaat van fragmentatie: metapopulaties ....................................... 38
19.6 Verstoringen interageren met het landschap ............................................ 39
20 Ecosysteemproductiviteit ............................................................................... 40
20.0 Woord vooraf ........................................................................................... 40
20.1 Een ecosysteem bevat zowel biota als abiota ............................................ 40
20.2 Alle ecosystemen hebben drie basiscomponenten ..................................... 40
20.3 Wetten van de thermodynamica en energiestroom .................................... 41
20.4 Primaire productiviteit: begrippen en definities ........................................ 41
20.5 Omgevingscontrole van de primaire productiviteit .................................... 42
20.6 Primaire productiviteit bepaalt secundaire productiviteit .......................... 43
20.7 Ecosystemen hebben twee belangrijke voedselketens ............................... 43
20.8 Energie stroomt doorheen trofische niveaus ............................................. 44
20.9 Energie neemt af met opeenvolgende trofische niveaus ............................. 44
20.10 Energiestroom doorheen voedselketens verschilt tussen ecosystemen ...... 44
20.11 Ecologische pyramides karakteriseren de verdeling van energie................ 45
21 Nutriëntencycli .............................................................................................. 46
21.0 Woord vooraf ........................................................................................... 46
21.1 Alle nutriënten zitten in biogeochemische cycli ........................................ 46
21.2 Nutriënten komen het ecosysteem binnen via inputs................................ 46
21.3 Nutriënten worden binnen het ecosysteem gerecycleerd ........................... 46
21.4 De outputs vertegenwoordigen een verlies aan nutriënten uit het
ecosysteem ............................................................................................................ 46
21.5 Nutriëntencyclering verschilt tussen terrestrische en aquatische
ecosystemen .......................................................................................................... 47
21.6 Stromend-water- en kustecosystemen ...................................................... 48
22 Biogeochemische kringlopen .......................................................................... 49
22.0 Vooraf...................................................................................................... 49
22.1 De koolstofkringloop ................................................................................ 49
4
Docent: Ivan Nijs en Matteo Campioli Ecologie: UA_1005WETECO
Ecologie
Schooljaar: 2020 - 2021 1
,Inhoud
1 Algemene inleiding tot en bereik van de ecologie................................................. 1
1.1 Wat is ecologie? Ecologie is een wetenschap? ............................................. 1
1.2 De basiseenheid van de ecologie = het ecosysteem ..................................... 1
1.3 Componenten van een ecosysteem vormen een hiërarchie .......................... 1
1.4 Ecologie maakt gebruik van andere wetenschapsdisciplines ....................... 1
1.5 Ecologen gebruiken wetenschappelijke methoden ...................................... 1
1.6 Ecosysteem: nog even samenvatten............................................................ 1
2 Het fysisch milieu/energie en klimaat ................................................................ 2
2.0 Vooraf........................................................................................................ 2
2.1 Zonnestraling en interceptie door de aarde................................................. 2
2.2 De geïntercepteerde zonnestraling varieert over het oppervlak van de aarde 3
2.3 Het globale neerslagpatroon ....................................................................... 3
2.4 Microklimaat ............................................................................................. 3
3 Het abiotisch milieu ........................................................................................... 4
3.0 Vooraf........................................................................................................ 4
3.1 Zonnestraling en zichtbaar licht ................................................................. 4
3.2 Planten en vegetatie intercepteren het invallend licht ................................. 5
3.3 Water ........................................................................................................ 5
3.4 Transfer van water en de waterkringloop .................................................... 6
3.5 Energie-uitwisselingen tussen organismen en hun omgeving ..................... 7
3.6 Macro-en micronutriënten zijn essentieel ................................................... 7
4 Aanpassingen van planten aan hun omgeving .................................................... 8
4.0 Vooraf........................................................................................................ 8
4.1 Fotosynthese is de conversie van koolstofdioxide in eenvoudige suikers ..... 8
4.2 Fotosynthese en respiratie: gasuitwisslingen met de atmosfeer................... 8
4.3 Energiebalans van de planten in relatie tot hun omgeving .......................... 9
4.4 Allocatie van koolstof naar de productie van verschillende plantenorganen
10
4.4.1 Adaptaties van planten aan hun omgeving ............................................ 10
4.5 Adaptaties van planten aan de lichthoeveelheid (PAR) .............................. 11
4.6 Waterbeschikbaarheid en temperatuur beïnvloeden plantadaptaties ........ 11
4.7 Adaptaties van planten aan de omgevingstemperatuur ............................. 12
4.7.1 Aanpassingen van planten tegen vriezen ............................................... 13
2
,Samenvatting Ecologie
4.8 Adaptaties van planten aan de beschikbaarheid van nutriënten ............... 13
4.9 Study case: plant aanpassingen een de poolomgeving (tundra) ................. 14
5 Adaptaties van dieren aan hun omgeving ......................................................... 15
5.0 Vooraf...................................................................................................... 15
5.1 Dieren verwerven hun voedsel op verschillende manieren ........................ 15
5.2 Dieren hebben uiteenlopende behoeften aan voedingsstoffen en nutriënten
16
5.3 Zuurstofopname ...................................................................................... 16
5.4 Regulatie van interne condities en energie-uitwisselingen met de omgeving
16
5.5 Poikilothermen, homeothermen en heterothermen ................................... 17
5.6 Bijzondere reacties van dieren op hun thermische omgeving .................... 18
5.7 Fysiologische reacties op de thermische omgeving en op water ................. 18
5.7.1 Fysiologische reacties op de thermische omgeving ................................. 18
5.7.2 Fysiologische reacties op water ............................................................. 19
13 Gemeenschappen – Algemeen ........................................................................ 20
13.1 Definities ................................................................................................. 20
13.2 Interacties tussen soorten ........................................................................ 20
13.3 Structuurkenmerken van een gemeenschap ............................................. 21
13.3.1 Biologische structuurkenmerken........................................................ 21
13.3.2 Fysische structuurkenmerken............................................................ 22
13.4 Begrenzing van gemeenschappen en verschil ........................................... 25
13.5 Temporele veranderingen in gemeenschapsstructuur: successie .............. 26
13.6 Enige ecologische theorie omtrent ‘de gemeenschap’ ................................ 27
13.7 Outlook ................................................................................................... 28
18 Gemeenschappen – Interacties met de mens .................................................. 29
18.1 Inleiding .................................................................................................. 29
18.2 Duurzame exploitatie en natuurlijke populaties ....................................... 29
18.3 Duurzame oogst of vangst is niet eenvoudig te realiseren ......................... 31
18.4 Duurzame oogst in bosbouw .................................................................... 31
18.5 Andere interacties tussen populaties en de mens ..................................... 31
18.5.1 Voedselproductie bevoordeelt soorten maar benadeelt vele andere ...... 31
18.5.2 De mens introduceert uitheemse invasieve soorten............................. 32
18.5.3 Bestrijding van pestsoorten ................................................................ 32
19 Gemeenschappen – Landschapsecologie ........................................................ 34
3
, 19.1 Definities ................................................................................................. 34
19.2 Ecologische gevolgen van de structuur van het landschap........................ 35
19.2.1 Randeffecten ...................................................................................... 35
19.2.2 Effecten van ‘patch’ grootte en vorm ................................................... 36
19.3 De theorie van de eilandbiogeografie is toepasbaar op patches in het
landschap .............................................................................................................. 37
19.4 Via corridors kunnen organismen migreren tussen patches ..................... 38
19.5 Het resultaat van fragmentatie: metapopulaties ....................................... 38
19.6 Verstoringen interageren met het landschap ............................................ 39
20 Ecosysteemproductiviteit ............................................................................... 40
20.0 Woord vooraf ........................................................................................... 40
20.1 Een ecosysteem bevat zowel biota als abiota ............................................ 40
20.2 Alle ecosystemen hebben drie basiscomponenten ..................................... 40
20.3 Wetten van de thermodynamica en energiestroom .................................... 41
20.4 Primaire productiviteit: begrippen en definities ........................................ 41
20.5 Omgevingscontrole van de primaire productiviteit .................................... 42
20.6 Primaire productiviteit bepaalt secundaire productiviteit .......................... 43
20.7 Ecosystemen hebben twee belangrijke voedselketens ............................... 43
20.8 Energie stroomt doorheen trofische niveaus ............................................. 44
20.9 Energie neemt af met opeenvolgende trofische niveaus ............................. 44
20.10 Energiestroom doorheen voedselketens verschilt tussen ecosystemen ...... 44
20.11 Ecologische pyramides karakteriseren de verdeling van energie................ 45
21 Nutriëntencycli .............................................................................................. 46
21.0 Woord vooraf ........................................................................................... 46
21.1 Alle nutriënten zitten in biogeochemische cycli ........................................ 46
21.2 Nutriënten komen het ecosysteem binnen via inputs................................ 46
21.3 Nutriënten worden binnen het ecosysteem gerecycleerd ........................... 46
21.4 De outputs vertegenwoordigen een verlies aan nutriënten uit het
ecosysteem ............................................................................................................ 46
21.5 Nutriëntencyclering verschilt tussen terrestrische en aquatische
ecosystemen .......................................................................................................... 47
21.6 Stromend-water- en kustecosystemen ...................................................... 48
22 Biogeochemische kringlopen .......................................................................... 49
22.0 Vooraf...................................................................................................... 49
22.1 De koolstofkringloop ................................................................................ 49
4
