Ekosistemi Odnosi među sistemima Proizvodne osobine ekosistema Dr Krsto Mijanović Saobraćajni fakultet Internacionalni

1. EkosistemiOdnosi među sistemimaProizvodne osobine ekosistemaDr Krsto MijanovićSaobraćajni fakultet Internacionalni Univerzitet u Travniku

2. Obrazovanje za zaštitu okoliša To je dugoročan proces koji zahtijeva: • Disciplinarni pristup počev od osnovnog obrazovanja do univerzitetskog; • Edukaciju edukatora; • Odgovarajuće institucije; • Društvenu podršku.

3. Mjere regulative i prinude • Posebno su važni odnosi i shvatanja značaja mjera regulative, koje propisuju norme ponašanja i mjere prinude pa zato: • 1. U poljoprivrednoj proizvodnji moraju biti u potpunosti osigurane mjere kontrole kvaliteta; • 2. Proizvodi moraju imati garanciju o sigurnosti korištenja i kvalitetu, što se pokazuje markicom i deklaracijom.

4. Značaj ekologije Da bi se u potpunosti shvatio značaj ekologije i njena uloga u poljoprivredi potrebno je tražiti veze ekosistema sa ovom djelatnošću: • Veze sa ekosistemom zraka, • Veze sa ekosistemom voda, • Veze sa ekosistemom mora, • Veze sa ekosistemom kopna, • Veze sa ekosistemom radijacije

5. EKOSISTEM KAO JEDINSTVO BIOTOPA I BIOCENOZE • EKOSISTEM JE EKOLOŠKI SISTEM NA TAKVOM NIVOU ORGANIZACIJE KOJI PREDSTAVLJA KOMPLEKSNO STRUKTURNO-FUNKCIONALNO JEDINSTVO ŽIVE I NEŽIVE PRIRODE, ODNOSNO BIOTOPA I BIOCENOZE.

6. EKOSISTEM KAO JEDINSTVO BIOTOPA I BIOCENOZE Između životne zajednice kao biotičke komponente i njenog staništa kao dijela nežive prirode ostvaruju se stalne razmjene materije i energije, te se oni nalaze u odnosima tijesne zavisnosti.

7. EKOSISTEM KAO JEDINSTVO BIOTOPA I BIOCENOZE Ovaj složeni sistem – EKOSISTEM – čini jedinstvenu prirodnu cjelinu i predstavlja osnovni objekat istraživanja savremene ekologije.

8. Kruženje materije i proticanje energije kroz ekosisteme • Jedno od osnovnih svojstava svakog ekosistema predstavlja proces neprekidne razmjene materije i energije između nežive i žive komponente ekosistema, odnosno između njegovog biotopa i biocenoze. Ovaj proces razmjene, koji čine dva aspekta – materijalni i energetski, označen je kao metabolizam ekosistema, koji obuhvata niz uzastopnih faza:

9. Kruženje materije i proticanje energije kroz ekosisteme • vezivanje sunčeve energije putem fotosinteze i stvaranje primarne organske materije od strane organizama proizvođača, • korištenje ove materije zajedno sa vezanom energijom od strane organizamapotrošača, • razlaganje od strane razlagača i mineralizacija, • ponovno korištenje materije od strane organizama proizvođača.

10. Protok energije • Za razliku od materije koja neprekidno kruži, energija protiče kroz ekosistem. • Sunčevu energiju koja dospijeva u ekosistem kroz proces fotosinteze vezuju auto-trofni organizmi u vidu primarne organske materije. Ovu energiju koriste organizmi potrošači i ona se u skladu sa fizičkim zakonima termodinamike oslobađa iz ekosistema u vidu toplote.

11. Organski produktivitet ekosistema • Mjera organske produkcije ekosistema ( ili samo jednog trofičkog stepena), njegov produktivitet, izražava se količinom organske materije stvorene u jedinici vremena. 1. Primarni produktivitet ekosistema je brzina kojom se energija gomila pri fotosintezi ili hemosintezi u obliku organskih materija koje stvaraju proizvođači.

12. Organski produktivitet ekosistema 2. Sekundarni produktivitet ekosistema je brzina kojom se stvaraju rezerve energije na nivou potrošača i razlagača organske materije. 3. Bruto primarni produktivitet označava ukupnu brzinu akumulirane energijeu procesu fotosinteze. 4. Neto primarni produktivitet označava ukupnu količinu organske materije kojaje, u vidu hrane, dostupna sljedećim trofičkim stepenima, odnosno stepenima potrošača.

13. Preobražaji ekosistema Tokom dužeg vremenskog perioda svaka populacija, kao prolazna tvorevina, zamjenjuje se nekom drugom, a isto tako i jedan ekosistem smjenjuje se nekim drugim. Takve serije postupnih smjenjivanja ekosistema tokom vremena nazivaju se preobražaji ekosistema ili ekološke sukcesije.

14. Pod biotičkim faktorima podrazumijevamo: Ispitivanjem faktora koji dovode do preobražaja ili sukcesije ekosistema utvrđeno je da postoje dvije osnovne grupe takvih faktora: Prvu grupu čine unutrašnji ili endodinamički faktori, koji su uslovljeni uzajamnim odnosima i faktorima porijeklom iz samog ekosistema. Drugu grupu čine raznovrsni spoljni ili egzodinamički faktori, kao što su uticaj izmjenjene klime, dejstvo promijenjenih uslova zemljišta ili različiti uticaji čovjeka.

15. Ekosistem zraka i odnosi sa saobraćajnom djelatnošću Saznanja o ekologiji zraka za život biljaka i živih bića uopšte predstavlja jednu od osnovnih spoznaja događanja na zemlji: • Zagađivanje zraka je poprimilo velike razmjere, zbog brzog razvoja industrije i velikih emisija plinova. Osim toga zagađivači su automobili i gradske kotlovnice; • Pod pojmom onečišćeni zrak podrazumijeva se zrak koji sadrži tvari štetne za čovjeka, floru i faunu iznad određene granice;

16. Ekosistem zraka i odnosi sa poljoprivrednom djelatnošću 3. Posebno su opasni radioaktivni zagađivači zraka u proizvodnji nuklearnih materija.

17. Onečišćeni zrak stvara štetno djelovanje u dva oblika: • Fiziološko (dugoročno djelovanje na biljke i živa bića, tako da se tragovi štetnih tvari nalaze u prehrambenim proizvodima), • Fizičko (podrazumijeva prljanje proizvoda česticama prašine i drugih polutanata).

18. Ekosistem voda Postoje dvije vrste voda slatke i slane, a ovdjeće biti riječi o ekosistemu slatkih voda. Vode sa ekološkog stanovišta dijelimo na: • Čiste (upotrebljive vode čija se hemijska i fizička svojstva kreću u dozvoljenim granicama prema ISO standardima). Ove vode zauzimaju 1/50 dio zemljine površine; • Zagađene vode (vode rizične za upotrebu kojima trebamo poznavati fizička, hemijska i biološka svojstva).

19. Svojstva vode koja se ispituju analizama Za ekologiju u saobraćaju su važne ove analize, a upraksi se koriste zbog potvrđivanja stanja vode: • Fizička svojstva: tvrdoća, temperatura, miris, zamućenost, strujanje..; • Hemijska svojstva: pH vrijednost, provodljivost, prisustvo fosvata, koncentracija soli, kisik ...; • Biološka svojstva: prisustvo bakterija, algi....

20. Pitka voda U vodi živi flora i fauna pa je ona važan element u životu čovjeka. U tom pogledu postoje zone živih bića u vodi: • Litoralna u kojoj svjetlost dopire do dna; • Limnetrička ili zona pučine; • Profundalna ili zona dubljih predjela u koje svjetlost ne dopire.

21. Bilans voda • U našem okruženju imamo znatan vodeni resurs, koji nije u potpunosti iskorišten, • Ako je riječ o poljoprivredi onda je samo 10% površine pokriveno navodnjavanjem.

22. Ekosistem mora Mora su staništa slane vode u površini od 510 mil. Km2 ili 2/3 ukupne zemljine površine. • Morske vode neprestalno cirkulišu pa su poznate morske struje: topla Golfska i hladna Humboltova koje direktno utiču na klimatske prilike; • Osnovna karakteristika slane vode jeste salinitet, a on se izražava u promilima;

23. Ekosistem mora • Plima i oseka su pojave u ekosistemu mora i od njih zavisi život na obalama; • Mora su bogata florom i faunom; • Sa stanovišta agroekologije mora nas zanimaju radi marikulturne proizvodnje hrane.

24. EKOSISTEM KOPNA Kopno kao ekosistem zauzima 1/3 zemljine površine. Prostorno i vremenski ima najpromjenjivije uslove života: • Klimatski i zemljišni faktori određuju zajedno sa biotičkim faktorima prirodu kopnenih biocenoza i ekosistema na kopnu; • Na kopnu žive biocenoze i zoocenoze sa mnoštvom svojih vrsta, grupa i jedinki; • Botaničari kopno dijele na šest oblasti i to su fitogeografske podjele.

25. EKOSISTEM RADIJACIJE Proučava uticaj na jedinke, populacije i ekosisteme u cjelini: • Postoji jonizirajuća radijacija ALFA I BETA; • Magnetska radijacija (gama i X – zraci); • Za agroekologiju su važni radioizotopi jer se pomoću njih vrše istraživanja i u poljoprivredi; • To su u stvari atomi iste materije, a različite strukture i neki su radioaktivni; • Do danas se malo zna o uticaju dugotrajnih radijacija na ekosisteme.

26. Ekosistem radijacije • X – zraci se koriste u poljoprivredi kod nekih istraživanja na životinjama; • Radioaktivna prašina i kisele kiše se javljaju kao rezultat radioaktivnosti i predstavljaju veliku opasnost.; • U svijetu se velike količine radioaktivnog otpada odlaže u zemlju. Tako se velika tehnološka dostignuća postavljaju kao prijetnja uzvratnim djelovanjem na čovjeka.

27. EKOSISTEM TLA Zemljište je temelj privrednog razvoja. Pedologija kao nauka o zemljištu pruža mogućnost spoznaje osobina i parametara kvaliteta zemljišta: • Fizička i hemijska svojstva određuju njegov kvalitet preko analize strukture: glina ilovača, pijesak, kamen; • Kod nas se javljaju najčešće: ilovasta, pjeskovito-ilovasta, crvenica, posmeđena crvenica i karbonatna ilovasta tla.

28. Hemijska svojstva tla • Ona su uglavnom određena reakcijom tla i mogu biti: kisela, bazična i neutralna; • Reakcija tla se određuje pomoću pH faktora, a mjeri se koncentracijom vodikovih (H9 jona i hidroksilnih (OH) jona; • Neutralna reakcija je za pH=7, kisela ispod 7, a iznad sedam bazična; • Prisustvo hemijskih elemenata utiče na pH vrijednost (N,P,K,Ca kao makroelementi) i Mg, Mn, Fe, Cu kao mikroelementi, što se utvrđuje metodom analize tla.

29. Biološka svojstva tla Biološka svojstva čine mikroorganizmi koji se u njemu nalaze uz prisustvo parazita i simbiota: • Gljivice; • Alge; • Bakterije i nematode.

30. Tlo kao resurs • Tlo po svojoj prirodi spada u bitan resurs, a modernom obradom prestaje biti fiksan, jer je na istoj površini moguće imati više žetvi godišnje; • Čuvanje obradivog zemljišta započinje prostornim planiranjem urbanih i ruralnih područja; • Posebno treba zaštititi obradiva zemljišta u blizini fabrika i termoelektrana, kao i saobraćajnica; • Poljoprivredna zemljišta utiču na pejzaš krajolika, posebno na kraškim područjima.

31. Ekosistemi • Biocenoza se nalazi u tijesnoj vezi sa životnim staništem, obrazujući jednu cjelinu višeg reda u kojoj su životna zajednica (biocen) i stanište (abiocen) u tijesnom i vrlo složenom uzajamnom odnosu. • Ovakav sistem višeg reda koji izgrađuju biotop i biocenoza prožimajući se označen je kao ekosistem.

32. Proces fotosinteze i njegova važnost za biljni svijet na zemlji Biljke su najvažniji biološko-ekološki udio čitavog života na zemlji i vrše dvije direktne funkcije u biosferi: • Produciraju hranu za sva živa bića, • Produciraju kisik koji je neophodan za disanje živih bića, • Obje ove funkcije se izvršavaju procesom fotosinteze, koji je najvažniji proces na zemlji.

33. Ekosistem i sunčeva energija • Manji dio sunčeve energije upotrebljvaju biljke za sintezu organskih tvari, a taj se proces očituje u hemijskoj reakciji fotosinteze; • Fotosintezom se u klorofilu zelenih biljaka stvara velika količina ugljikohidrata (saharoza, skrob, celuloza) uz oslobađanje kiseonika; • Za fotosintezu je uz klorofil u zelenim biljkama potrebna i svjetlosna energija talasne dužine 400-7000 A, ugljen dioksid, voda, ioni magnezija, željezo i fosfor.

34. Ekosistem i sunčeva energija • Ta reakcija se može prikazati hemijskom formulom: (CO2 + H2O) + svjetlost u prisustvu enzima i klorofila = C6H12O6 + 6O2 Veliki značaj za fotosintezu ima eko-sistem šuma, parkova i livada jer imaju direktan uticaj na zemljišni prirodni resurs.

35. Biljke kao primarni organski proizvođači • Zelene biljke su autotrofni organizmi, koji su sposobni da sami proizvedu organsku tvar u obliku hrane iz anorganskih spojeva; • Zato se biljke nazivaju primarnim organskim proizvođačima, a proces fotosinteze primarnom organskom proiuzvgodnjom; • U prirodi postoji sličan način sinteze organskih tvari iz jednostavnih anorganskih spojeva, koji nazivamo kemosinteza.

36. Značaj kisika oslobođenog fotosintezom • Kisik stvoren fotosintezom oslobađa se u atmosferu. Njegovim mjerenjem može se ustanoviti intenzitet primarne organske proizvodnje; • Efikasnost primarne organske proizvodnje izražava se u količini organske tvari proizvedene na jedinici površine u jedinici vremena; • Dnevna produktivnost tipičnog ekosistema varira od 0,5 do 20 g na m2.

37. Razgradnja kao dio fizioloških reakcija Zajedno sa proizvodnjom i potrošnjom hrane postoji proces razgradnje u kojem se složene organske tvari pretvaraju u jednostavne anorganske spojeve: • Tu funkciju obavlja veliki broj mikroorganizama i gljivica koji su razgrađivači organske tvari; • Disanje i mišićni rad organizama metabolički iskorištavaju energiju hrane za fiziološke funkcije; • Tu se događa reakcija suprotnog toka od fotosinteze: C6H12O6 + 6O2= 6CO2 + 6H2 + 686 kcal. energije

38. Hranidbeni lanci U ekosistemu su usko povezani proizvođači, potrošači i razgrađivači organskih tvari: • Zelene biljke primarno fotosintezom ugrađuju sunčevu energiju u energiju hemijskih veza ugljikohidrata, koja se sekundarno prevede u energiju ugljikovodoničnih veza proteina, lipida i drugih spojeva; 2. Nastali organski spojevi se metabolizuju u organizmu biljaka i životinja;

39. Hranidbeni lanci 3. Slijed različitih organizama u kojima se prenosi energija u obliku hrane od biljaka preko životinja do mikroorganizama naziva se hranidbenim lancem; 4. Najjednostavniji lanac obuhvata:autotrofne zelene biljke, koje iz sunčeve svjetlosti i ugljičnog hidrata sintetizujuorgansku tvar i mikroorganizme.

40. Osnovni dijelovi hranidbenog lanca • Strelice pokazuju glavne puteve organske tvari

41. Ekološke piramide Unutar hranidbenih lanaca mogu se uočiti tri karakteristična svojstva koja ćemo ukratko prikazati: • Lanac uvijek počinje s fotosintetskim organizmima i završava s mikroorganizmima koji razgrađuju organsku tvar; • U hranidbenom lancu su organizmi raspoređeni u serijama prema tjelesnim težinama ili razmjerama. Na početku su najmanje biljke a na kraju najveći mesožderi; • Među članovim ahranidbenog lanca vrijedi kvantitativni odnos izražen zakonom brojeva. Na kraju lanca je najmanje članova.

42. Šematski prikaz hranidbenih lanaca Tu se prikazuje struktura i tok svakog hranidbenog stepena i svake skupine unutar hranidbenog lanca: • Široku osnovu piramide čine biljke koje su primarni izvor hrane za ostale organizme; • Na slijedećem sloju koji odgovara slijedećem korisniku u hranidbenom lancu, nalaze se male životinje koje se hrane biljkama iz osnovice; • Male životinje su izvor hrane za veće životinje, koje tvore slijedeći viši hranidbeni stepen.

43. Šema jednog hranidbenog lanca Na površini od 74000 m2 ima 5 842 424 stabala livadskih trava, koji su hrana za 706 624 primarnih potrošača. To je dovoljno da prehrani 354 904 malih mesoždera, koji su opet izvor hrane za velike mesoždere (ptice, krtice ... )

44. Podjela ekosistema prema izvorima i količini energije Protok energije glavni pokretač svih zbivanja u ekosistemu, pa je to glavni kriterij za sistematizaciju. Prema količini energije kojaotpada na m2 površine razlikujemo četiri ekosistema: • Prirodni ekosistemi s malim iskorištenjem sunčeve energije; • Prirodni ekosistemi s velikim iskorištenjem sunčeve energije; • Ekosistemi u kojimačovjek iskorištava sunčevu energiju; • Urbano-industrijski ekosistemi

45. Podjela ekosistema • Prirodni ekosistemi sa malim korištenjem sunčeve energije su duboka jezera, okeani, krajnja polarna područja. Oni proizvode malu količinu organskih tvari. • Ekosistemi s velikim iskorištenjem sunčeve energije su ekosistemi sa velikom organskom proizvodnjom: savane , tropske šume, naplavna ušća velikih rijeka. To su prirodni produktivni ekosistemi. • Ekosistemi u kojima čovjek iskorištava sunčanu energiju jesu područja gdje su ljudi vlastitim radom stvorili mogućnosti za veliku proizvodnju hrane: obradive površine, agrokulture i vodena prostranstva za proizvodnju hrane; • Urbano industrijski ekosistemi su direktna ljudska tvorevina koja se odlikuje velikom godišnjom potrošnjom energije. To su urbaniteti i industrijska postrojenja.

46. Urbano-industrijski ekosistem On je u ekološkom smislu nestabilan zbog više razloga: • Stvara veliku količinu otpada; • U njemu je kruženje tvari i vode djelimično; • Troši veliku količinu energije; • Čovjek je njima pojednostavio hranidbene lance prema svojim potrebama; • Na jedinici površine Zemlje živi više populacije nego što to odgovara mogućnostima ekosistema.