Hoofdstuk 9 – Ecologie
9.1 Klimaatverandering
Gevolgen veel mensen aarde – klimaatveranderingen. Basis leven aarde - koolstof.
Koolstofverbindingen: bouwstoffen voor ecosystemen. Bouwstoffen die koolstof
bevattende organismen geven, voeden energie.
Fossiele brandstoffen zijn koolstofverbindingen die ontstaan zijn uit planten en dieren. In
bodem vormen deze koolstofvoorraden grote koolstofsinks. Kalkgesteenten vormen ook
grote koolstofsinks. Ze zijn in zeeën/oceanen ontstaan door reactie van CO 2 en Ca2+. Ook
oceaansediment vormt grote koolstofsink.
Koolstofsink kan vrijkomen door erosie gesteenten/schuiven tektonische platen. Koolstof
is beschikbaar voor fotosynthese, begin nieuwe koolstofkringloop. Vrijgekomen CO 2 heeft
invloed wereldklimaat.
Sink: punt in ecosysteem waar koolstof verdwijnt en niet snel terugkomt. Source: waar
koolstof ontstaat.
Fossiele brandstoffen (FB), kalkgesteenten en oceaansediment zijn onderdeel langzame
koolstofkringen. Door verbranden FB is deze koolstrofstroom enorm versneld. FB vormen
zo koolstofsource.
Kringloop waarbij koolstof in relatief korte tijd overgaat van anorganische (CO 2) naar
organische stof is snelle of korte koolstofkringloop. Bij zo’n koolstrofkringloop leggen
producenten CO2 vast in organische stoffen waarna afbraak door
consumenten/reducenten CO2 weer vrij maakt. Bij zo’n koolstofkringloop bestaat
koolstofsink uit biomassa. Maar ook organische stof in bodem/veen. Bij zo’n kringloop
komt door producten vastgelegde koolstof weer relatief snel terug in kringloop na afbraak
door dissimilatie.
April - september planten noordelijk halfrond nemen meer CO 2 op dan afgeven, oktober -
maart is andersom. Zuidelijke halfrond tegenovergesteld. Afgelopen millennia grootte in
biomassa opgeslagen koolstof gedaald - als CO2 in atmosfeer. Veel CO2 opgelost oceaan.
Toename opgelost CO2 - lagere pH.
Zon levert energie waarop systeem Aarde draait. Niet alle zonnestralen bereiken aarde,
ozonlaag houdt deel tegen. Deel van zonlicht verwarmt aarde en kaatst als warmte terug
atmosfeer in. Broeikasgassen houden die warmtestralen tegen en houden daarmee het
broeikaseffect in stand.
Belangrijkste broeikasgassen; waterdamp, koolstofdioxide, methaan, lachgas, ozon. Ze
hebben allemaal vermogen om infraroodstraling te absorberen. Die stralen ze naar alle
kanten uit, ook terug naar aarde.
CH4 afkomstig fossiele brandstoffen, ook biologische processen. Ontstaat onder anaerobe
omstandig-heden uit organisch materiaal. N2O broeikasgas dat vrijkomt door
bacteriewerking in oceanen, bij sterk bemeste landbouwgrond en door verkeer.
Door klimaatverandering veranderen abiotische factoren van ecosysteem. Deze
veranderingen van abiotische factoren kunnen leiden tot overschrijven van
tolerantiegrenzen. Met als gevolg dat het voor bepaalde soorten organismen niet meer
mogelijk is om in hun huidige leefgebied te blijven leven. Door klimaatverandering
wijzigen soortensamenstelling en soortenrijkdom van ecosysteem. Deze twee bepalen
biodiversiteit van gebied. Ook genetische variatie binnen populaties is van invloed.
, 9.2 Invloed van de mens op de stikstofkringloop
Meeste planten nemen NO3- als N-bron uit bodem op, sommige kunnen ook NH4+
verwerken. Ze gebruiken N2 om aminozuren, eiwitten en andere N-houdende
verbindingen te maken. Reducenten maken stikstof weer beschikbaar voor planten. In
deze kringloop zijn veel bacteriën actief. Sommige planten leven op N-arme bodem, N 2 uit
lucht kunnen planten niet opnemen. Stikstofbindende bacteriën kunnen dat wel.
Sommige stikstofbindende bacteriën leven in knolletjes in wortels van planten. Binnen
knolletjes heersen anaerobe omstandigheden. Enzym nitrogenase werkt onder deze
omstandigheden optimaal. Met behulp van enzym zetten bacteriën N2 om in NH4+:
stikstofficatie. Van NH4+ en koolhydraten maken bacteriën aminozuren -> bouwen hieruit
hun eiwitten op. Gastheerplant krijgt deel van NH4+: vorm van mutualisme. Sterven
planten/bacteriën, dan breken reducenten N-houdende organische stoffen af tot NO 3- en
NH4+.
Voedselvoorziening groeiende aantal bewoners wilt dat landbouwproductie meegroeit.
Groenbemesting: Verrijken bodem met stikstof afkomstig uit plantenresten.
Groenbemesting is niet toereikend/biedt geen oplossing om extra stikstof te leveren. Vee
eet voer van plantaardige oorsprong en groei daarvan kost N2O.
Huidige landbouw gebruikt veel kunstmest. Bevat bijv. NO3-. Fabrikanten kunstmest laten
bij hoge druk en hoge °C N2-gas reageren met H2-gas. Ontstaat NH3 (g). Via omzetting tot
HNO3 levert gewenste nitraat.
Doordat er constante toevoer van kunstmest nodig is om landbouwgronden productief te
houden, vormt stikstofgebruik/-afbraak een open kringloop. Wetenschappers denken dat
N-toevoeging aan kringloop via kunstmest inmiddels net zo groot is als natuurlijke N-
fixatie door bacteriën.
Stikstofoxide zoals NO, NO2 en N2O komen vrij bij verbranding van FB. NO en NO2 zijn erg
reactief. NO werkt in lichaam als neurotransmitter. NO reageert in atmosfeer met O 2 en
NO2 en reageert vervolgens met H2O en HNO3. Zo ontstaan zure regen en daaraan
gekoppelde verzuring van atmosfeer en bodem.
NH3 en stikstofoxiden kunnen in atmosfeer met andere gassen reageren en vormen dan
fijnstof: microscopisch kleine deeltjes die in lucht blijven zweven. Planten kunnen fijnstof
uit lucht wegvangen.
Via NOx en NH3 komt er veel extra stikstof in bodem. Bij kunstmest komt er naast extra
stikstof ook extra fosfaat en kaliumoxide in bodem. Op land leidt verrijking met
meststoffen ertoe dat snelgroeiende planten de kans krijgen om andere planten te
verdringen, waardoor soortenrijkdom aan planten afneemt.
Ook vegetatie structuur verandert van open naar dichte structuur. In dichte vegetatie
met lage diversiteit neemt ook diversiteit aan andere organismen af. Problemen door N-
verrijking spelen vooral in gebieden die van nature weinig stikstof bevatten. Sommige
doen het juist beter door stikstofverrijking. Zijn er veel van deze indicatorsoorten
aanwezig, dan wijst dat op stikstofrijke bodem.
Verrijking meststoffen van oppervlaktewater heet eutrofiëring. In water leidt dit tot
explosieve toename van algen: algenbloei. Explosieve toename van algen leidt tot sterfte
andere waterplanten omdat zij geen licht meer krijgen voor fotosynthese. Overdag is
water verzadigd met O2. Overschot aan O2 ontsnapt naar atmosfeer. ’s Nachts is er door
grote aantal organismen O2-tekort, waardoor organismen doodgaan.
Dode organismen leiden tot extra bacteriën, die op hun beurt ook weer veel O 2
gebruiken. Hypoxie kan het gevolg zijn. Eutrofiëring kan ook leiden tot explosie van
cyanobacteriën. Sommige soorten scheiden sterk giftige stoffen af, waardoor waterdieren
9.1 Klimaatverandering
Gevolgen veel mensen aarde – klimaatveranderingen. Basis leven aarde - koolstof.
Koolstofverbindingen: bouwstoffen voor ecosystemen. Bouwstoffen die koolstof
bevattende organismen geven, voeden energie.
Fossiele brandstoffen zijn koolstofverbindingen die ontstaan zijn uit planten en dieren. In
bodem vormen deze koolstofvoorraden grote koolstofsinks. Kalkgesteenten vormen ook
grote koolstofsinks. Ze zijn in zeeën/oceanen ontstaan door reactie van CO 2 en Ca2+. Ook
oceaansediment vormt grote koolstofsink.
Koolstofsink kan vrijkomen door erosie gesteenten/schuiven tektonische platen. Koolstof
is beschikbaar voor fotosynthese, begin nieuwe koolstofkringloop. Vrijgekomen CO 2 heeft
invloed wereldklimaat.
Sink: punt in ecosysteem waar koolstof verdwijnt en niet snel terugkomt. Source: waar
koolstof ontstaat.
Fossiele brandstoffen (FB), kalkgesteenten en oceaansediment zijn onderdeel langzame
koolstofkringen. Door verbranden FB is deze koolstrofstroom enorm versneld. FB vormen
zo koolstofsource.
Kringloop waarbij koolstof in relatief korte tijd overgaat van anorganische (CO 2) naar
organische stof is snelle of korte koolstofkringloop. Bij zo’n koolstrofkringloop leggen
producenten CO2 vast in organische stoffen waarna afbraak door
consumenten/reducenten CO2 weer vrij maakt. Bij zo’n koolstofkringloop bestaat
koolstofsink uit biomassa. Maar ook organische stof in bodem/veen. Bij zo’n kringloop
komt door producten vastgelegde koolstof weer relatief snel terug in kringloop na afbraak
door dissimilatie.
April - september planten noordelijk halfrond nemen meer CO 2 op dan afgeven, oktober -
maart is andersom. Zuidelijke halfrond tegenovergesteld. Afgelopen millennia grootte in
biomassa opgeslagen koolstof gedaald - als CO2 in atmosfeer. Veel CO2 opgelost oceaan.
Toename opgelost CO2 - lagere pH.
Zon levert energie waarop systeem Aarde draait. Niet alle zonnestralen bereiken aarde,
ozonlaag houdt deel tegen. Deel van zonlicht verwarmt aarde en kaatst als warmte terug
atmosfeer in. Broeikasgassen houden die warmtestralen tegen en houden daarmee het
broeikaseffect in stand.
Belangrijkste broeikasgassen; waterdamp, koolstofdioxide, methaan, lachgas, ozon. Ze
hebben allemaal vermogen om infraroodstraling te absorberen. Die stralen ze naar alle
kanten uit, ook terug naar aarde.
CH4 afkomstig fossiele brandstoffen, ook biologische processen. Ontstaat onder anaerobe
omstandig-heden uit organisch materiaal. N2O broeikasgas dat vrijkomt door
bacteriewerking in oceanen, bij sterk bemeste landbouwgrond en door verkeer.
Door klimaatverandering veranderen abiotische factoren van ecosysteem. Deze
veranderingen van abiotische factoren kunnen leiden tot overschrijven van
tolerantiegrenzen. Met als gevolg dat het voor bepaalde soorten organismen niet meer
mogelijk is om in hun huidige leefgebied te blijven leven. Door klimaatverandering
wijzigen soortensamenstelling en soortenrijkdom van ecosysteem. Deze twee bepalen
biodiversiteit van gebied. Ook genetische variatie binnen populaties is van invloed.
, 9.2 Invloed van de mens op de stikstofkringloop
Meeste planten nemen NO3- als N-bron uit bodem op, sommige kunnen ook NH4+
verwerken. Ze gebruiken N2 om aminozuren, eiwitten en andere N-houdende
verbindingen te maken. Reducenten maken stikstof weer beschikbaar voor planten. In
deze kringloop zijn veel bacteriën actief. Sommige planten leven op N-arme bodem, N 2 uit
lucht kunnen planten niet opnemen. Stikstofbindende bacteriën kunnen dat wel.
Sommige stikstofbindende bacteriën leven in knolletjes in wortels van planten. Binnen
knolletjes heersen anaerobe omstandigheden. Enzym nitrogenase werkt onder deze
omstandigheden optimaal. Met behulp van enzym zetten bacteriën N2 om in NH4+:
stikstofficatie. Van NH4+ en koolhydraten maken bacteriën aminozuren -> bouwen hieruit
hun eiwitten op. Gastheerplant krijgt deel van NH4+: vorm van mutualisme. Sterven
planten/bacteriën, dan breken reducenten N-houdende organische stoffen af tot NO 3- en
NH4+.
Voedselvoorziening groeiende aantal bewoners wilt dat landbouwproductie meegroeit.
Groenbemesting: Verrijken bodem met stikstof afkomstig uit plantenresten.
Groenbemesting is niet toereikend/biedt geen oplossing om extra stikstof te leveren. Vee
eet voer van plantaardige oorsprong en groei daarvan kost N2O.
Huidige landbouw gebruikt veel kunstmest. Bevat bijv. NO3-. Fabrikanten kunstmest laten
bij hoge druk en hoge °C N2-gas reageren met H2-gas. Ontstaat NH3 (g). Via omzetting tot
HNO3 levert gewenste nitraat.
Doordat er constante toevoer van kunstmest nodig is om landbouwgronden productief te
houden, vormt stikstofgebruik/-afbraak een open kringloop. Wetenschappers denken dat
N-toevoeging aan kringloop via kunstmest inmiddels net zo groot is als natuurlijke N-
fixatie door bacteriën.
Stikstofoxide zoals NO, NO2 en N2O komen vrij bij verbranding van FB. NO en NO2 zijn erg
reactief. NO werkt in lichaam als neurotransmitter. NO reageert in atmosfeer met O 2 en
NO2 en reageert vervolgens met H2O en HNO3. Zo ontstaan zure regen en daaraan
gekoppelde verzuring van atmosfeer en bodem.
NH3 en stikstofoxiden kunnen in atmosfeer met andere gassen reageren en vormen dan
fijnstof: microscopisch kleine deeltjes die in lucht blijven zweven. Planten kunnen fijnstof
uit lucht wegvangen.
Via NOx en NH3 komt er veel extra stikstof in bodem. Bij kunstmest komt er naast extra
stikstof ook extra fosfaat en kaliumoxide in bodem. Op land leidt verrijking met
meststoffen ertoe dat snelgroeiende planten de kans krijgen om andere planten te
verdringen, waardoor soortenrijkdom aan planten afneemt.
Ook vegetatie structuur verandert van open naar dichte structuur. In dichte vegetatie
met lage diversiteit neemt ook diversiteit aan andere organismen af. Problemen door N-
verrijking spelen vooral in gebieden die van nature weinig stikstof bevatten. Sommige
doen het juist beter door stikstofverrijking. Zijn er veel van deze indicatorsoorten
aanwezig, dan wijst dat op stikstofrijke bodem.
Verrijking meststoffen van oppervlaktewater heet eutrofiëring. In water leidt dit tot
explosieve toename van algen: algenbloei. Explosieve toename van algen leidt tot sterfte
andere waterplanten omdat zij geen licht meer krijgen voor fotosynthese. Overdag is
water verzadigd met O2. Overschot aan O2 ontsnapt naar atmosfeer. ’s Nachts is er door
grote aantal organismen O2-tekort, waardoor organismen doodgaan.
Dode organismen leiden tot extra bacteriën, die op hun beurt ook weer veel O 2
gebruiken. Hypoxie kan het gevolg zijn. Eutrofiëring kan ook leiden tot explosie van
cyanobacteriën. Sommige soorten scheiden sterk giftige stoffen af, waardoor waterdieren
