Inhoudsopgave
1 Inleiding tot ecologie........................................................................................... 5
1.1 Wat is ecologie?............................................................................................. 5
1.2 Schaal, benadering en geldigheid.................................................................6
1.3 Ecologie in de praktijk................................................................................... 9
1.3.1 Cedar Creek experiment.........................................................................9
1.3.2 Hubard Brook Experimental forest..........................................................9
1.3.3 Canada's experimenteel merengebied....................................................9
1.3.4 Introductie van een exotische vissoort..................................................10
1.3.5 Bengaalse en Indische gieren...............................................................10
2 Evolutie............................................................................................................. 11
2.1 Evolutie door natuurlijke selectie................................................................11
2.2 Evolutie binnen soorten............................................................................... 12
2.2.1 Evolutie binnen soorten: geo-variatie...................................................12
2.2.2 evolutie binnen soorten door antropogene selectiedruk.......................13
2.2.3 evolutie binnen soorten: (co)evolutie....................................................14
2.3 De ecologie van soortenvorming.................................................................14
2.4 Effecten van klimaatverandering op de evolutie en distributie van soorten
.......................................................................................................................... 16
2.5 Continentendrift, parallelle en convergente evolutie..................................17
3 Hulpbronnen en conditities................................................................................ 18
3.1 Milieucondities............................................................................................. 18
3.1.1 Effecten van condities...........................................................................18
3.1.2 Condities als stimuli.............................................................................. 20
3.1.3 Effecten van condities op de interacties tussen organismen................21
3.1.4 Responsen van sedentaire organismen.................................................22
3.1.5 responsen van dieren op omgevingstemperatuur.................................23
3.1.6 micro-organismen in extreme omstandigheden....................................23
3.2 Bronnen voor autotrofen............................................................................. 24
3.2.1 Zonnestraling........................................................................................ 24
3.2.2 Water..................................................................................................... 25
3.2.3 Nutriënten............................................................................................. 27
3.2.4 Koolstofdioxide...................................................................................... 28
3.3 Heterotrofen en hun hulpbronnen...............................................................29
3.3.1 Nutritionele noden en voorzieningen....................................................30
3.3.2 Verdediging........................................................................................... 31
1
, 3.4 Effecten van intraspecifieke competitie voor hulpbronnen.........................32
3.5 Condities, hulpbronnen en ecologische niche.............................................33
4 Klimaat en bodem............................................................................................. 34
4.1 Het klimaat op aarde................................................................................... 34
4.1.1 Herverdeling van de warmte door atmosferische stromingen...............34
4.1.2 Oceaanstromingen en de herverdeling van warmte.............................35
4.2 Terrestrische biomen................................................................................... 36
4.2.1 Biomen en convergente evolutie...........................................................36
4.2.2 Tropisch regenwoud.............................................................................. 37
4.2.3 Savanne................................................................................................ 37
4.2.4 Gematigd grasland................................................................................ 39
4.2.5 Woestijn................................................................................................ 39
4.2.6 Gematigd bos........................................................................................ 40
4.2.7 Boreaal bos (taiga)................................................................................ 40
4.2.8 Toendra................................................................................................. 41
4.3 Aquatische ecosystemen op land................................................................42
4.3.1 Stromen en rivieren............................................................................... 42
4.3.2 Meren en vijvers.................................................................................... 43
4.3.3 Moerassen (draslanden)........................................................................44
4.4 Oceanen...................................................................................................... 44
4.4.1 Diepe oceaan........................................................................................ 45
4.4.2 Subtropische gyres................................................................................ 45
4.4.3 Opwellingszones................................................................................... 46
4.4.4 Grote continentale platen.....................................................................47
4.4.5 Kustgebonden mariene ecosystemen...................................................47
5 Individuen en populaties deel I: dynamiek binnen populaties...........................49
5.1 Individuen en populaties............................................................................. 49
5.1.1 Individuen............................................................................................. 49
5.1.2 Populatie............................................................................................... 49
5.1.3 Abundantie (= populatiegrootte)..........................................................50
5.1.4 Spreiding van individuen (ruimtelijke spreiding v individuen binnen een
populatie)....................................................................................................... 50
5.2 Levenscycli.................................................................................................. 51
5.3 Populatiedynamiek...................................................................................... 52
5.4 Dispersie en migratie.................................................................................. 54
5.4.1 Migratie................................................................................................. 54
5.4.2 Dispersie............................................................................................... 54
2
, 5.5 Intraspecifieke competitie...........................................................................55
5.5.1 Populatiegroeicurves (NOG GOED BEKIJKEN WANT RAP OVER GEGAAN)
....................................................................................................................... 55
5.6 Patronen in levensgeschiedenis..................................................................56
6 Individuen en populaties II: interspecifieke competitie......................................57
6.1 Ecologisch effect van interspecifieke competitie.........................................57
6.2 Ecologische effecten: Lotka volterramodel..................................................58
6.2.1 Waarom zien we in de natuur toch veel soorten samen?......................59
6.3 Evolutionaire effecten van interspecifieke competitie.................................59
6.4 Gevolgen voor gemeenschapsstructuur......................................................60
6.5 Het voorkomen van interspecifieke competitie...........................................61
7 Individuen en populaties III: predatie, begrazing & ziekte.................................62
7.1 Predatie....................................................................................................... 62
7.2 Effecten van predatie.................................................................................. 63
7.3 Gedrag van predatoren............................................................................... 64
7.4 populatiedynamiek...................................................................................... 66
7.4.1 Densiteitseffecten................................................................................. 67
7.4.2 Ruimtelijke fragmentering: metapopulaties..........................................67
7.5 Lotka-Volterramodel voor prooi-predatorcycli..............................................68
7.6 Effecten op de gemeenschapsstructuur......................................................69
8 van populaties tot gemeenschappen, successie en diversiteit..........................71
8.1 mutualistische interacties........................................................................... 71
8.2 Gemeenschappen omschrijven...................................................................72
8.2.1 Belangrijke indicatoren..........................................................................73
8.2.2 Functionele diversiteit...........................................................................74
8.2.3 Alfa-, bèta- en gammadiversiteit...........................................................74
8.2.4 Indices voor bèta-diversiteit..................................................................74
8.3 abundantie.................................................................................................. 76
8.3.1 regulatie versus determinatie...............................................................76
8.3.2 abundantie: metapopulaties.................................................................77
8.4 Temporele variatie en successie..................................................................79
8.5 Voedselwebben........................................................................................... 80
8.6 Processen in gemeenschappen...................................................................82
8.6.1 Speciatie............................................................................................... 82
8.6.2 Dispersie............................................................................................... 82
8.6.3 Drift....................................................................................................... 83
8.6.4 Selectie................................................................................................. 83
3
, 8.7 Patronen in rijkdom en diversiteit van gemeenschappen............................84
8.7.1 Productiviteit en nutriëntenbeschikbaarheid.........................................84
8.7.2 Energie.................................................................................................. 85
8.7.3 Soort-oppervlakterelatie.......................................................................85
8.7.4 Eilandbiogeografie................................................................................ 85
8.7.5 Hoogte en diepte................................................................................... 86
8.7.6 Predatie................................................................................................. 86
8.7.7 Verstoring.............................................................................................. 86
8.7.8 Ruimtelijke heterogeniteit.....................................................................87
8.7.9 Randeffecten......................................................................................... 87
8.7.10 Latitudinale diversiteitsgradiënt (LDG)................................................87
9 Ecosystemen I – Energiestromen & Primaire Productie......................................89
9.1 De rol van energie in de ecologie................................................................89
9.2 Geografische patronen in primaire productiviteit........................................90
9.3 Factoren die de terrestrische primaire productiviteit beïnvloeden..............91
9.4 Factoren die de aquatische primaire productiviteit beïnvloeden.................93
9.5 Het lot van primaire productiviteit: begrazing.............................................95
9.6 Het afbraakproces....................................................................................... 97
10 Ecosystemen II – nutriëntenstromen en -cycli................................................99
10.1 koolstof- en nutriëntencycli.......................................................................99
10.1.1 Koolstof............................................................................................... 99
10.1.2 Stikstof.............................................................................................. 101
10.1.3 fosfor................................................................................................. 105
10.1.4 kalium, calcium en magnesium.........................................................108
10.2 nutriënten op ecosysteemniveau............................................................110
10.3 Balansen en effecten van koolstof en nutriënten op regionaal en globaal
niveau............................................................................................................. 112
10.3.1 Koolstof............................................................................................. 112
10.3.2 Stikstof.............................................................................................. 113
10.3.3 fosfor................................................................................................. 116
11 Ecologie in de praktijk: klimaatverandering (gastspreker)...........................118
12 Ecologie in de praktijk: biodiversiteit en natuurbescherming.......................118
12.1 Biodiversiteit........................................................................................... 118
12.2 Het belang van biodiversiteit..................................................................118
4
1 Inleiding tot ecologie........................................................................................... 5
1.1 Wat is ecologie?............................................................................................. 5
1.2 Schaal, benadering en geldigheid.................................................................6
1.3 Ecologie in de praktijk................................................................................... 9
1.3.1 Cedar Creek experiment.........................................................................9
1.3.2 Hubard Brook Experimental forest..........................................................9
1.3.3 Canada's experimenteel merengebied....................................................9
1.3.4 Introductie van een exotische vissoort..................................................10
1.3.5 Bengaalse en Indische gieren...............................................................10
2 Evolutie............................................................................................................. 11
2.1 Evolutie door natuurlijke selectie................................................................11
2.2 Evolutie binnen soorten............................................................................... 12
2.2.1 Evolutie binnen soorten: geo-variatie...................................................12
2.2.2 evolutie binnen soorten door antropogene selectiedruk.......................13
2.2.3 evolutie binnen soorten: (co)evolutie....................................................14
2.3 De ecologie van soortenvorming.................................................................14
2.4 Effecten van klimaatverandering op de evolutie en distributie van soorten
.......................................................................................................................... 16
2.5 Continentendrift, parallelle en convergente evolutie..................................17
3 Hulpbronnen en conditities................................................................................ 18
3.1 Milieucondities............................................................................................. 18
3.1.1 Effecten van condities...........................................................................18
3.1.2 Condities als stimuli.............................................................................. 20
3.1.3 Effecten van condities op de interacties tussen organismen................21
3.1.4 Responsen van sedentaire organismen.................................................22
3.1.5 responsen van dieren op omgevingstemperatuur.................................23
3.1.6 micro-organismen in extreme omstandigheden....................................23
3.2 Bronnen voor autotrofen............................................................................. 24
3.2.1 Zonnestraling........................................................................................ 24
3.2.2 Water..................................................................................................... 25
3.2.3 Nutriënten............................................................................................. 27
3.2.4 Koolstofdioxide...................................................................................... 28
3.3 Heterotrofen en hun hulpbronnen...............................................................29
3.3.1 Nutritionele noden en voorzieningen....................................................30
3.3.2 Verdediging........................................................................................... 31
1
, 3.4 Effecten van intraspecifieke competitie voor hulpbronnen.........................32
3.5 Condities, hulpbronnen en ecologische niche.............................................33
4 Klimaat en bodem............................................................................................. 34
4.1 Het klimaat op aarde................................................................................... 34
4.1.1 Herverdeling van de warmte door atmosferische stromingen...............34
4.1.2 Oceaanstromingen en de herverdeling van warmte.............................35
4.2 Terrestrische biomen................................................................................... 36
4.2.1 Biomen en convergente evolutie...........................................................36
4.2.2 Tropisch regenwoud.............................................................................. 37
4.2.3 Savanne................................................................................................ 37
4.2.4 Gematigd grasland................................................................................ 39
4.2.5 Woestijn................................................................................................ 39
4.2.6 Gematigd bos........................................................................................ 40
4.2.7 Boreaal bos (taiga)................................................................................ 40
4.2.8 Toendra................................................................................................. 41
4.3 Aquatische ecosystemen op land................................................................42
4.3.1 Stromen en rivieren............................................................................... 42
4.3.2 Meren en vijvers.................................................................................... 43
4.3.3 Moerassen (draslanden)........................................................................44
4.4 Oceanen...................................................................................................... 44
4.4.1 Diepe oceaan........................................................................................ 45
4.4.2 Subtropische gyres................................................................................ 45
4.4.3 Opwellingszones................................................................................... 46
4.4.4 Grote continentale platen.....................................................................47
4.4.5 Kustgebonden mariene ecosystemen...................................................47
5 Individuen en populaties deel I: dynamiek binnen populaties...........................49
5.1 Individuen en populaties............................................................................. 49
5.1.1 Individuen............................................................................................. 49
5.1.2 Populatie............................................................................................... 49
5.1.3 Abundantie (= populatiegrootte)..........................................................50
5.1.4 Spreiding van individuen (ruimtelijke spreiding v individuen binnen een
populatie)....................................................................................................... 50
5.2 Levenscycli.................................................................................................. 51
5.3 Populatiedynamiek...................................................................................... 52
5.4 Dispersie en migratie.................................................................................. 54
5.4.1 Migratie................................................................................................. 54
5.4.2 Dispersie............................................................................................... 54
2
, 5.5 Intraspecifieke competitie...........................................................................55
5.5.1 Populatiegroeicurves (NOG GOED BEKIJKEN WANT RAP OVER GEGAAN)
....................................................................................................................... 55
5.6 Patronen in levensgeschiedenis..................................................................56
6 Individuen en populaties II: interspecifieke competitie......................................57
6.1 Ecologisch effect van interspecifieke competitie.........................................57
6.2 Ecologische effecten: Lotka volterramodel..................................................58
6.2.1 Waarom zien we in de natuur toch veel soorten samen?......................59
6.3 Evolutionaire effecten van interspecifieke competitie.................................59
6.4 Gevolgen voor gemeenschapsstructuur......................................................60
6.5 Het voorkomen van interspecifieke competitie...........................................61
7 Individuen en populaties III: predatie, begrazing & ziekte.................................62
7.1 Predatie....................................................................................................... 62
7.2 Effecten van predatie.................................................................................. 63
7.3 Gedrag van predatoren............................................................................... 64
7.4 populatiedynamiek...................................................................................... 66
7.4.1 Densiteitseffecten................................................................................. 67
7.4.2 Ruimtelijke fragmentering: metapopulaties..........................................67
7.5 Lotka-Volterramodel voor prooi-predatorcycli..............................................68
7.6 Effecten op de gemeenschapsstructuur......................................................69
8 van populaties tot gemeenschappen, successie en diversiteit..........................71
8.1 mutualistische interacties........................................................................... 71
8.2 Gemeenschappen omschrijven...................................................................72
8.2.1 Belangrijke indicatoren..........................................................................73
8.2.2 Functionele diversiteit...........................................................................74
8.2.3 Alfa-, bèta- en gammadiversiteit...........................................................74
8.2.4 Indices voor bèta-diversiteit..................................................................74
8.3 abundantie.................................................................................................. 76
8.3.1 regulatie versus determinatie...............................................................76
8.3.2 abundantie: metapopulaties.................................................................77
8.4 Temporele variatie en successie..................................................................79
8.5 Voedselwebben........................................................................................... 80
8.6 Processen in gemeenschappen...................................................................82
8.6.1 Speciatie............................................................................................... 82
8.6.2 Dispersie............................................................................................... 82
8.6.3 Drift....................................................................................................... 83
8.6.4 Selectie................................................................................................. 83
3
, 8.7 Patronen in rijkdom en diversiteit van gemeenschappen............................84
8.7.1 Productiviteit en nutriëntenbeschikbaarheid.........................................84
8.7.2 Energie.................................................................................................. 85
8.7.3 Soort-oppervlakterelatie.......................................................................85
8.7.4 Eilandbiogeografie................................................................................ 85
8.7.5 Hoogte en diepte................................................................................... 86
8.7.6 Predatie................................................................................................. 86
8.7.7 Verstoring.............................................................................................. 86
8.7.8 Ruimtelijke heterogeniteit.....................................................................87
8.7.9 Randeffecten......................................................................................... 87
8.7.10 Latitudinale diversiteitsgradiënt (LDG)................................................87
9 Ecosystemen I – Energiestromen & Primaire Productie......................................89
9.1 De rol van energie in de ecologie................................................................89
9.2 Geografische patronen in primaire productiviteit........................................90
9.3 Factoren die de terrestrische primaire productiviteit beïnvloeden..............91
9.4 Factoren die de aquatische primaire productiviteit beïnvloeden.................93
9.5 Het lot van primaire productiviteit: begrazing.............................................95
9.6 Het afbraakproces....................................................................................... 97
10 Ecosystemen II – nutriëntenstromen en -cycli................................................99
10.1 koolstof- en nutriëntencycli.......................................................................99
10.1.1 Koolstof............................................................................................... 99
10.1.2 Stikstof.............................................................................................. 101
10.1.3 fosfor................................................................................................. 105
10.1.4 kalium, calcium en magnesium.........................................................108
10.2 nutriënten op ecosysteemniveau............................................................110
10.3 Balansen en effecten van koolstof en nutriënten op regionaal en globaal
niveau............................................................................................................. 112
10.3.1 Koolstof............................................................................................. 112
10.3.2 Stikstof.............................................................................................. 113
10.3.3 fosfor................................................................................................. 116
11 Ecologie in de praktijk: klimaatverandering (gastspreker)...........................118
12 Ecologie in de praktijk: biodiversiteit en natuurbescherming.......................118
12.1 Biodiversiteit........................................................................................... 118
12.2 Het belang van biodiversiteit..................................................................118
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