Ecologia

SUCCESSIONI

Perché una determinata specie è presente in un certo luogo in un certo momento? Una specie è presente in

un luogo se

1. È capace di raggiungere la località

2. Nel luogo in cui arriva trova le risorse sufficienti per sopravvivere, accrescersi e riprodursi

3. Non viene eliminata da predatori, competitori, parassiti

Le comunità possono modificare gradualmente la loro struttura e la loro funzione nel tempo: si parla di

successioni →

Successione modalità non stagionale, direzionale e continua di colonizzazione ed estinzione in un sito da

parte di popolazioni di specie

Successione: variazione nel tempo della struttura della comunità ≠ Zonazione: variazione nello spazio della

struttura della comunità

Specie pioniere:

- Sono le prime a colonizzare spazi liberi

- Tasso di crescita elevato

- Piccole dimensioni 23

- Elevata capacità di dispersione

Specie tardive:

- Colonizzano uno spazio più tardivamente

- Tasso di crescita, di colonizzazione e di dispersione minore

- Maggiori dimensioni

- Maggiore lunghezza della vita

→

Successione primaria La comunità si sviluppa in habitat neoformati che non hanno mai ospitato alcuna

comunità (es. colate di lava, dune di sabbia, etc.)

→

Successione secondaria La comunità si sviluppa in un habitat già precedentemente colonizzato ma in cui

la vegetazione è scomparsa in seguito a perturbazioni più o meno gravi (uragani, incendi, campi lasciati

incolti, etc.)

Il terreno contiene spore, semi e organismi sopravvissuti all’evento catastrofico

→

Resource-ratio hypotesis Luce e nutrienti sono fattori fondamentali e determinano le specie dominanti in

un determinato stadio della successione. A seconda delle abilità di competizione di ciascuna specie, questa

sarà favorita in un determinato stadio della successione

- Climax: lo stadio finale del processo evolutivo di un ecosistema che denota il massimo grado di

equilibrio

- Monoclimax: prevede un unico climax possibile

- Policlimax: prevede la presenza contemporanea di più climax nella stessa regione climatica

Flusso di energia negli ecosistemi

Prima legge della termodinamica: l’energia può essere trasformata da un tipo all’altro ma non può essere né

creata né distrutta

Seconda legge della termodinamica: nessun processo che implichi trasformazioni energetiche può avvenire

spontaneamente senza che ci sia una degradazione dell’energia da una forma concentrata ad una dispersa

La radiazione solare che raggiunge la terra è la fonte di energia fondamentale che determina la vita del

nostro pianeta. La radiazione solare raggiunge lo strato esterno dell’atmosfera sotto forma di radiazione

elettromognetica in forma di particelle di energia chiamate fotoni. I fotoni viaggiano a circa 300.000 km/s

Se i fotoni colpiscono la superficie della terra l’acqua degli oceani e dei laghi si trasformano in un’altra forma

di energia, il calore. Se i fotoni colpiscono gli organismi vegetali vengono utilizzati nei processi fotosintetici e

trasformati in energia fotochimica

Produttività primaria (PP) viene suddivisa in:

- Produttività primaria lorda (PPL)

- Produttività primaria netta (PPN)

- Respirazione ( R )

→

Produttività primaria Velocità alla quale l’energia raggiante viene trasformata dall’attività fotosintetica e

chemiosintetica (degli organismi produttori) in sostanza organica. 24

→

Produttività primaria lorda (PPL) Velocità di fotosintesi, compresa la materia organica usata per la

respirazione durante il periodo di misura. Viene chiamata anche fotosintesi totale o assimilazione totale.

Considero sia la sostanza organica prodotta che rimane nella pianta sia quella che viene degradata nei

processi respiratori. Sempre più grande della netta

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Produttività primaria netta (PPN) Velocità di immagazzinamento della materia organica prodotta, al netto

di quella usata per la respirazione dalla pianta, nei tessuti della pianta stessa nei periodi di misura. Viene

anche chiamata fotosintesi apparente o assimilazione netta. Una sostanza organica viene persa in parte nei

processi respiratori, non considerata, ma considero solo ciò che rimane nella pianta

→

Produttività primaria netta della comunità Velocità di immagazzinamento della materia organica non

utilizzata dagli eterotrofi (cioè la produzione primaria netta meno il consumo degli eterotrofi) durante il

periodo considerato). Sarà sempre più piccola della produttività primaria netta

→

Respirazione (R) Quantità di energia utilizzata per permettere i processi respiratori di un organismo.

PPL, PPN e R possono essere stimati con il metodo delle bottiglie chiare e scure. Può essere usato in

ambiente acquatico, marno o lacustre

Prevede l’uso di due bottiglie trasparenti, chiare e di un bottiglia scura che non permette le fotosintesi di

piante se si trovano all’interno. Se considero i te fattori precedenti nello strato di un lago ad un metro di

profondità dove riempio le bottiglie. Prendo la bottiglia chiara, la prelevo e misuro l’ossigeno, mentre le

altre due le lascio n acqua per 24 ore e in quella trasferente avverrà la fotosintesi

- Nella bottiglia scura l’ossigeno diminuisca perché gli organismi all’interno consumano ossigeno

- Nella bottiglia chiara, dove avviene la fotosintesi, l’ossigeno aumenta

Nella prima bottiglia prelevata supponiamo ci siano 11 mg/l di ossigeno, dopo 24 nella altre bottiglie ci sarà

ancora meno ossigeno, quella scura ha 8 mg/l e la differenza di 3mg/l la respirazione. Nella chiara lasciata i

acqua è avvenuta sia la fotosintesi che la respirazione, ci sono 15 mg/l sia con produzione che con consumo

di ossigeno.

- 15 - 11 = 4 produzione primaria netta

- Respirazione = 3 (11-8)

- Produzione primaria lorda = 3 + 4 = 7

La netta non potrebbe essere mai più alta della lorda. Ciò che ho fatto ad un metro posso farlo a tutte le

profondità e la PPL tende a diminuire anche se il suo picco è intorno ai 10/15 metri perché la superficie del

mare non è un ambiente facile anche per le alghe, gli UV creano problemi alle alghe più in superficie

Si arriva poi ad un punto in cui R è uguale a PPL e gli organismi possono sopravvivere ma non crescere, quel

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punto è la profondità di compensazione la profondità alla quale la produttività lorda è uguale alla

respirazione (e la fotosintesi netta è uguale a zero)

Produttività secondaria

Poiché i consumatori utilizzano soltanto sostanze nutritive già sintetizzate, con relative perdite respiratorie,

e le trasformano nei loro tessuti mediante un unico processo, la produttività secondaria non può essere

divisa in lorda e netta. Il flusso totale di energia a livello degli eterotrofi, che è analogo a quello della

produttività lorda degli autotrofi, va piuttosto chiamata “assimilazione” e non produzione 25

- Punto di compensazione: profondità alla quale il carbonio fissato dalla fotosintesi in un periodo di

24 ore è uguale al carbonio dissipato dalla respirazione nello stesso intervallo di tempo.

- Profondità critica: la produzione primaria lorda di carbonio e’ uguale alla respirazione totale

rilasciata nella stessa colonna. L’eccesso di produzione sulla respirazione al di sopra del punto di

compensazione e’ equilibrato dall’eccesso di respirazione sulla produzione al di sotto di esso

PPN dipende dalle precipitazioni

Temperatura e precipitazioni sono due fattori strettamente correlati: Ad elevate temperature aumenta

l’evaporazione dell’acqua dal terreno e la traspirazione dell’acqua dalle foglie

- Se la temperatura nell’aria è elevata ma la disponibilità dell’acqua nel terreno è bassa la produttività

sarà bassa

- Se le temperature sono basse, la produttività sarà bassa a prescindere dalla quantità di acqua

presente nel terreno

Un aumento della PPN al crescere della durata della stagione vegetativa (principalmente in funzione della

latitudine). La produttività dipende da due elementi, fosforo e azoto, maggiore è la quantità di azoto e

maggiore sarà la produttività, in mare tra i produttori primari troviamo sia macroalghe (es. Kelp, ricci, orche)

sia fitoplancton. La produttività delle alghe e delle piante marine è generalmente maggiore rispetto alla

produttività degli ambienti terrestri.

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Catena del pascolo e del detrito Nella catena del pascolo il flusso è unidirezionali, nella catena del detrito

i rifiuti e la sostanza organica morta riciclano all’interno di ciascuno livello trofico. L’energia che entra è

sempre inferiore all’energia che fuoriesce

Il concetto di sostenibilità è stato introdotto nel corso della prima conferenza ONU sull’ambiente nel 1972

Sostenibilità Nelle scienze ambientali ed economiche, condizione di uno sviluppo in grado di assicurare il

soddisfacimento dei bisogni della generazione presente senza compromettere la possibilità delle

generazioni future di realizzare i propri.

- Lattina coca, molto tecnologico e contiene zero energia

- Uovo, poca tecnologia e contiene molta energia

I sistemi più produttivi sono gli estuari dei fiumi, le pianure alluvionali, l’agricoltura industrializzata e le

scogliere coralline mentre i meno produttivi sono i deserti

Posso classificare gli organismi in base al numero di passaggio energetici attraverso il sole

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Piramide dei numeri numeri di individui che ottengono energia con un

unico passaggio nel primo gradone e così via

Diretta

Invertita (una piante grande Sostene un maggior numero di consumatori

primari) 26

→

Piramide di biomassa quantità espressa in kg, biomassa,

di individui che ottengono energia con un unico passaggio e

così via

Diretta Invertita (il fitoplancton si riproduce più velocemente dello zooplancton)

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Piramide di energia non può mai essere invertita

Inquinamento, sostenibilità e sviluppo sostenibile

Inquinamento comprare nel 1300 e nel 1907 viene usata la parola sostenibilità, senso di sostenibilità di un

processo produttivo, processo economico. Nel 1987 comprare il termine sviluppo sostenibile, sviluppo che

va incontro alle necessita del presenze senza compromettere le capacita per le future generazioni di avere i

propri interessi

Le scogliere coralline

Sono diverse dalle barriere coralline, sono strutture biogeniche generate da organismi viventi, sono gli

ambienti più bio-diversi, t